프로메테우스 인프라스트럭처 모니터링(클라우드 컴퓨팅)

★ 이 책에서 다루는 내용 ★



■ 모니터링 기본 개념과 프로메테우스 구현

■ 공통 인프라스트럭처 서비스에서 메트릭을 추출하는 방법

■ PromQL의 장점과 활용 방법

■ 고가용성, 내구성, 확장성이 있는 프로메테우스 스택을 디자인하는 방법

■ 쿠버네티스 프로메테우스 오퍼레이터의 강점

■ 페더레이션, 수직 샤딩 집계와 같은 개념

■ 타노스를 사용해 클라우드 네이티브 앱에서 완벽한 글로벌 뷰를 구현하고 장기 보존을 확보하는 방법



★ 이 책의 대상 독자 ★



소프트웨어 개발자, 클라우드 전문가, 사이트 신뢰성 엔지니어, 데브옵스 엔지니어, 인프라 보안과 성능을 유지하기 위해 신뢰할 수 있는 모니터링과 알림 시스템을 설정하려는 시스템 관리자를 대상으로 한다. 네트워킹과 인프라 모니터링에 관한 기본 지식은 이 책에서 다루는 개념을 이해하는 데 도움이 될 것이다.



★ 이 책의 구성 ★



1장, '모니터링 기초'에서는 책 전반에 걸쳐 사용되는 몇 가지 주요 개념의 토대를 정립한다. 또한 프로메테우스가 메트릭을 수집하는 접근 방법과 논란의 여지가 있는 몇 가지 사항이 스택의 설계와 아키텍처에 필수적인 이유도 살펴본다.

2장, '프로메테우스 생태계 개요'에서는 프로메테우스 생태계 전반에 걸쳐 고급 개요를 소개한다. 구성 요소마다 어떤 작업을 수행하는지와 모든 것이 논리적으로 상호 운용되는 방법을 설명한다.

3장, '테스트 환경 구축'에서는 책에서 제공되는 테스트 환경을 사용하는 기본 방법과 다양한 구성의 유효성을 검사하고자 테스트 환경을 점검하는 방법을 설명한다.

4장, '프로메테우스 메트릭 개념'에서는 프로메테우스의 핵심 리소스인 메트릭(Metric)을 살펴본다. 프로메테우스 스택을 완전히 활용, 관리, 확장하려면 올바른 이해가 필요하다.

5장, '프로메테우스 서버 실행'에서는 프로메테우스 서버를 중점적으로 다루며, 가상 시스템과 컨테이너의 일반 사용 패턴과 전체 환경설정 프로세스의 시나리오를 제공한다.

6장, '익스포터와 통합'에서는 가장 유용한 익스포터(Exporter)를 소개하고 사용 방법과 관련 예제를 제공한다.

7장, '프로메테우스 쿼리: PromQL'에서는 애드혹 집계(adhoc aggregation)와 시계열의 조합을 수용할 수 있고 다차원 데이터 모델을 활용할 수 있는 강력하고 유연한 프로메테우스 쿼리 언어인 PromQL을 상세히 살펴본다.

8장, '트러블슈팅과 검증'에서는 문제를 빠르게 감지하고 해결할 수 있는 유용한 지침을 제공한다. 또한 중요한 정보를 확인할 수 있도록 제공되는 엔드포인트 활용법과 중요한 정보를 제공하는 프로메테우스 커맨드라인 인터페이스이자 검증 도구인 promtool을 살펴본다.

9장, '알림과 레코딩 규칙 정의'에서는 알림 규칙과 레코딩 규칙의 사용법과 테스트 진행 과정을 다루고 관련 예제를 제공한다.

10장, '그라파나 대시보드 검색과 생성'에서는 기본 제공되는 콘솔 기능뿐만 아니라 그라파나(Grafana)와 대시보드의 구성, 공유, 재사용 방법을 다루며, 프로메테우스 스택의 시각화 구성 요소를 살펴본다.

11장, '알림 매니저'에서는 프로메테우스 스택의 알림 구성 요소를 소개한다. 여러 가지 알림 도구와 통합하는 방법과 중복 제거를 통해 고가용성을 실현하도록 클러스터링을 올바르게 설정하는 방법을 살펴본다.

12장, '올바른 서비스 디스커버리 선택'에서는 다양한 서비스 디스커버리(Service Discovery)의 통합 방법을 살펴보고, 자체 통합을 구축하는 데 필요한 요구 사항과 지식을 제공한다.

13장, '프로메테우스 확장과 페더레이션'에서는 프로메테우스 스택의 확장 방법을 다루고, 샤딩(sharding)과 글로벌 뷰(global view)의 개념을 설명한다.

14장, '롱텀 스토리지와 통합'에서는 프로메테우스 읽기/쓰기 엔드포인트의 개념을 다룬다. 그런 다음 외부 스토리지와 롱텀(Long-Term) 메트릭 스토리지 통합에 따른 고려 사항을 심층적으로 살펴본다. 마지막으로 타노스(Thanos)를 사용하는 엔드투엔드 예제를 소개한다.



★ 옮긴이의 말 ★



프로메테우스는 클라우드 네이티브 컴퓨팅 재단에서 졸업(graduated)한 두 번째 프로젝트로, 다른 시계열 데이터베이스인 인플럭스디비(InfluxDB), 그라파이트(Graphite)와 달리 푸시(PUSH) 방식이 아닌 HTTP를 통한 풀(PULL) 방식의 데이터 수집을 기본으로 한다. 그로 인해 쿠버네티스나 이스티오(Istio) 등의 현재 가장 인기 있는 CNCF 오픈소스들과 대부분의 모니터링 서비스 및 플랫폼까지 모두 백엔드로 지원하고, 특히 쿠버네티스 클러스터를 직접 구축하거나 운영할 때 별도의 개발 없이 모니터링 시스템을 구축할 수 있다는 큰 장점이 있다. PromQL를 활용해 다양한 형태로 데이터를 가공해 모니터링 플랫폼에 전달하는 역할도 할 수 있고, 다양한 익스포터(exporter)를 사용하거나 커스텀 메트릭을 구현해 네트워크 장비를 비롯한 다양한 인프라 자원의 모니터링을 통합 관리할 수 있다.

이 책을 통해 베이그런트(Vagrant) 기반 가상 환경에서의 핸즈온으로 프로메테우스 관련 생태계와 명령어들을 직접 구동하고 경험해보면서 프로메테우스 도입을 검토하거나 다른 모니터링 시스템과 비교할 수 있을 것이다. 또한 2.9.X 버전 기반 실습으로 진행되기 때문에 2.4 버전 이후 변경된 점까지 확인할 수 있다.

번역 작업을 하면서 쿠버네티스 문서 한글화 가이드(https://kubernetes.io/ko/docs/contribute/localization_ko/)에서 많은 도움을 받았다.

- 김진웅



단일 머신으로 수천 개의 타깃(Target)과 수백만 개의 메트릭 시계열 데이터를 처리하는 프로메테우스는 분명 매력적인 도구임에 틀림없다. 프로메테우스는 쿠버네티스의 확산과 함께 간단한 내부 구성 요소와 메트릭 수집/처리 과정이 간소해 국내에서도 많은 기업과 운영 환경에서 다양한 활용 사례가 생기고 있다. 더 다양하고 복잡한 클라우드 환경에서 모니터링 환경을 구축하려는 운영자, 개발자에게 프로메테우스는 아주 좋은 선택지다.

프로메테우스를 기반으로 클라우드 네이티브 모니터링 시스템을 구축한 경험을 토대로 프로메테우스를 처음 접하고 시작하는 독자들께 도움이 되고자 하는 마음으로 번역을 진행했다. 번역 과정에서 프로메테우스에는 많은 변화가 있었고, CNCF 생태계와 함께 다양한 유관 프로젝트와 도구가 개발되고 있다.

이 책은 예제 코드와 함께 실제로 활용할 수 있는 내용 중심으로 구성됐으며, 프로메테우스를 도입하고 사용해 보고자 하는 다양한 사용자에게 도움이 될 것이다.

프로메테우스는 스케일아웃 형태의 규모에 따른 확장의 제약 사항을 가진 부분에서 다양한 접근 방식으로 노력 중이며, 더욱 복잡해지는 비즈니스와 IT 환경에서 큰 역할을 할 것으로 기대한다.

- 문진수

1부. 서론

1장. 모니터링 기초

__모니터링 정의

____모니터링의 가치

____조직 컨텍스트

____모니터링 구성 요소

__화이트박스와 블랙박스 모니터링

__메트릭 수집의 이해

____수집 방식의 개요

____푸시와 풀

____무엇을 측정할 것인가?

__요약

__질문

__더 읽을거리



2장. 프로메테우스 생태계 개요

__프로메테우스를 사용한 메트릭 수집

____프로메테우스 아키텍처 개요

__익스포터를 사용한 내부 상태 노출

____익스포터 기본

__알림 매니저를 사용한 알림 라우팅 및 관리

____알림 라우트

__데이터 시각화

__요약

__질문

__더 읽을거리





3장. 테스트 환경 구축

__코드 구조

__시스템 요구 사항

____하드웨어 요구 사항

____권장 소프트웨어

__신규 환경설정

____베이그런트로 자동 배포 환경설정 연습

____고급 배포 실습

__요약

__질문

__더 읽을거리



2부. 프로메테우스 시작



4장. 프로메테우스 메트릭 개념



__프로메테우스 데이터 모델 이해

____시계열 데이터

____시계열 데이터베이스

____프로메테우스 로컬 스토리지

____프로메테우스 데이터 모델

__네 가지 핵심 메트릭 타입 소개

____카운터

____게이지

____히스토그램

____서머리

__종단면과 횡단면 데이터 집계

____횡단면 집계

____종단면 집계

__요약

__질문

__더 읽을거리



5장. 프로메테우스 서버 실행

__프로메테우스 환경설정의 집중 분석

____프로메테우스 초기 환경설정

____프로메테우스 환경설정 파일 실습

__독립 실행형 서버에서 프로메테우스 관리

____서버 배포

____환경설정 확인

____정리

__쿠버네티스 환경에서 프로메테우스 관리

____정적 환경설정

____동적 환경설정: 프로메테우스 오퍼레이터

__요약

__질문

__더 읽을거리



6장. 익스포터와 통합

__테스트 환경

____정적 인프라 테스트 환경

____쿠버네티스 테스트 환경

__운영체제 익스포터

____노드 익스포터

__컨테이너 익스포터

____cAdvisor

____kube-state-metrics

__로그에서 메트릭까지

____mtail

____Grok 익스포터

__블랙박스 모니터링

____블랙박스 익스포터

__푸시 메트릭

____푸시 게이트웨이

__추가 익스포터

____JMX 익스포터

____HAProxy 익스포터

__요약

__질문

__더 읽을거리



7장. 프로메테우스 쿼리: PromQL

__테스트 환경

__PromQL 기초

____셀렉터

____연산자

____함수

__일반적인 패턴과 함정

____패턴

____함정

__다중 쿼리(복잡한 쿼리)

____어떤 노드에서 노드 익스포터가 실행되고 있는가?

____다른 버전의 CPU 사용량 비교

__요약

__질문

__더 읽을거리



8장. 트러블슈팅과 검증

__테스트 환경

____배포

____정리

__promtool 탐색

____체크

____쿼리

____디버그

____테스트

__로그와 엔드포인트 검증

____엔드포인트

____로그

__시계열 데이터베이스 분석

____tsdb 도구 사용

__요약

__질문

__더 읽을거리



3부. 대시보드와 알림



9장. 알림과 레코딩 규칙 정의

__테스트 환경

____배포

____정리

__규칙 평가의 작동 방식 이해

____레코딩 규칙 사용

____레코딩 규칙의 명명 규칙

__프로메테우스 알림 설정

____알림 규칙이란?

____알림 규칙 환경설정

____레이블과 주석

____알림 지연

__규칙 테스트

____레코딩 규칙 테스트

____알림 규칙 테스트

__요약

__질문

__더 읽을거리



10장. 그라파나 대시보드 검색과 생성

__테스트 환경

____배포

____정리

__프로메테우스 기반 그라파나 사용법

____로그인 화면

____데이터 소스

____탐색

____대시보드

____쿠버네티스 환경 그라파나 기동

__자체 대시보드 개발

____대시보드 기초

____대시보드 기본 생성

____대시보드 내보내기

__커뮤니티 대시보드 탐색

____그라파나 대시보드 갤러리

____대시보드 게시

__프로메테우스 기본 시각화

____콘솔 템플릿 사용

____콘솔 템플릿 기본

__요약

__질문

__더 읽을거리



11장. 알림 매니저

__테스트 환경

____배포

____정리

__알림 매니저 기초

____통지 파이프라인

____알림 매니저 클러스터링

__알림 매니저 설정

____프로메테우스 환경설정

____환경설정 파일 옵션

____amtool 커맨드라인 도구

____쿠버네티스 환경 프로메테우스 오퍼레이터와 알림 매니저

__알림 매니저 통지 연계

____이메일

____채팅

____페이저

____웹훅

____null

__통지 사용자 정의

____기본 메시지 포맷

____신규 템플릿 생성

__모니터링 시스템은 누가 모니터링하는가?

____메타모니터링과 교차 모니터링

____데드맨 스위치 알림

__요약

__질문

__더 읽을거리



4부. 확장성, 복원성, 유지 보수성



12장. 올바른 서비스 디스커버리 선택

__테스트 환경

____배포

____정리

__서비스 디스커버리 옵션을 통한 실행

____클라우드 프로바이더

____컨테이너 오케스트레이터

____서비스 디스커버리 시스템

____DNS 기반 서비스 디스커버리

____파일 기반 서비스 디스커버리

__빌트인 서비스 디스커버리 사용

____칸설 서비스 디스커버리 사용

____쿠버네티스 서비스 디스커버리 사용

__사용자 정의 디스커버리 설정

____사용자 정의 서비스 디스커버리 개념

____권장 접근 방식

____사용자 정의 서비스 디스커버리 사용

__요약

__질문

__더 읽을거리



13장. 프로메테우스 확장과 페더레이션

__테스트 환경

____배포

____정리

__샤딩 형태의 확장

____작업의 논리적 그룹

____단일 작업 스케일링 문제

____샤딩 시 고려해야 할 사항

____샤딩 대안

__페더레이션을 사용해 글로벌 뷰 설정

____페더레이션 설정

____페더레이션 패턴

__타노스를 사용해 규모로서의 프로메테우스 단점 보완

____타노스의 글로벌 뷰 구성 요소

__요약

__질문

__더 읽을거리



14장. 롱텀 스토리지와 통합

__테스트 환경

____배포

____정리

__원격 쓰기와 원격 읽기

____원격 쓰기

____원격 읽기

__메트릭 스토리지 옵션

____로컬 스토리지

____원격 스토리지 통합

__타노스 원격 스토리지와 생태계

____타노스 생태계

____타노스 구성 요소

__요약

__질문

__더 읽을거리



부록. 평가

조엘 바스토스 인프라 보안과 자동화에 대한 배경 지식을 갖춘 오픈소스 후원자이자 기고자다. 프로세스 표준화, 코드 유지 관리, 코드 재사용성을 위해 항상 노력한다. 프로메테우스(Prometheus)를 기반으로 여러 조직에서 고가용성, 내결함성이 있는 중요 엔터프라이즈와 웹 스케일 인프라의 설계와 구현을 주도했다. 포르투갈의 두 유니콘 회사와 세계에서 가장 큰 트랜잭션 기반 게임 회사에서 근무했다. 포르투갈 시민증의 공개 키 인프라 프로젝트에 참여해 여러 정부 기관을 지원했다. 블로그(blog.kintoandar.com)와 트위터(@kintoandar)에서 활동 중이다.