Debian系統中Nginx監控與報警設置

Debian系統中Nginx監控與報警設置指南

一、基礎監控準備：啟用Nginx狀態模塊

要監控Nginx狀態，需先啟用其內置的stub_status模塊，用于暴露基礎連接數指標。

1. 編輯Nginx配置文件（通常為/etc/nginx/nginx.conf或在/etc/nginx/sites-available/default中添加）：

   server {
       listen 80;
       server_name localhost;
       location /nginx_status {
           stub_status on;
           access_log off;
           allow 127.0.0.1;  # 僅允許本地訪問，提升安全性
           deny all;
       }
   }
   

2. 重啟Nginx使配置生效：

   sudo systemctl restart nginx
   

3. 驗證狀態頁面：在本地瀏覽器訪問http://localhost/nginx_status，將顯示類似以下信息：

   Active connections: 3 
   server accepts handled requests
    100 100 200 
   Reading: 0 Writing: 1 Waiting: 2
   

   關鍵指標說明：
   • Active connections：當前活躍連接數（含Reading/Writing/Waiting狀態）；
   • accepts：累計接受的連接數；
   • handled：累計成功處理的連接數；
   • requests：累計處理的請求數；
   • Reading/Writing/Waiting：分別表示正在讀取請求頭、發送響應、保持空閑的連接數。

二、使用Prometheus+Grafana實現實時監控與報警

1. 安裝Prometheus（數據采集與存儲）

Prometheus是一款開源監控系統，通過“拉取”模式收集指標。

1. 下載并解壓Prometheus：

   wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v2.30.3/prometheus-2.30.3.linux-amd64.tar.gz
   tar xvfz prometheus-2.30.3.linux-amd64.tar.gz
   cd prometheus-2.30.3.linux-amd64
   

2. 配置prometheus.yml，添加Nginx Exporter抓取任務：

   scrape_configs:
     - job_name: 'nginx'
       static_configs:
         - targets: ['localhost:9113']  # Nginx Exporter的地址
   

3. 啟動Prometheus：

   ./prometheus --config.file=prometheus.yml
   

   訪問http://localhost:9090可查看Prometheus Web界面。

2. 安裝Nginx Exporter（指標采集器）

Nginx Exporter將stub_status的指標轉換為Prometheus可識別的格式。

1. 下載并運行Nginx Exporter：

   wget https://github.com/nginxinc/nginx-prometheus-exporter/releases/download/v0.11.0/nginx-prometheus-exporter-0.11.0.linux-amd64.tar.gz
   tar xvfz nginx-prometheus-exporter-0.11.0.linux-amd64.tar.gz
   cd nginx-prometheus-exporter-0.11.0.linux-amd64
   ./nginx-prometheus-exporter -nginx.scrape-uri=http://localhost/nginx_status
   

   默認監聽9113端口，輸出指標示例：

   # HELP nginx_http_requests_total Total number of HTTP requests
   # TYPE nginx_http_requests_total counter
   nginx_http_requests_total{status="200",method="GET",handler="/"} 100
   

3. 安裝Grafana（可視化與報警）

Grafana用于將Prometheus中的指標可視化，并設置報警規則。

1. 安裝Grafana：

   sudo apt update && sudo apt install -y grafana
   sudo systemctl enable --now grafana-server
   

2. 訪問http://localhost:3000，使用默認賬號admin/admin登錄。
3. 添加Prometheus數據源：
   • 進入Configuration → Data Sources → Add data source → 選擇Prometheus；
   • 配置URL為http://localhost:9090，點擊Save & Test（需顯示“Data source is working”）。

4. 配置Grafana儀表盤

1. 導入官方Nginx監控儀表盤：
   • 點擊左側+ → Dashboard → Import；
   • 輸入儀表盤ID（如12708，官方Nginx基礎看板），點擊Import。
2. 儀表盤將展示Active connections、Requests per second、5xx error rate等關鍵指標的實時趨勢。

5. 設置Prometheus報警規則

編輯Prometheus的rules.yml文件（或在prometheus.yml中添加rule_files），添加以下規則：

groups:
  - name: nginx_alerts
    rules:
      - alert: High5xxErrorRate
        expr: sum(rate(nginx_http_requests_total{status=~"5.."}[5m])) / sum(rate(nginx_http_requests_total[5m])) > 0.01  # 5xx錯誤率超過1%
        for: 5m  # 持續5分鐘觸發
        labels:
          severity: critical
        annotations:
          summary: "Nginx 5xx錯誤率過高 (instance {{ $labels.instance }})"
          description: "過去5分鐘5xx錯誤占比 {{ $value }}，超過1%閾值"
      - alert: HighRequestRate
        expr: sum(rate(nginx_http_requests_total[1m])) by (instance) > 1000  # 每秒請求數超過1000
        for: 2m
        labels:
          severity: warning
        annotations:
          summary: "Nginx請求率過高 (instance {{ $labels.instance }})"
          description: "當前請求率 {{ $value }}，超過1000閾值"

2. 在Prometheus中加載報警規則：
   編輯prometheus.yml，添加：

   rule_files:
     - "rules.yml"
   

   重啟Prometheus使規則生效。

6. 配置Grafana報警通知

1. 進入Grafana左側Alerting → Notification channels；
2. 點擊New channel，配置通知方式（如Email、Slack）：
   • Name：Email Alerts；
   • Type：Email；
   • Settings：填寫SMTP服務器信息（如Gmail的SMTP地址、端口、用戶名、密碼）；
   • Save & Test：測試通知是否發送成功。
3. 為報警規則綁定通知渠道：
   進入Alerting → Alert rules，找到已創建的規則（如High5xxErrorRate），點擊Edit → Notifications，選擇對應的Notification channel（如Email Alerts）。

三、日志監控與異常告警

1. 配置Nginx日志格式（便于分析）

編輯/etc/nginx/nginx.conf，添加結構化日志格式（如JSON）：

http {
    log_format json_analytics escape=json '{"time":"$time_iso8601","host":"$host","status":"$status","request_time":"$request_time","remote_addr":"$remote_addr","request":"$request"}';
    access_log /var/log/nginx/access.log json_analytics;
    error_log /var/log/nginx/error.log;
}

重啟Nginx使配置生效：

sudo systemctl restart nginx

日志字段說明：

• status：HTTP狀態碼（如200、500）；
• request_time：請求處理時間（秒）；
• remote_addr：客戶端IP；
• request：請求路徑與方法（如GET /api/payment）。

2. 使用ngxtop實時分析日志

ngxtop是一款實時日志分析工具，可快速定位異常請求。

1. 安裝ngxtop：

   sudo apt install -y python3-pip
   pip3 install ngxtop
   

2. 實時查看錯誤請求（5xx狀態碼）：

   ngxtop -i 'status >= 500' print request_path status request_time
   

   輸出示例：

   Running for 10 seconds, 123 records processed: 12.3 req/sec
   request_path       status  request_time
   /api/payment       500     1.23
   /api/user/create   502     0.45
   

3. 監控慢請求（響應時間超過1秒）：

   ngxtop -i 'request_time > 1' top request_path request_time
   

   輸出示例：

   Running for 10 seconds, 456 records processed: 45.6 req/sec
   request_path       request_time
   /api/upload        3.45
   /api/report        2.12
   

3. 使用Fail2Ban防止惡意攻擊

Fail2Ban可監控Nginx日志，自動封禁頻繁發起惡意請求的IP。

1. 安裝Fail2Ban：

   sudo apt update && sudo apt install -y fail2ban
   

2. 創建Nginx監控配置：
   在/etc/fail2ban/jail.local中添加：

   [nginx-http-auth]
   enabled = true
   filter = nginx-http-auth
   action = iptables[name=HTTP, port=80, protocol=tcp]
   logpath = /var/log/nginx/error.log
   maxretry = 3  # 3次失敗后封禁
   bantime = 3600  # 封禁1小時
   

3. 重啟Fail2Ban：

   sudo systemctl restart fail2ban
   

   查看封禁記錄：

   sudo fail2ban-client status nginx-http-auth
   

四、告警優化策略

1. 告警分級：根據業務影響程度設置severity（如critical、warning、info），避免重要告警被淹沒；
2. 閾值動態調整：根據業務高峰期（如雙11）調整閾值（如將請求率閾值從1000提升至2000）；
3. 告警合并：對同一類告警（如同一IP的多次失?。┻M行合并，減少通知數量；
4. 自動化響應：通過腳本實現常見問題的自動修復（如Nginx進程崩潰時自動重啟）：

   #!/bin/bash
   if ! pgrep nginx > /dev/null; then
       systemctl restart nginx
       echo "Nginx restarted at $(date)" >> /var/log/nginx_monitor.log
   fi
   

   將腳本添加到cron定時任務（如每分鐘執行一次）：

   * * * * * /path/to/script.sh
   

通過以上步驟，可在Debian系統中構建一套完整的Nginx監控與報警體系，實現對服務狀態、性能指標、日志異常的實時監控，及時發現并解決問題，保障服務高可用性。