【51CTO.com快译】众所周知，Prometheus是一个开源的、基于指标的监控系统。它能够通过强大的数据模型和查询语言，来分析应用程序和基础架构的执行方式与状态。目前，Prometheus栈是由多个部分组成，其中包括：负责存储和提供数据的Prometheus服务器、负责管理警告的警报管理器、以及具体执行指标收集任务的大量Prometheus导出器。导出器通过从一个应用程序处获取统计信息，并将它们公布给特定的端点(通常是某个端口和路径)，以允许远程Prometheus服务器收集到此类指标。
在应用社区中，我们可以轻松地获取各种导出器。它们有的是作为官方的Prometheus GitHub组织的一部分被维护，其他则是由外部贡献者进行维护的。我们即将介绍到的Blackbox，便是一种由Prometheus组织维护的官方导出器。
作为一种导出工具，Blackbox能够协助系统管理员执行HTTP/S、DNS、TCP和ICMP端点的可用性检查等日常任务。简单而言，我们可以将Prometheus Blackbox导出器视为PingDOM、Freshping或Uptime.com等工具的免费、简单替代品，可以被用于监控那些未在互联网上公布的内部端点。
为什么需要Prometheus Blackbox?
Prometheus Blackbox导出器的主要功能是检测远程的内、外部端点，在HTTP/S、DNS、TCP和ICMP等方面的响应时间。其具体捕获的指标包括：
- HTTP延迟 - 访问远程端点需要多长时间?
- DNS查找延迟 - 解析DNS记录需要多长时间?
- SSL证书信息 - 远程端点是否安全?是否持有有效的证书?证书的有效期到何时?
- TLS版本 - 远程端点使用什么版本的TLS?
- 基本身份验证 – 是否可以在远程端点上运行一个简单的网络场景，比如身份验证?
- 标头(Header)验证 – 是否可以在HTTP标头中找到必需的参数?其标头是否符合安全合规性?
这些指标对于应用基础架构来说，都是重要的组成部分。我们需要通过针对各个面向客户(外部)和内部端点的持续监控，以确保应用服务的连续性，以及某些安全认证的合规性。
应用程序通常需要显性地将各种客户端库添加到代码之中，以公布出待检测的指标。而Blackbox则会隐性地验证诸如：DNS解析、网络连接、证书颁发机构(CA)等外部服务的状态，而且侧重于检测应用程序的性能。因此，Blackbox通常会被部署在 Kubernetes集群上，提供免费、具有高度可用性的监控过程，以全面了解远程端点。
如何部署
与其他Prometheus导出器类似，Blackbox可以被部署在任何操作系统上，或以容器的形式被部署。不过，鉴于其主要目的是为了监控应用基础架构的关键方面，因此我强烈建议您将其部署在容器编排的平台上，并发挥如下优势：
- 高可用性 – 作为最重要的方面，保证监控工具的可用性，是每位管理员的头等大事。
- 可扩展性 - 根据检查的次数需要，Blackbox可以按需扩展。
- 可移植性 – 由于无法预知应用基础架构的演变，因此我们需要确保可以在本地或云端，以不同的方式流畅地部署该工具。这也是其作为监控栈的另一个重要方面。
- 灵活性 – 能够与Kubernetes等现有平台轻松地集成。这是该工具的一大优势所在。
由于Blackbox是由Prometheus组织在GitHub上管理的官方导出器，因此Helm chart能够很容易地被部署到Kubernetes群集上。具体设置与部署，请参见如下命令行：
部署Prometheus
由于在完成默认安装后，它会自带有了一个简单的HTTP探测器，因此我们可以轻松地启动针对不同HTTP/S端点的监控。
Prometheus的默认安装
Blackbox会带有一个简单的Web UI，可以轻松地访问到每个健康检查服务的日志。您可以在Helm chart中启用一个入口规则(ingress rule)，以开启对于UI的访问，并调试针对的各项Web检查：
用Blackbox进行健康检查
为何以及如何使用Kubernetes ServiceMonitor
如今，监控不再只是某个专职团队的任务。它往往会被分散到各个协作团队，以确保能够覆盖到应用架构的每个部分。因此，我们只有让整个监测过程越易于被理解，也就越易于被频繁使用。
为此，Prometheus operator引入了一个名为ServiceMonitor的全新Kubernetes对象。该资源可以被用于描述Prometheus监控的一组目标，而无需在Prometheus服务器端进行任何额外的配置。
通过这种自动化配置Prometheus新目标的简单方法，服务器就能够找到任何被配置了特定标签的Kubernetes ServicesMonitor，并自动将其添加到当前的列表中(默认情况下，它使用的标签是“release=kube-prometheus-stack”)。
我们推荐您使用带有Blackbox的ServiceMonitor对象，去监视各个内、外部端点。值得注意的是，添加新的检测节点属于创建的独立对象，它是与Prometheus服务器的配置相分离的。这就意味着任何想要部署新应用的运维人员，都可以独立地管理对其应用的监控，而无需借助管理员的干预，去配置Prometheus scratch。这样设计的主要好处在于，它分担了运维人员对于每个部署资源进行监控的责任。
如下配置所示，Blackbox Helm chart也可以通过ServiceMonitor，去轻松创建并管理任何新加入到监控目标。
可用于服务监控的Blackbox Helm chart
上述配置命令的结果是创建了三个具有特定标签：kube-prometheus-stack的不同ServiceMonitor对象。每个对象都被专用于配置新的Prometheus目标。
如何绘制数据图表
Blackbox自带有一个Web UI，可提供检测的相关信息。不过，该UI无法持续被用来监控多个端点的状态。对此，为了绘制由Prometheus导出器收集到的指标图表，我们需要根据默认选项，将Grafana与Prometheus相集成。
具体说来，我们可以通过如下两种Blackbox仪表板，来构建可读的数据图表。
- 9115-blackbox - 在单个图表中，提供所有受监控端点的整体概览，以快速获取每个端点的状态。
- Prometheus Blackbox Exporter - 在每个端点的专用部分，提供每个受监控端点的概览。
当然，我们也可以将上述仪表板合并在一起，通过优化和渲染，一站式地呈现数据，以避免将同一数据源的仪表板数量翻倍。如果您想了解更多的仪表板类型，请参见--https://grafana.com/grafana/dashboards?search=blackbox。
通过合并两个仪表板，以实现更好的可视化
小结
作为一种新的导出器，Blackbox可以轻松地被部署到Prometheus平台上，以检测应用基础架构的关键指标。通过将其与Grafana仪表板动态结合，我们不但可以改进SLA的检测质量，还能够为执行团队提供应用基础架构的整体概览。如果您有兴趣了解更多有关Prometheus Blackbox的信息，请参见：
- Github 存储库
- 在Kubernetes上部署Blackbox的Helm chart
- 使用Blackbox导出器和Sysdig来监控各项可用性指标
- Prometheus和Blackbox导出器如何让监控微服务端点变得简单且免费
- Prometheus operator入门
原文标题：Prometheus Blackbox: What? Why? How?，作者: Nicolas Giron
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