基于Alertmanager设计告警降噪系统，成本低可落地

一、背景

转转基于Prometheus落地了一体化监控系统，并自研了告警系统，但研发同学每人每天都会接收到很多告警，导致重要的告警被淹没，部分同学会选择直接屏蔽掉所有告警，进一步加重问题。告警过多等同于没有告警。

另外，多个告警之间通常具有一定的关联性，如：SQL执行错误告警导致异常日志过多告警。而面对杂乱无章的告警，很难快速分析出告警的根本原因。

告警降噪治理十分重要，在此背景下，我们基于Alertmanager扩展研发了转转告警中心。

二、规范与SDK

2.1 发送告警

Alertmanager提供了告警发送的OpenAPI，其中，告警的labels用于识别同一条告警并对告警去重、降噪，相同labels的告警的annotations会被覆盖。startsAt与endsAt分别为告警发生时间与结束时间。

[
    {
        "labels": {
            "<labelname>": "<labelvalue>",
            ...
        },
        "annotations": {
            "<labelname>": "<labelvalue>",
        },
        "startsAt": "<rfc3339>",
        "endsAt": "<rfc3339>",
        "generatorURL": "<generator_url>"
    },
    ...
]

一条告警从提交到发送再到接收人的流程大致如下图所示，其中，Alertmanager需要集群部署来保证高可用性，需要注意的是，发送告警时不能对集群做负载均衡，必须要对集群内所有的Alertmanager发送告警才能保证高可用性。

2.2 常用标签

Alertmanager为基于标签的告警降噪，需提前规范告警常见标签。

• ENV：环境，如：线上环境、测试环境
• APP：服务名
• SOURCE：告警来源，如：日志告警、JVM告警
• NAME：告警名称
• LEVEL：告警等级，如：P0告警、P5告警
• INSTANCE：告警实例IP
• RECEIVER_TYPE：告警接受者类型
• RECEIVER：告警接受者，与RECEIVER_TYPE配合使用，如RECEIVER_TYPE=邮件，RECEIVER即为邮箱地址。

Alertmanager标签名的正则规则为​​[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*​​，在真正发送通知时，最好将标签名做一次中文映射转换。

2.3 SDK

我们针对Alertmanager开发了发送告警的SDK，如下所示，发送告警非常简单，SDK默认会为每条告警自动增加服务名、环境、IP、告警等级，并按照接收方拆开为多条告警发送。每一项内容都是标签，其中value较为特殊，放在了annotations内，其他均放在了labels内用于唯一识别一条告警。

AlertManager alertManager = AlertManager.builder()
               //告警名称，必传
              .name("告警Demo")
               //告警标签，拓展信息，非必传
              .label("label1", "value1")
              .label("label2", "value2")
               //告警值，非必传
              .value("123")
               //指定为企业微信告警，并指定发送人
              .wechat("zhangsan", "lisi")
              .build();
//同步发送告警
alertManager.send();
//异步发送，默认线程池
alertManager.sendAsync();
//自定义线程池发送
ThreadPoolExecutor executor;
executor.execute(alertManager);

三、告警降噪

3.1 分组去重

分组机制可以将多条告警信息合并成一个通知。例如，当集群中有数百个正在运行的服务实例，假如此时发生了网络故障，结果就会有数百个告警被发送到Alertmanager。

而作为用户，可能只希望能够在一个通知中就能查看哪些服务实例受到影响。这时可以按照服务所在集群或者告警名称对告警进行分组，将这些告警聚合在一起成为一个通知。

Alertmanager可以将收到的告警按照特定的标签分组、去重，并基于以下参数决定何时发送组内的告警通知，Alertmanager的每一次通知都会包含当前组内的所有告警。

• 初始等待时间（group_wait）：一组告警第一次发送之前等待的时间，用于等待同一组的更多告警合并发送。
• 变化等待时间（group_interval）：一组已发送初始通知的告警在接收到新告警或有告警恢复后，再次发送通知前等待的时间。
• 重复等待时间（repeat_interval）：一组已发送初始通知的告警，组内告警均没有恢复且没有新增告警，再次发送通知前等待的时间。

下面以一张图，来展示从告警产生到合并到某个集合中，到发送通知的整个过程。三角形和圆形表示不断产生的告警，矩形代表实际的通知时间以及告警内容。

3.2 恢复通知

Alertmanager自带恢复通知，默认5m没有收到告警后，告警将被认为恢复，然后会等待group_interval后通知给用户。发送告警时也可以指定告警恢复时间，如下所示：

//告警发生时间
Date startTime = new Date();
//告警结束时间，如果在startTime~endTime期间没有告警，则认为告警恢复
Date endTime = new Date(new Date().getTime() + 5 * 60 * 1000);
AlertManager.builder().startsAt(startTime).endsAt(endTime)..

需要注意的是，endTime如果小于当前时间，会认为告警在发出时就已经恢复，这条告警不会通知。

3.3 告警分级

我们将告警分为P0~P5六个等级，告警等级默认取决于服务重要性，转转服务按照重要性分了A、B、C、D、E五个等级，服务重要性与告警等级的对应关系：A → P1，B → P2，C → P3，D → P4，E → P5。发送告警时也可以指定告警等级，如下：

AlertManager.builder().level(AlertManager.Level.P0)...

告警分级的目的是尽量让高等级的告警及时发出，低等级的告警减少用户打扰次数。不同等级告警的分组、去重时间均不相同。

如：P4/P5的告警初始时会等待3m收集告警，并将当前告警接收者的所有告警汇总到一条通知内；

P0的告警只会等待15s收集告警，并按照告警接收者、环境、服务名、告警来源、告警名称为维度拆分成多个通知。

route:
group_by: ['...']
receiver: 'web.hook'
routes:
  - group_by: ['_RECEIVER', '_RECEIVER_TYPE']
    group_wait: 3m
    group_interval: 10m
    repeat_interval: 4h
    matchers:
    - _LEVEL =~ "P4|P5"
    continue: false
  - group_by: ['_RECEIVER', '_RECEIVER_TYPE', '_ENV']
    group_wait: 2m
    group_interval: 10m
    repeat_interval: 2h
    matchers:
    - _LEVEL = "P3"
    continue: false
  # ... 省略P3、P2、P1、P0降噪策略

3.4 通知合并

统一使用Alertmanager webhook通知，一次通知内容会包含分组内的多个报警，我们会按照告警相似度对告警做合并，如下为6条报警合并成一条通知，其中，告警值与服务实例一一对应。

定义相似度：对于多个报警的labels，只有一个label value不一样，剩余的label key与label value均相同，则认为相似并合并；一次Alertmanager webhook通知可按照相似度拆分成多种告警，不同的告警提取公共标签，最终推送到一条通知内。

如下，为4条告警合并到一条通知，可清晰的看到两台机器的异常日志报警的原因是由于Druid执行SQL错误导致。

3.5 告警抑制

抑制是指当某一告警发出后，可以停止重复发送由此告警引发的其它告警的机制。

当同一个服务、环境、告警来源、IP、接受者、告警名称，同时出现多个等级的告警时，高等级的告警会抑制低等级告警的通知。

如：告警名称为FGC次数，P1告警阈值为20次，P2告警为10次，当某个实例的FGC次数达到20次以上时，只会发送P1告警，不会发送P2告警。

inhibit_rules:
  - source_matchers:
      - _LEVEL="P4"
    target_matchers:
      - _LEVEL="P5"
    equal: ['_APP', '_ENV', '_SOURCE', '_INSTANCE', '_RECEIVER', '_RECEIVER_TYPE', '_NAME']
  - source_matchers:
      - _LEVEL="P3"
    target_matchers:
      - _LEVEL=~"P4|P5"
    equal: ['_APP', '_ENV', '_SOURCE', '_INSTANCE', '_RECEIVER', '_RECEIVER_TYPE', '_NAME']
  # ... 省略P2、P1、P0抑制策略

四、多通知机制

支持企业微信、企业微信群、短信、邮件、电话、WebHook，可在一个告警内同时指定多种接收方式，我们会自动按照接收人拆分成多条告警。

• 企业微信、企业微信群、邮件、WebHook：最详细，发送告警与恢复通知。
• 短信：相对以上，只是不会发送恢复通知。
• 电话：不会发送恢复通知，并且只会播报报警标题与告警服务名。

AlertManager.builder()
           //企业微信
          .wechat("zhangsan","lisi")
           //指定了消息通道的企业微信
          .wechat(Arrays.asList("zhangsan","lisi"), "10")
           //企业微信群聊机器人
          .wechatRobot("企业微信群机器人key")
           //邮件
          .mail("zhangsan@zhuanzhuan.com", "lisi@zhuanzhuan.com")
           //Http回调
          .webhook("http://www.baidu.com")
           //短信
          .sms("188xxxxxxxx", "180xxxxxxxx")
           //语音电话
          .phone("188xxxxxxxx", "180xxxxxxxx")..

五、未恢复告警

为了防止告警过多时淹没了重要告警，在每条告警的最后，都提供了一个未恢复告警链接，用于实时查询当前未恢复的告警。

未恢复告警拥有三种状态：活跃、静默、抑制。其中，活跃状态可以设置静默，静默状态可以查看被谁静默。

六、静默告警

基于Alertmanager OpenAPI，支持基于标签的静默告警，每条告警通知内都提供了一个链接用于快速静默，也可以在未恢复告警内静默告警。

点击新增静默后，会自动补充静默匹配的标签项，也可以增减标签项，如：去掉INSTANCE标签维度以便匹配所有的机器，修改_RECEIVER为其他人等。需要注意的是，添加静默时RECEIVER必须要指定。

添加完成后，会自动跳转到静默列表，并展示刚刚添加的静默项。

在静默列表内可查询所有的活跃、过期的静默项，可编辑、删除、查看影响的告警。

查看受影响的告警为实时查询，如果当前静默没有匹配到任何告警，查询结果会为空。

七、告警历史

告警通知给用户后，我们会保留三个月的历史告警记录列表。

八、总结

Alertmanager提供了告警降噪的策略，我们在Alertmanager的基础上制定了标签规范、告警分级降噪、分级抑制、告警合并，并基于Alertmanager OpenAPI扩展了未恢复告警、静默告警、告警历史。Alertmanager虽然不是告警降噪的银弹，但也可以解决大部分问题，如果你也面临着告警轰炸的问题，可以尝试一下。

关于作者

苑冲，转转架构部存储服务负责人，主要负责MQ、监控系统、Redis、KV存储等。爱学习，喜欢以辩证思维与变化思维思考。