Objetivos del curso¶

Este curso presenta un recorrido práctico por los fundamentos de la observabilidad y la monitorización utilizando Grafana, Prometheus y Node Exporter sobre Ubuntu.

El objetivo no es únicamente aprender a instalar herramientas. También se pretende comprender cómo se recopilan, almacenan, consultan y visualizan las métricas de un sistema.

Objetivos¶

Al finalizar el curso, el alumno podrá:

Comprender los conceptos fundamentales de telemetría y observabilidad.
Diferenciar métricas, logs, trazas y eventos.
Explicar las diferencias entre los modelos de recopilación push y pull.
Identificar los componentes principales de una plataforma de monitorización.
Instalar y configurar Grafana en Ubuntu.
Instalar y configurar Prometheus.
Instalar Node Exporter para recopilar métricas del sistema.
Comprobar el estado de los servicios mediante systemctl.
Consultar endpoints HTTP de métricas.
Utilizar consultas básicas de PromQL.
Añadir Prometheus como fuente de datos en Grafana.
Crear dashboards con diferentes tipos de paneles.
Utilizar paneles de series temporales, estadísticas y medidores.
Configurar rangos de tiempo y desplazamientos temporales.
Aplicar transformaciones sobre los datos.
Crear alertas basadas en métricas.
Diagnosticar problemas habituales de instalación, conectividad y consultas.
Diseñar un dashboard operativo básico para supervisar un servidor Linux.

Introducción¶

La monitorización permite conocer el estado de un sistema y detectar cambios antes de que se conviertan en problemas graves.

Un sistema puede funcionar correctamente durante una gran parte del tiempo y, aun así, presentar señales de degradación:

El uso de CPU puede aumentar progresivamente.
La memoria disponible puede disminuir.
El almacenamiento puede acercarse a su límite.
Un servicio puede dejar de responder.
La latencia de una aplicación puede incrementarse.
El número de errores puede crecer después de un despliegue.

La observabilidad ayuda a responder preguntas como:

¿Qué está ocurriendo en el sistema?
¿Desde cuándo ocurre?
¿Qué componentes están afectados?
¿El problema es puntual o recurrente?
¿Qué comportamiento tenía el sistema antes del incidente?
¿Cómo podemos comprobar que la solución ha funcionado?

Durante el curso se construirá progresivamente una plataforma sencilla de observabilidad:

Sistema Linux
     |
     v
Node Exporter
     |
     v
Prometheus
     |
     v
Grafana
     |
     v
Dashboards y alertas

Función de cada componente¶

Componente	Función
Node Exporter	Expone métricas del sistema operativo
Prometheus	Recopila y almacena series temporales
PromQL	Lenguaje para consultar métricas en Prometheus
Grafana	Visualiza los datos mediante dashboards
Alertas	Notifican situaciones que requieren atención

Contenido¶

El curso está organizado en varios bloques relacionados.

1. Fundamentos de telemetría¶

En este bloque se estudian los conceptos esenciales:

Telemetría.
Observabilidad.
Métricas.
Logs.
Trazas.
Eventos.
Series temporales.
Etiquetas.
Frecuencia de muestreo.
Retención de datos.
Downsampling.
Modelos push y pull.

El alumno aprenderá a reconocer qué tipo de información proporciona cada señal de observabilidad y cuándo resulta más útil.

2. Grafana¶

En este bloque se introduce Grafana:

Requisitos del sistema.
Instalación en Ubuntu.
Acceso a la interfaz web.
Configuración inicial.
Fuentes de datos.
Selector de rango temporal.
Tiempo relativo.
Desplazamiento temporal.
Dashboards.
Filas.
Paneles.

3. Prometheus y fuentes de datos¶

Este bloque presenta Prometheus y su arquitectura:

Componentes principales.
Instalación del servicio.
Fichero de configuración.
Objetivos de scraping.
Interfaz web.
Métricas disponibles.
Instalación de Node Exporter.
Configuración de Prometheus.
Consultas PromQL.
Integración con Grafana.

4. Dashboards y visualización¶

En este bloque se crean dashboards para representar información de forma clara:

Panel Time series.
Panel Stat.
Panel Gauge.
Panel Bar gauge.
Panel Heatmap.
Panel de texto.
Panel Canvas.
Transformaciones.
Organización de paneles.
Listas de dashboards.
Dashboards operativos.

5. Anotaciones y alertas¶

Este bloque introduce la detección automática de situaciones anómalas:

Anotaciones.
Reglas de alerta.
Expresiones.
Condiciones.
Contactos de notificación.
Políticas de notificación.
Silenciados.
Correo electrónico.
Resolución de alertas.

6. Proyecto final¶

Como actividad final, el alumno diseñará un dashboard operativo para supervisar un servidor Linux.

El dashboard deberá incluir, como mínimo:

Uso de CPU.
Memoria disponible.
Espacio utilizado.
Tráfico de red.
Estado de un servicio.
Una alerta operativa.
Un rango temporal adecuado.
Títulos y unidades correctamente configurados.

Ejemplo¶

Ejemplo 1: recorrido de una métrica¶

La métrica de uso de CPU atraviesa varias etapas:

CPU del sistema
      |
      v
Node Exporter recopila información
      |
      v
Prometheus realiza el scraping
      |
      v
Prometheus almacena muestras
      |
      v
Grafana ejecuta una consulta PromQL
      |
      v
Un panel representa la información

Una consulta habitual para calcular el porcentaje aproximado de CPU utilizada es:

100 - (
  avg by (instance) (
    rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[5m])
  ) * 100
)

Esta consulta:

Calcula la velocidad de cambio de la métrica de CPU en los últimos 5 minutos.
Selecciona el modo idle.
Calcula la media por instancia.
Convierte el tiempo libre en porcentaje.
Resta el resultado a 100 para obtener el porcentaje utilizado.

Ejemplo 2: consulta de memoria disponible¶

Una consulta básica para conocer el porcentaje de memoria disponible es:

100 * (
  node_memory_MemAvailable_bytes
  /
  node_memory_MemTotal_bytes
)

Para obtener el porcentaje utilizado:

100 * (
  1 -
  node_memory_MemAvailable_bytes
  /
  node_memory_MemTotal_bytes
)

Ejemplo 3: espacio utilizado en disco¶

La siguiente consulta calcula el porcentaje utilizado en cada sistema de ficheros:

100 * (
  1 -
  node_filesystem_avail_bytes{
    fstype!~"tmpfs|overlay",
    mountpoint="/"
  }
  /
  node_filesystem_size_bytes{
    fstype!~"tmpfs|overlay",
    mountpoint="/"
  }
)

La etiqueta mountpoint="/" limita la consulta al sistema de ficheros raíz.