rrdtool学习笔记

一、前言
为了做云缓存平台的技术储备,从零开始学习了rrdtool,rrdtool非常强大,刚接触会有摸不着边的感觉,尤其是一堆概念性的东西。学习的切入点便是这些概念,一一理解后你才能品尝到rrdtool的清香,首先要感谢ailms整理的“RRDtool简体中文教程
v1.01
”,通俗易懂的概况了rrdtool的所有知识。现在整理自己在学习过程中的一些笔记。

二、基本概念
RRDtool是指Round
Robin Database 工具(环状数据库)。Round
robin是一种处理定量数据、以及当前元素指针的技术。想象一个周边标有点的圆环--这些点就是时间存储的位置。从圆心画一条到圆周的某个点的箭头--这就是指针。就像我们在一个圆环上一样,没有起点和终点,你可以一直往下走下去。过来一段时间,所有可用的位置都会被用过,该循环过程会自动重用原来的位置。这样,数据集不会增大,并且不需要维护。RRDtool处理RRD数据库。它用向RRD数据库存储数据、从RRD数据库中提取数据(来源百度问答
)。为了方便理解其工作原理,本人做了一个rrdtool存储结构图:
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1、DS用于定义 Data Soure
。也就是用于存放脚本的结果的变量名(DSN)。如eth0_in ,eth0_out, lo_in , lo_out 。DSN 从 1-19 个字符,必须是
0-9,a-z,A-Z 。

2、DST的选择是十分重要的,如果选错了 DST ,即使你的脚本取的数据是对的,放入
RRDtool 后也是错误的,更不用提画出来的图是否有意义了。

DST描述:
A)
COUNTER:必须是递增的,除非是计数器溢出(overflows)。在这种情况下,RRDtool 会自动修改收到的值。例如网络接口流量、收到的packets
数量都属于这一类型。
B) DERIVE:和 COUNTER 类似。但可以是递增,也可以递减,或者一会增加一会儿减少。
C)
ABSOLUTE:ABSOLUTE 比较特殊,它每次都假定前一个interval的值是0,再计算平均值。
D) GAUGE:GAGUE
和上面三种不同,它没有“平均”的概念,RRDtool 收到值之后字节存入 RRA 中。
E) COMPUTE:COMPUTE
比较特殊,它并不接受输入,它的定义是一个表达式,能够引用其他DS并自动计算出某个值。
这五种类型有什么区别?不防测试一下便知。
测试脚本:

view plaincopy to clipboardprint?
import sys,os
import time
import random
total_input_traffic = 0 
total_output_traffic = 0 
starttime=1252682400 
while 1: 
total_input_traffic = random.randrange(0, 5000) 
total_output_traffic = random.randrange(0, 5000) 
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/COUNTER/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic)) 
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/DERIVE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic)) 
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/ABSOLUTE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic)) 
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/GAUGE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic)) 
if starttime>=1284218400: 
break; 
starttime+=300 
import sys,os
import time
import random
 
total_input_traffic = 0
total_output_traffic = 0
starttime=1252682400
while 1:
total_input_traffic = random.randrange(0, 5000)
total_output_traffic = random.randrange(0, 5000)
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/COUNTER/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/DERIVE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/ABSOLUTE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/GAUGE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))
if starttime>=1284218400:
break;
starttime+=300
测试结果:
a)COUNTER

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※为什么断断续续?原因很简单,random.randrange(0,
5000)获取的是随机值,就存在后面value比前value值小,如公式说明:(2000-3000)/300(setup)=UNKNOWN/300=UNKNOWN
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※原理同上,DERIVE除了支持是递增,也递减。

c)ABSOLUTE
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※计算公式:(3000-0)/300=100,得出初值为0的绝对值再求平均。

d)GAUGE
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※values直接入库,无作任何运行。

3、CDP:Consolidation
Data Point 。RRDtool
使用多个PDP合并为(计算出)一个CDP。也就是执行上面的CF操作后的结果。这个值就是存入RRA的数据,绘图时使用的也是这些数据。

4、CF就是Consolidation
Function的缩写。也就是合并(统计)功能。有AVERAGE、MAX、MIN、LAST四种分别表示对多个PDP进行取平均、取最大值、取最小值、取当前值四种类型。具体作用等到update操作时再说。

5、PDP:Primary
Data Point。正常情况下每个interval
RRDtool都会收到一个值;RRDtool在收到脚本给来的值后会计算出另外一个值(例如平均值),这个值就是PDP;这个值代表的一般是“xxx/秒”的含义。注意,该值不一定等于RRDtool收到的那个值。除非是GAUGE,可以看下面的例子就知道了。

6、DST就是Data
Source
Type的意思。有COUNTER、GUAGE、DERIVE、ABSOLUTE、COMPUTE5种。由于网卡流量属于计数器型,所以这里应该为COUNTER。

7、RRA用于指定数据如何存放。我们可以把一个RRA看成一个表,各保存不同interval的统计结果

8、resolution就是每个RRA中两个CDP相隔的时间

9、什么是
CF?
以第2个RRA和4,2,1,3这4个PDP为例
AVERAGE:则结果为(4+2+1+3)/4=2.5
MAX:结果为4个数中的最大值4
MIN:结果为4个数中的最小值1
LAST:结果为4个数中的最后一个3

三、个人理解
1、CF(N个PDP为一个刻度单位)=CDP

1、CF(N个PDP为一个刻度单位)=CDP
*只限COUNTER、DERIVE、ABSOLUTE、COMPUTE
2、N个PDP为一个刻度单位=CDP
*只限GUAGE
3、xff字段如何计算?
PDP/(PDP UNKNOWN数)
4、PDP数据如何得出?
COUNTER(接收Value)=PDP
DERIVE(接收Value)=PDP
ABSOLUTE(接收Value)=PDP
COMPUTE(接收Value)=PDP
*GUAGE除外
5、常用时间截计算(shell)
A)时间截 =>日期
引用
date -d '1970-1-1 1276059000 sec utc'
B)日期=>时间截
引用
date -d '2010-09-11 23:20' +%s
<xff=unknown 四、rrdtool create
引用
rrdtool create Flow.rrd \--start $(date -d "1 
year ago" +%s) \--step 300 \DS:eth0_in:GAUGE:600:0:5000 
\DS:eth0_out:GAUGE:600:0:5000 \RRA:AVERAGE:0.5:1:600 
\RRA:AVERAGE:0.5:6:700 \RRA:AVERAGE:0.5:24:775 
\RRA:AVERAGE:0.5:288:797 \RRA:MAX:0.5:1:600 \RRA:MAX:0.5:6:700 
\RRA:MAX:0.5:24:775 \RRA:MAX:0.5:444:797 \RRA:MIN:0.5:1:600 
\RRA:MIN:0.5:6:700 \RRA:MIN:0.5:24:775 
\RRA:MIN:0.5:444:797

RRA存储周期计算:

1、RRA:AVERAGE:0.5:1:600
引用
(300s=5m)*1=5m*600=50h=(2.08天)2d2、RRA:AVERAGE:0.5:6:700
引用
(300s=5m)*6=30m*700=50h=(14.58天)2w3、RRA:AVERAGE:0.5:24:750
引用
(300m=5m)*24=2h*750=(64.5天)2M4、RRA:AVERAGE:0.5:288:797
引用
(300m=5m)*288=1d*797=(797天)2Y

五、rrdtool
graph
引用
rrdtool graph COUNTER/day.png -w 700 -h 200 \-n 
TITLE:11:'/opt/rrdtool/wdjt.ttf' \-n UNIT:8:'/opt/rrdtool/simhei.ttf' 
\-n LEGEND:8:'/opt/rrdtool/simhei.ttf' \-c SHADEA#DDDDDD \-c 
SHADEB#808080 \-c FRAME#006600 \-c FONT#006699 \-c ARROW#FF0000 
\-c AXIS#000000 \-c BACK#FFFFFF \-Y -X 3 \-t "服务器流量统计" -v "流量" 
\--start -1d --end now \--x-grid MINUTE:12:HOUR:1:HOUR:1:0:'%H' 
\DEF:value1=COUNTER/eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE 
\DEF:value2=COUNTER/eth0.rrd:eth0_out:AVERAGE 
\CDEF:value3=value1,value2,+ \COMMENT:" \n" \COMMENT:" \n" 
\AREA:value1#00ff00:上传 
\GPRINT:value1:LAST:"当前\:%8.0lf"  \GPRINT:value1:AVERAGE:"平均\:%8.0lf"  \GPRINT:value1:MAX:"最大\:%8.0lf"  \GPRINT:value1:MIN:"最小\:%8.0lf"  \COMMENT:" 
\n" \LINE2:value2#4433ff:下载 
\GPRINT:value2:LAST:"当前\:%8.0lf"  \GPRINT:value2:AVERAGE:"平均\:%8.0lf"  \GPRINT:value2:MAX:"最大\:%8.0lf"  \GPRINT:value2:MIN:"最小\:%8.0lf"  \COMMENT:" 
\n" \COMMENT:"─────────────────────────────────────────────\n" 
\LINE3:value3#ff8833:总流量 \COMMENT:" \n" \HRULE:350000#ff0000:"报警值" 
\COMMENT:" \n" \COMMENT:"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t最后更新 \:$(date 
'+%Y-%m-%d %H\:%M')\n" -Y 
\COMMENT:"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t天涯社区系统运维部开发与维护\n"
效果图: rrdtool学习笔记 概念说明:
1、#分别是 
LINE1|2|3,也就是线条的粗细。

2、"--x-grid 
MINUTE:15:HOUR:1:HOUR:1:0:'%H'"说明如下:
#GTM:GST:控制次要格网线的位置。GTM 是一个时间单位,可以是 
SECOND、MINUTE、HOUR、DAY 、WEEK、MONTH、YEAR 。GST 
则是一个数字,控制每隔多长时间放置一根次要格线。例如我们要画一个1天的图表,决定每15分钟一根次要网格线,则格式为 
MINUTE:15

#MTM:MST:控制主要网格线的位置。MTM 同样是时间单位,MST 
是一个数字。接上面的例子,决定一个小时1根主要网格线。则格式为 HOUR:1

#LTM:LST :控制每隔多长时间输出一个label 
。决定为1小时1个 label 。则格式为 HOUR:1:0(不清楚0做什么用) ,如10 11 12 
13

#LPR:LFM:LTM:LST只是决定了label的显示位置了,没有指定要显示什么内容。LPR指的是如何放置label。如果LPR为0,则数字对齐格线(适用于显示时间)。如果不为0,则会做一些偏移(适用于显示星期几、月份等)。至于LFM则需要熟悉一下date命令的参数,常用的有%a(星期几)、%b(月份)、%d(天)、%H(小时)、%M(分)、%Y(年)。我们决定显示小时和分,所以用%H%M,最好将'%H:%M'括起来,哪只显示小时就'%H'。

3、"-Y 
-X 0 
"说明如下:
a)Y轴还有一个很方便的选项就是–Y,它可以最大限度的优化Y轴的刻度,建议每次绘图都加上去。
b)Y轴另外一个有用的选项就是–X(虽然选项名是-X,但确实是用来设置Y轴刻度值的)。在上面的图我们看到RRDtool自动对Y轴的值进行调整,以k为单位显示。但如果你不想以k显示,而是想固定以某个单位来显示(M,b)该怎么办呢?这就要用到–X选项了。-X后面跟一个参数,参数值范围是-18、-15、-12、-9、-6、-3、0、3、6、9、12、15、18。0表示以原值显示,3表示数值除以1000,也就是以k为单位显示,6就是以M显示,9就是以G显示,12则T。如果你给出1或者2,则RRDtool也可以接受,但会被“静悄悄”的改为0。下面就是一个以原值(-X0)显示原始数据,100k显示 
为100000。

4、字体参数说明

引用
-n TITLE:12: 
simhei.ttf    #修改top标题字体-n  AXIS:8: simhei.ttf    #修改X轴数据字体,如01 02 03 
04...-n  LEGEND:10: simhei.ttf  #修改数字报表字体,如最大、最小、平均值及其它-n  UNIT:8: 
simhei.ttf    #修改Y轴标题字符,如"流量"-n  WATERMARK:8: 
simhei.ttf    #数据区右则字体,如"RRDTOOL-TOBIOETIKER"5、HRULE:100000#ff0000:"报警值"绘制一根水平线,在 
100k 处画一根水平线,并指出这是报警值6、COLOR参数说明
引用
-c SHADEA#CCCCCC  #左上边框color-c 
SHADEB#000000  #右下边框color-c FRAME#EEEEEE  #数据标志说明边框color,如"上传"左边的小正方形。-c 
FONT#006699    #图形所有字体color-c ARROW#FF0000  #两个箭头color-c 
AXIS#FF0099    #两条箭头线color-c BACK#FFFFFF    #图形背景(不含数据区)color-c 
CANVAS#000000   #图形数据区背景color-c MGRID#ee2359  #主网格线color-c 
GRID#FF0000    #次网格线color

转自:http://blog.liuts.com/post/215/#entrymore</xff=unknown

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