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F5利用Elastic stack(ELK)进行应用数据挖掘系列(1)-HTTP

F5 BIGIP从应用角度位于网络结构的关键咽喉位置,可获取所有应用的流量,针对流量执行L7层处理,即便是TLS加密的流量也可以通过F5进行SSL offload。通过F5可以统一获取所有应用的请求元数据,而不用关心应用是部署在何种系统架构中,这可以大大简化针对不同应用系统进行应用性能分析、日志采集工作。BIGIP TMOS系统提供了多种方法帮助实现统一信息收集,包括:

  • HTTP Request logging profile
  • DNS logging profile
  • Avr
  • iRule HSL
  • System logging HSL

支持高速信息输出而无需过分担心性能下降。

ELK是一个功能强大的集数据收集、存储、分析、索引、可视化的开源套件,支持多种数据结构输入输出。

本文是系列文章的第一篇,描述如何利用F5 LTM HTTP request logging 功能与ELK进行整合,进行HTTP 应用性能透视与分析。通过数据分析,可以进行诸如:

  • HTTP请求类型分布
  • URL访问排名
  • 同一资源池中各个服务器的http响应延迟
  • 单URL的响应延迟
  • 访问总请求数
  • URL或服务器延迟趋势
  • URL或服务器最大最小延迟
  • 响应大小分布
  • HTTP协议版本分布
  • 访问者地理位置跟踪
  • HTTP 响应代码分布及趋势
  • HTTP响应错误率统计
  • L4连接数
  • API请求调用延迟
  • 重API分布
  • API失败率分析
  • 请求线路分布
  • 。。。。

通过持续获取应性能信息数据,建立应用性能基线。当应用流量突增时,可直观发现突发流量来自于哪里,分布在哪些链路,哪些请求属于热点请求,应用响应延迟变化,趋势,URL/API拥堵情况,服务器性能状态。以及快速增长的URL之间是否存在业务上的前后逻辑,进而可以帮助判别是否为自动化的L7 DDOS等。

 

架构原理:

F5 LTM通过配置 request logging profile模板输出HTTP请求与响应有关的数据,数据通过F5的High speed logging(HSL)功能直接输出到logstash监听的TCP端口上,Logstash通过使用Grok filter对原始数据进行规则过滤,格式化后的数据输出到elasticsearch服务器,通过kibana程序进行数据整理、可视化输出,下图描述了各功能组件间关系。

《F5利用Elastic stack(ELK)进行应用数据挖掘系列(1)-HTTP》

ELK环境搭建:

请见 ELK stack (Elasticsearch,logstash,Kibana)集群安装步骤备忘

logstash监听:

F5-HTTP-requesting-logging logstash filter

建议使用TCP模式的logstash input,这种模式相比syslog input模式具备更高性能

F5侧配置:

  1. 配置一个pool,用于被logging profile调用,该pool的成员是logstash的服务器地址,端口为上述步骤中logstash启动的端口
    《F5利用Elastic stack(ELK)进行应用数据挖掘系列(1)-HTTP》
  2. 配置request logging profile
    《F5利用Elastic stack(ELK)进行应用数据挖掘系列(1)-HTTP》
  3. 配置vs,并应用上述logging profile
  4. 访问vs业务,此时所有响应消息将被发送至logstash并被输入到elasticsearch中

Elastic search集群状态:

《F5利用Elastic stack(ELK)进行应用数据挖掘系列(1)-HTTP》

所有以f5-request开头的类型都是相关request请求数据,数据被分为5个shards,并有一个备份。

Kibana数据分析:

创建一个以f5-request-*为索引条件的pattern

《F5利用Elastic stack(ELK)进行应用数据挖掘系列(1)-HTTP》

选择正确的搜索时间,可以在discover界面中看到原始数据的输出:

《F5利用Elastic stack(ELK)进行应用数据挖掘系列(1)-HTTP》

可视化模块的定义

《F5利用Elastic stack(ELK)进行应用数据挖掘系列(1)-HTTP》

最后组装dashboard进行统一展示:

《F5利用Elastic stack(ELK)进行应用数据挖掘系列(1)-HTTP》

以上是部分可视化分析样例,通过对原始数据的充分精细加工,可以找到更贴合实际需求的可视化输出。下一篇文章将描述如何利用DNS logging profile建立DNS性能数据透视

更详细信息请访问https://github.com/myf5/f5-elk-demo/

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