[转载]对RRDTool的总结（二）

原创

jack_cap 2012-07-28 09:29:14 ©著作权

©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者jack_cap的原创作品，请联系作者获取转载授权，否则将追究法律责任

    在我看来，学习某个东西的最好办法就是实践。为什么现在不开始呢？我们会创建一个数据库，放一些数值到它里面，然后提取这些数据。
    我们会从一些简单的例子入手，然后把汽车与路由器比较，或者将公里和比特、字节数比较。他们都是一样的：都是某些时段的某些数值。
    假设我们有一个向互联网发送数据和接收数据的设备。该设备保留一个计数器，该计数器在开启设备时设置为0，并在每传送一个字节就加1。该计数器可能会有一个最大值。如果该值达到最大时，在加一个字节的计数，该计数器就会再次从0开始。这与世界上的许多计数器都是一样的，比如车辆上的里程计数器。
    关于网络的讨论通常用每秒比特数来衡量，因此我们要习惯这种用法。把一个字节看成是8个比特，并且开始用比特而不是字节来思考问题。不过，计数器仍然用字节数为单位来计量！在SNMP世界里，大部分的计数器都是32比特的。这就意味着他们的计数范围是0－4294967。我们在例子里会用到这些数值。该设备在被查询时，会返回计数器的当前值。我们知道从上次查询设备开始到现在的时间，因此我们现在就知道每秒平均传输了多少字节数。这不难计算。首先用文字来描述，然后计算：
    (1) 用当前查询到的计数器值，减去上一次查询的计数器值
    (2)把当前查询时间和上次查询时间作上述同样操作（秒）
    将（1）的结果除以（2）的结果，得到的结果就是每秒的字节数。乘以8就得到每秒的比特数（bps)
bps = (counter_now - counter_before) / (time_now - time_before) * 8
    不习惯用公里/小时的人，可以将公里除以1.6来得到英里/小时（足够精确）。我会用到下面所写：
M ：米
KM：公里（1000米）
H：小时
S：秒
KM／H：公里/小时
M／S：米／秒
    你现在正在开车。12：05时你看了一下仪表盘上的里程计数器，它显示这俩车已经行驶了12345公里。12：10分时，你有看了一下里程计数器，它显示12357公里。这表示你在5分钟内行驶了12公里。科技人员会把它转换成米／秒，这样可以更好的进行比较（每5分钟的字节数）和（每秒比特数）。
我们行驶了12公里，也就是12000米。我们在5分钟内，或者说是300秒内完成。我们的速度是1200米／300秒，或者说是40米/秒。
    我们可以用公里/小时来计算速度：12乘以5分钟就是一个小时，因此我们必须把12公里乘以12得到144公里/小时。也就是90英里/小时，因此不要在家里或我生活的地方尝试这个速度 :)
记住：这些数值都仅仅是平均值。无法从数字中得到你是否以固定的速度在行驶。
我希望你理解在计算米/秒或者比特/秒。唯一的差别在于收集数据的方式。即使是K这个单位也是一样的，因为在网络术语中，K同样表示1000。
    我们现在要创建一个数据库，在此数据库中我们能够保存所有这些有趣的数字。启动这个程序的方法可能在各个操作系统上各不相同，但是我假设你可以搞清楚它是否与你的操作系统不同，键入下面的行（为了可读性，我得把他分成几行）并且用来分隔。
rrdtool create test.rrd
         --start 920804400
         DS:speed:COUNTER:600:U:U
         RRA:AVERAGE:0.5:1:24
         RRA:AVERAGE:0.5:6:10
    我们创建的rrd数据库名为test (test.rrd)，它的起始时间是1999年3月7日（该日期转换成920804400秒）。我们的数据库存放一个名为 'speed' 的数据源（DS）,它表示一个计数器。该计数器每5分钟（缺省）读取一次。在同一个数据库中，保存有2个环状归档（RRA），一个是每次读取时的平均数据并保留24个样本（24乘以5分钟是2小时）。另一个RRA有6个平均值（6X5=30半小时）并包含10个这样的样本。
RRDtool使用来源于UNIX世界的特殊时间戳。该时间戳是自1979年1月1日UTC时间开始到当前逝去的秒数。该时间戳的值被转换成本地时间，它在不同的时区会不一样。
现在我们得向数据库中填入一些数字。我们希望读到以下数据：
12:05 12345 KM
12:10 12357 KM
12:15 12363 KM
12:20 12363 KM
12:25 12363 KM
12:30 12373 KM
12:35 12383 KM
12:40 12393 KM
12:45 12399 KM
12:50 12405 KM
12:55 12411 KM
13:00 12415 KM
13:05 12420 KM
13:10 12422 KM
13:15 12423 KM
我们用下面的命令把上述数据填入数据库：
rrdtool update test.rrd 920804700:12345 920805000:12357 920805300:12363
rrdtool update test.rrd 920805600:12363 920805900:12363 920806200:12373
rrdtool update test.rrd 920806500:12383 920806800:12393 920807100:12399
rrdtool update test.rrd 920807400:12405 920807700:12411 920808000:12415
rrdtool update test.rrd 920808300:12420 920808600:12422 920808900:12423
这就是说：用下面的数据来更新我们的数据库
time 920804700, value 12345
time 920805000, value 12357
等等....
    正如你说看到的那样，可以在一个命令里向数据库中填入多个值。为了可读性，我得只用三个数据，实际一行里运行的最大数据与操作系统相关。
   我们可以使用 rrdtool fetch 命令从数据库中提取数据。
   rrdtool fetch test.rrd AVERAGE --start 920804400 --end 920809200
   该命令会返回如下输出结果：
           speed
920804700: nan
920805000: 4.0000000000e-02
920805300: 2.0000000000e-02
920805600: 0.0000000000e+00
920805900: 0.0000000000e+00
920806200: 3.3333333333e-02
920806500: 3.3333333333e-02
920806800: 3.3333333333e-02
920807100: 2.0000000000e-02
920807400: 2.0000000000e-02
920807700: 2.0000000000e-02
920808000: 1.3333333333e-02
920808300: 1.6666666667e-02
920808600: 6.6666666667e-03
920808900: 3.3333333333e-03
920809200: nan
   如果不是像上面的输出结果，可能哪里有错误。也许你的操作系统会打印出不同的格式。 NaN 表示非数字。如果你的操作系统输出 U 或 UNKN 或者其他类似东西都是正常的。如果其他地方错误，可能是因为你的过程中的那些步骤出错了。
试试下面的命令：
rrdtool graph speed.png
        --start 920804400 --end 920808000
        DEF:myspeed=test.rrd:speed:AVERAGE
        LINE2:myspeed#FF0000
    该命令会创建名为speed.png的图像文件，该图像从12:00开始，到13:00。有一个名为myspeed的变量定义，它使用来自 test.rrd数据库的 speed RRA中的数据。绘制的线条是2像素高，表示myspeed变量。颜色是红色的.
你会注意到图像的起始不是12：00而是12:05。这是因为在此时间之前的数据不够计算出平均值。这只会在缺少某些样本的情况下发生，不会经常发生。
    查看图像时，你会注意到横轴下标为 12:10、12：20、12：30、12：40、12：59。有时某些下标不适合（可能是12：00和13：00）会被忽略掉。
纵轴显示我们输入的范围。下面提供的公里数，以及除以300秒的结果，我们得到非常小的数值。为了更加精确，第一个值是12（12567－12456），除以300后得到0.04,RRDtool显示时为 40m 表示 40/1000 。其中的 m 与米、公里、或者毫米都没有任何关系！RRDtool不知道我们的数据单位，它只处理没有单位的数据。
如果我们用米来衡量我们的距离，就会是这样：(12'357'000-12'345'000)/300 = 12'000/300 = 40.
    因为许多人都对这样的数值范围感觉更好，我们就来修正一下。我们将重新创建数据库，并存储正确的数据。但是有更好的办法：在创建png文件时进行一些计算！
rrdtool graph speed2.png
     --start 920804400 --end 920808000
     --vertical-label m/s
     DEF:myspeed=test.rrd:speed:AVERAGE
     CDEF:realspeed=myspeed,1000,*
     LINE2:realspeed#FF0000
注意：不要忘记操作符＊后面的。这个反斜杆用来将＊从操作系统可能解释的符号转义，而不是直接传递给rrdtool命令。
    在查看PNG文件后，你会注意到 m 不见了。正确的结果就是这样。同样，在图像中加入了一个标注（m/s）。出了上面提到的几点外，PNG看起来应当是一样的。
        计算是在CDEF部分中指定的，使用逆波兰表达式（ RPN )表示的。我们要求RRDtool所作的事情是：`取数据源myspeed(公里/秒), 以及数值1000；把他们相乘`得到(米/秒) 。在此不要被RPN表达式困扰了。
    在我们的例子数据库中，我们犯了一个错误，我们需要乘以3600来补偿。使用下面的修正办法：
realspeed=myspeed * 3,600(KM/H)
下面我们来创建这个PNG文件，并加入更多的魔幻功能...
rrdtool graph speed3.png
     --start 920804400 --end 920808000
     --vertical-label km/h
     DEF:myspeed=test.rrd:speed:AVERAGE
     "CDEF:kmh=myspeed,3600,*"
     CDEF:fast=kmh,100,GT,kmh,0,IF
     CDEF:good=kmh,100,GT,0,kmh,IF
     HRULE:100#0000FF:"Maximum allowed"
     AREA:good#00FF00:"Good speed"
     AREA:fast#FF0000:"Too fast"
     这个图像看起来更好。速度用KM/H表示，有一个附加的线条表示最大允许的速度（在我行驶的道路上的最大限速）。我还修改了速度的显示颜色，把它从线条改为区块。
现在计算更加复杂一些。对于在限速内的速度good衡量方法是：
检查公里/小时是否大于100          ( kmh,100 ) GT
如果是，返回0，否则返回公里/小时。 ((( kmh,100 ) GT ), 0, kmh) IF
对于上述的限速值fast：
检查公里/小时是否大于100          ( kmh,100 ) GT
如果是，返回公里/小时，否则返回0。 ((( kmh,100) GT ), kmh, 0) IF
     现在，你所需要做的只有按照常规的方式度量数值，然后更新数据库。当你想查看数据时，重新创建PNG。
大多数对RRDtool感兴趣的人会使用一个跟踪网络设备传输数据量的计数器。这样我们下一步就来作这个。我们会从解释如何收集数据开始。
     本例中使用的工具在本文档前面非常简短地提到过，它就是所谓的SNMP。它是与联网设备交谈的方式。下面用到的工具名为 snmpget ，以下是关于它是如何工作的说明：
snmpget device password OID
或
snmpget -v[version] -c[password] device OID
     对于device, 你要用设备的名称或者IP地址来替换。对于password, 你需要使用SNMP领域中称为 comunity read string 来替换。对于某些设备来说，缺省的 public 可以工作，但是该设置可能会被关闭，调整或者由于安全和机密的原因而被保护起来。请阅读你的设备或程序的文档。
    接下来有一个称为OID的参数，它用来表示对象标识符。
    刚开始学习SNMP时，它看起来有些令人困惑。在你看到MIB管理信息库时，就不会那么困难了。MIB是用来描述数据的倒状树，它只有一个根结点，并且由根结点开始有多个分支。这些分支都以另一个结点终结，他们继续向下分支，如此继续。所有的分支都有一个名称，它们构成了一个我们能够沿着往下的路径。我们所沿着的这些分支都被命名了：iso, org, dod, internet, mgmt 和mib-2.这些名称也可以用数字方式记录，就像 1 3 6 1 2 1。
iso.org.dod.internet.mgmt.mib-2 (1.3.6.1.2.1)
     有些程序会使用前导点 . ，令人感到许多困惑。在一个OID中并没有前导点。为了显示OID缩记法和OID完整记法的区别，（通常约定）在使用OID的完整记法时使用前导点。通常这些程序在返回数据给你时，会省略缺省的部分。这些程序有的有几个缺省前缀，这会让事情显得更加糟糕。
    在此我会给出一个在Fedora Core 3操作系统上可用的例子。如果对你的操作系统不可用，请查看snmp的手册，并作相应的调整让它能够运行。
snmpget -v2c -c public myrouter system.sysDescr.0
    该设备应当回应其自身的描述，该描述可能是一个空的。只有在你从某个设备获得响应后，你才能够继续。其中可能需要使用不同的口令、或者不同的设备。
snmpget -v2c -c public myrouter interfaces.ifNumber.0
    最好你得到的结果是一个数字。如果这样的话，你就可以继续往下，并试试另一个叫做 snmpwalk 的程序。
snmpwalk -v2c -c public myrouter interfaces.ifTable.ifEntry.ifDescr
    如果该命令返回一系列的接口，这就对了。以下是该命令运行的返回结果的例子：
[user@host /home/alex]$ snmpwalk -v2c -c public cisco 2.2.1.2
interfaces.ifTable.ifEntry.ifDescr.1 = "BRI0: B-Channel 1"
interfaces.ifTable.ifEntry.ifDescr.2 = "BRI0: B-Channel 2"
interfaces.ifTable.ifEntry.ifDescr.3 = "BRI0" Hex: 42 52 49 30

interfaces.ifTable.ifEntry.ifDescr.4 = "Ethernet0"

interfaces.ifTable.ifEntry.ifDescr.5 = "Loopback0"
    对于cisco设备，我想监视｀Ethernet0` 接口，从上面的输出结果能够看到该接口的编号是 4。我试着运行如下命令：
[user@host /home/alex]$ snmpget -v2c -c public cisco 2.2.1.10.4 2.2.1.16.4
interfaces.ifTable.ifEntry.ifInOctets.4 = 2290729126
interfaces.ifTable.ifEntry.ifOutOctets.4 = 1256486519
这样，我就有两个OID需要监视，他们是（这次使用完整记法）:
1.3.6.1.2.1.2.2.1.10
和
1.3.6.1.2.1.2.2.1.16
这两个OID都有接口编号4。
    别被糊弄了，我可不是试一次就搞定的。我花了一些数据来搞清这些数字都是什么意思。把这些编号转换成描述文字大有帮助... 至少在大家谈论MIB和OID时，你知道他们是什么东西。别忘了接口编号（如果它不是附属接口，就是0），如果用snmpget没有得到响应，试试snmpwalk。
    开始有趣的东东吧。首先，创建一个新的数据库。它包含输入和输出2个计数器的数据。该数据被放入能够进行平均的归档中。他们一次使用1、6、24、或 288个样本。他们同时被存入保存最大数字的归档中。稍后会解释。样本间隔时间为300秒，也就是5分钟，这是一个好的开始。:
1个样本 “平均” 保留5分钟的周期
6个样本每30分钟进行一次平均
24个样本每2小时进行一次平均
288个样本每1天进行一次平均
我们试着与MRTG互相兼容，MRTG存储以下数据：:
600 5分钟样本数： 2天和2小时
600 30分钟样本数： 12.5天
600 2小时样本数： 50天
732 1天样本数：   732天
    这些范围被补充进去，因此在数据库中保存的数据总数大约797天。RRDtool存储不同的数据，它不会在每日归档停止的地方开始每周归档。对于这两个归档，最新的数据会是在 now 附近，因此我们需要比MRTG保存更多的数据！
我们需要：:
600个5分钟的样本（2天和2小时）
700个30分钟的样本（2天和2小时，加12.5天）
775个2小时的样本（上述＋50天）
797个1天的样本 (上述＋732天，环型回绕最大797）
rrdtool create myrouter.rrd
        DS:input:COUNTER:600:U:U
        DS:output:COUNTER:600:U:U
        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:0.5:288:797
    接下来要做的就是收集数据并把它保存起来。以下是一个例子。它是用伪码写的，你得根据OS调整后让它能够运行。:
while not the end of the universe
do
   get result of
      snmpget router community 2.2.1.10.4
   into variable $in
   get result of
      snmpget router community 2.2.1.16.4
   into variable $out
rrdtool update myrouter.rrd N:$in:$out
wait for 5 minutes
done
Then, after collecting data for a day, try to create an image using:
在收集了1天的数据后，试着用下面的命令创建图像：:
rrdtool graph myrouter-day.png --start -86400
         DEF:inoctets=myrouter.rrd:input:AVERAGE
         DEF:outoctets=myrouter.rrd:output:AVERAGE
         AREA:inoctets#00FF00:"In traffic"
         LINE1:outoctets#0000FF:"Out traffic"
     这会产生一个具有1天流量值的图像。1天有24（小时）x60（分钟）x60（秒）。我们从当前时间-86400秒开始。我们用DEF把输入和输出字节数定义成myrouter.rrd数据库中的的平均值，并且绘制输入流量区和输出流量线。