RRDtool

简介

RRDtool(Round Robin Database Tool)

效果图

安装

新建RRD

rrdtool create filename [--start|-b start time] [--step|-s step] [--no-overwrite] \
        [DS:ds-name:DST:dst arguments] \
        [RRA:CF:cf arguments]

* filename
rrd的名称. 默认以.rrd结尾

* --start
设置rrd的起始时间, rrd不接收比这个时间靠前的数据. 默认是当前时间前10s

* --step
设置时间步长. 默认是300s

DS

DS - Data Source

一个RRD可以接受多个DS. 比如入口流量和出口流量分别作为各作为一个DS存在一个RRD里.

ds-name: DS的名称, 长度为1~19个字符(Note)

DST: Data Source Type, DS的类型, 有GAUGE, COUNTER, DERIVE, ABSOLUTE, COMPUTE

DS:ds-name:GAUGE | COUNTER | DERIVE | ABSOLUTE:heartbeat:min:max
DS:ds-name:COMPUTE:rpn-expression

* GAUGE: 直接把值存入RRD
* COUNTER: 用于记录持续增长的计数器. 适合一个率的计算，如流量增长率.
* DERIVE: 和COUNTER类似. 但是可以计算增长或减少的率.
* ABSOLUTE: 它假设每次前一个interval的值都是0, 再计算平均值. (没用过)
* COMPUTE: 引用其他RRD中的DS来计算某个值. (没用过)

`heartbeat`: 心跳. 定义两次更新间最大的秒数. 长于这个时间未获取到数据的, 则为 Unknown
`min`,`max`: 定义期望数据的范围. 如果超出其中，则会被当作`UNKNOWN`. 如果不知道或不关心这个，可以设置为`U`
`rpn-expression`: 逆波兰表达式

RRA

RRA - Round Robin Archives

RRD的目的就是把数据存入RRA中. 一个RRA由许多数据值组成.

CF: Consolidation Function. 有AVERAGE, MIN, MAX, LAST类型.

在新建RRD的时候, 定义了step(一个interval的时间, 比如一分钟就是60s), 每个step都会有一个PDP(Primary Data Point).

在RRA中的steps表示这个RRA的CDP(Consolidation Data Point)使用上面的几个step, 比如要一分钟获取一个就写1

然后RRA会根据CF来计算PDP, 最后合并出CDP.

详细的RRA定义:

RRA:AVERAGE | MIN | MAX | LAST:xff:steps:rows

xff - 是一个比例值, 表示一个CDP中有超过xff的PDP为空值, 则这个值就回UNKNOWN
steps - 上面提到了, 定义这个RRA使用几个step
rows - 表示记录的CDP的个数, 比如上面选择一分钟一个CDP, 要记录1小时, row就是60

例子:

11:06 tankywoo@gentoo-gs /home/tankywoo/rrd
% rrdtool create test.rrd -s 60 \
> DS:testds:GAUGE:120:0:U \
> RRA:AVERAGE:0.5:1:60 \
> RRA:AVERAGE:0.5:1:1440

11:06 tankywoo@gentoo-gs /home/tankywoo/rrd
% rrdtool info test.rrd
filename = "test.rrd"
rrd_version = "0003"
step = 60
last_update = 1370142396
header_size = 792
ds[testds].index = 0
ds[testds].type = "GAUGE"
ds[testds].minimal_heartbeat = 120
ds[testds].min = 0.0000000000e+00
ds[testds].max = NaN
ds[testds].last_ds = "U"
ds[testds].value = 0.0000000000e+00
ds[testds].unknown_sec = 36
rra[0].cf = "AVERAGE"
rra[0].rows = 60
rra[0].cur_row = 51
rra[0].pdp_per_row = 1
rra[0].xff = 5.0000000000e-01
rra[0].cdp_prep[0].value = NaN
rra[0].cdp_prep[0].unknown_datapoints = 0
rra[1].cf = "AVERAGE"
rra[1].rows = 1440
rra[1].cur_row = 339
rra[1].pdp_per_row = 1
rra[1].xff = 5.0000000000e-01
rra[1].cdp_prep[0].value = NaN
rra[1].cdp_prep[0].unknown_datapoints = 0

更新RRD

Offical Doc - rrdupdate

rrdtool {update | updatev} filename
        [--template|-t ds-name[:ds-name]...]
        [--daemon address] [--]
        N|timestamp:value[:value...]
        at-timestamp@value[:value...]
        [timestamp:value[:value...] ...]

updatev : 是 update 的 verbose版, 会描述返回信息.

--template|-t ds-name[:ds-name]... :
默认情况下, update希望数据是按DS定义的顺序来更新的. 但是有可能会弄错顺序, 导致传入的数据错误.
template函数允许指定更新DS的顺序

N|timestamp:value[:value...] :
更新DS的数据要有一个指定的时间戳. 如果使用 N, 则使用当前时间.
如果时间是负数, 则使当前时间减去指定的时间. 此时要用 -- 来分隔选项和数据, 否则数据会被当作参数传进去.
如果使用 @ 代替 :, 则限定结束时间.
TODO

# 下面写了一个 Python 传入随机数据来更新 RRD
# 我放到 crontab 里面每分钟调用一次

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import rrdtool
import random

v = random.randint(1, 100)
rrdtool.updatev('test.rrd', 'N:%d' % v)

画图

Offical Doc - rrdgraph

rrdtool graph|graphv filename [option ...] 
        [data definition ...] 
        [data calculation ...] 
        [variable definition ...] 
        [graph element ...] 
        [print element ...]

# 其中以下三个分别是data definition, data calculation, variable definition的格式
DEF:vname=rrdfile:ds-name:CF[:step=step][:start=time][:end=time]

CDEF:vname=RPN expression

VDEF:vname=RPN expression

rrdtool graph 需要数据提供以画图. 它并不局限于单个RRD, 可以收集多个rrd的数据画图.
从 RRA 里 fetch 出来数据, 然后合并(consolidated)它们, 所以图上一个像素一个数据点(data point).
有时数据的格式并不是我们想要的. 在合并数据后, 强大的 RPN 命令集可以实现它们.

graphv 与 graph 的关系类似 updatev 和 update. 可以获取相信的画图信息.

options的一些参数

[-s|--start time] [-e|--end time] [-S|--step seconds] :
设置了画图的起始时间和结束时间, 一般使用结束时间减去需要监控的时间段范围就行.

[-t|--title string] [-v|--vertical-label string] :
分别是: 图片顶部的横坐标label 和左边纵坐标的label

[-w|--width pixels] [-h|--height pixels] [-j|--only-graph] [-D|--full-size-mode] :
设置图片的宽度和高度
--only-graph 和 --full-size-mode
TODO

[-u|--upper-limit value] [-l|--lower-limit value] [-r|--rigid] :
可以限制上限值和下限值

DEF:vname=rrdfile:ds-name:CF[:step=step][:start=time][:end=time]
DEF是画图的定义, 一般至少需要一个DEF, 用来定义使用的DS, 使用的CF函数, 步长等

CDEF:vname=RPN expression
前面提到的, 可能DEF获取的值在格式上无法满足需求, 这时可以使用CDEF用逆波兰表达式来生成需要的变量. 比如求网络流量单位是bit, 就可以用CDEF定义乘以8.

VDEF:vname=RPN expression

在上面更新RRD的代码里增加画图代码:

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import rrdtool
import random
import time

v = random.randint(1, 100)
ret = rrdtool.updatev('test.rrd', 'N:%d' % v)

now = int(time.time())
onehour = str(now - 3600)
ret = rrdtool.graphv('test.png',
        '--start', str(onehour),
        'DEF:v=test.rrd:testds:AVERAGE',
        'AREA:v#00008B',
        '-w 400 -h 100')

效果图:

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DS

RRA

更新RRD

画图

options的一些参数

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