Professionelles Monitoring mit Zabbix

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Professionelles Monitoring mit Zabbix

01.06.2017 - 12:00
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Jeder IT-Administrator weiß es: Perfekt funktionierende IT-Systeme gibt es nicht. Vielmehr muss man eine IT-Infrastruktur als einen komplexen Prozess betrachten, der vom Administrator begleitet werden sollte. Da das ab gewissen Größenordnungen nur noch mit Hilfe geeigneter Werkzeuge zu leisten ist, sind professionelle Lösungen willkommen. Das von Alexei Vladishev initiierte Zabbix-Projekt ist längst ein Klasse für sich.

Agenten im Einsatz

Typische IT-Infrastrukturen zeichnen sich durch ein hohes Maß an Heterogenität aus. Die Anforderungen an eine Monitoring-Umgebung sind daher vielfältig. Die Zustandsbeobachtung und hier insbesondere das End-to-End-Monitoring müssen so nah wie möglich auf Seiten der Endanwender die Funktionsfähigkeit von Services prüfen. Dazu gehört auch die Erfassung von Statusinformationen aller verwendeten Hard- und Software-Komponenten sowie der bereitgestellten Services. Die Langzeitspeicherung von Verfügbarkeitsdaten hilft dabei, Trends zu ermitteln.

Eingriffe in die IT-Infrastrukturen und hier insbesondere Reaktionen auf Alarme verlangen eine detaillierte Ursachenanalyse. Hierzu sollte die Monitoring-Umgebung entsprechende Informationen gesammelt haben. Die Performance von Einzelsystemen sollte die Monitoring-Umgebung genauso erfassen wie die Ermittlung von Grenzwerten, Flaschenhälsen, überlasteten Komponenten und möglichen Implementierungsfehlern.

Zu den Grundfunktionen gehört auch das Monitoring von standardisierten und von abweichenden Konfigurationen. In der Praxis findet allerdings gerade dieser Punkt zu wenig Beachtung. Die Verwendung von Standardkonfigurationen ist von grundlegender Bedeutung für die Stabilität von Systemen. Änderungen an diesen Voreinstellungen sind häufig für Probleme ursächlich. Eine praxistaugliche Umgebung muss daher nicht nur die kritischen Komponenten und Services, sondern auch deren Konfigurationen im Auge behalten und bei unvorhergesehenen Ereignissen Alarm schlagen können.

Vielseitiges Zabbix

Netzwerkmonitoring-Umgebungen gibt es inzwischen zuhauf, doch nur die wenigsten bieten eine mit Zabbix [1] vergleichbare Funktionalität. Zabbix überwacht die sichtbaren Applikationen wie Webserver, Groupware oder Content-Managementsystem genauso wie die darunterliegenden Schichten wie die Hard- und Software, Betriebssysteme und Netzwerkinfrastrukturkomponenten.

Zabbix ist in der Lage, Ressourcenengpässe frühzeitig zu erkennen, noch bevor sie sich negativ auf die Produktivität der Umgebung auswirken. Das Open-Source-Werkzeug kann ein einheitliches Setup gewährleisten und erkennen, wenn beispielsweise bei Neuinstallationen die vereinbarten Konventionen verwendet werden. Die Arbeit des IT-Administrators vereinfacht Zabbix durch das automatische Erstellen von To-do-Listen, denen Sie entnehmen können, welche Modifikationen vorzunehmen sind.

Da die Alarmierung zielgerichtet erfolgt, werden Sie bei der Alarmausgabe lediglich mit relevanten Daten versorgt. Sie wissen also immer direkt, an welchen Stellschrauben Sie bei der Fehlerbehebung ansetzen müssen. Die Alarmierung kann auf allen gängigen Kommunikationswegen erfolgen, insbesondere per E-Mail und SMS. Die Zabbix-Entwickler bezeichnen die Umgebung als "Enterprise Class Open Source Distributed Monitoring Solution". Sie ist für den professionellen Einsatz in geschäftskritischen Bereichen konzipiert und kann laut Angaben der Entwickler problemlos mehrere Tausend Netzwerkknoten überwachen.

Zabbix ist prinzipiell für den Einsatz in mittleren bis großen Netzwerken geeignet und kann mehrere Tausend bis Zehntausend Hosts im Auge behalten. Es soll auch Implementierungen mit mehreren Hunderttausend Messpunkten geben. Die Grenze des Möglichen wird primär durch die verwendete MySQL-Datenbank gesetzt. Ansonsten fällt die Kritik an Zabbix spärlich aus. In Foren wird gelegentlich die Berichterstellung und die Berichtkonfiguration kritisiert. Allerdings werden die meisten Administratoren angesichts der umfassenden Funktionalität damit leben können.

Im Zentrum: die SQL-Datenbank

Das Herzstück ist der Zabbix-Server, der eine SQL-Datenbank für die Datenspeicherung und das Zabbix-Frontend für die Konfiguration und die Visualisierung der Daten verwendet.

Das Sammeln relevanter Informationen wird über Messgrößen gesteuert, die sogenannten Items. Jedes Item besitzt einen Messgrößenwert, den "Item Value", der bestimmt, welche Informationen ermittelt werden sollen. Diese Werte können die verschiedensten Daten in den unterschiedlichsten Formaten sein. Es kann sich um Zeitangaben (Timestamps), Textinformationen wie Logfiles oder auch um Zahlenwerte wie Prozentzahlen (Speicherbelegung) oder Fließkommazahlen (CPU-Verbrauch) handeln. Zabbix speichert diese Items in chronologischer Folge in einer SQL-Datenbank, vorzugsweise in MySQL.

Die Daten, die der Zabbix-Server sammelt, stammen aus verschiedenen Quellen, insbesondere aus den folgenden:

 - Zabbix-Agent: Auf den Zielsystemen können Agents installiert werden, die Zugriff auf die Daten des verwendeten Betriebssystems haben. Zabbix-Agents sind insbesondere für Linux-Derivate und Windows verfügbar.

- SNMP: Der Zabbix-Server kann als SNMP-Manager agieren und die Daten von SNMP-Agents verarbeiten.

- IPMI-Agent: Zabbix kann die Daten von IPMI-Daemonen verarbeiten, die von Hardware-Herstellern über Remote-Management-Konsolen bereitgestellt werden.

- Zabbix-Aggregate: Die Umgebung kann die Daten aus mehreren Quellen konsolidieren.

- Zabbix-Trapper: Hierbei handelt es sich um Daten, die vom Client an den Server geschickt werden.

- Zabbix-Interna: Das System kann interne Zabbix-Server-Daten auswerten.

Zabbix kann außerdem Daten von einfachen Skripts wie Ping oder Portscans verwenden und Skripts auf dem Server ausführen sowie deren Rückgabewerte einlesen und aufbereiten. Außerdem ist die Ausführung von SSH und Telnet möglich. Auch hier werden die Rückgabewerte als Messwert in der Datenbank gespeichert. Zabbix beherrscht auch Datenbankabfragen und kann auch diese Rückgabewerte im System verarbeiten.

Wichtig zum Verständnis ist, dass Zabbix die Items immer mit einem Host verknüpft, wobei ein Host durch seine IP-Adresse oder einen DNS-Namen repräsentiert wird. Dabei kann ein Item immer nur einem Host zugeordnet werden. Aus diesem Prinzip leitet sich automatisch die Vorgehensweise bei der Zabbix-Konfiguration ab: Zunächst muss immer ein Host angelegt und dann die Items definiert werden.

Ein weiteres wichtiges Element der Zabbix-Umgebung sind die Trigger. Sie dienen der Weiterverarbeitung der Daten. Konkret bestimmen Sie damit Schwellenwerte. Je nach Trigger-Konfiguration wird beim Über- beziehungsweise Unterschreiten eines bestimmten Wertes eine Aktion ausgelöst. Für die Trigger-Konfiguration können Sie reguläre Ausdrücke, mathematische Funktionen und logische Operatoren verwenden.

Nach der Auswertung eines Item Values wird dem Trigger der Status "TRUE" oder "FALSE" zugewiesen. Der Status bestimmt dann die Verarbeitung. Trigger werden gerne mit Alarmierungen verwechselt. Trigger sind (wie der Name schon sagt) Auslöser für Folgeaktionen. Mit den Aktionen kann beispielsweise die Alarmausgabe konfiguriert werden.

Zabbix-Quickstart

Die Installation des Zabbix-Servers, des Web-Frontends und des Agenten stellt routinierte Administratoren vor keine größeren Probleme. Im Download-Bereich der Projekt-Site stehen entsprechende Installationspakete bereit. Für die Evaluierung und das schnelle Testen können Virtual Appliances für alle wichtigen VM-Umgebungen genutzt werden. Nach dem Starten erfolgt der Zugriff über das Webinterface (Bild 1). Hier loggen Sie sich als Zabbix-Superuser mit der Kennung "admin" und dem Passwort "zabbix" ein.

 

Zabbix Bild01
Bild 1: Das Webinterface von Zabbix galt lange Zeit als altbacken, wurde aber in Version 3 zeitgemäß überarbeitet.

 

Noch bevor Sie einen ersten Host für die Überwachung anlegen, sollten Sie zumindest einen neuen Benutzer einrichten, der für das Monitoring zuständig ist. Der Zugriff auf die Benutzerverwaltung erfolgt über das Menü "Administration / Users".

Zabbix verfügt nach der Installation über die beiden Benutzer "Admin", den Super-user mit vollen Rechten, und den Benutzer "Guest", der als Gastbenutzer keine Berechtigungen für die Manipulation von Zabbix-Objekten besitzt. Einen neuen administrativen Benutzer legen Sie mit "Create user" an. Weisen Sie dem Benutzer die Benutzergruppe "Zabbix administrators" zu. Zabbix bestimmt die Zugriffsrechte auf Hosts über Benutzergruppen und nicht über individuelle Rechte.

Als Nächstes erzeugen Sie einen ersten Host-Eintrag (Bild 2). Bei einem Host handelt es sich um eine vernetzte Einheit, die Sie mit Zabbix überwachen wollen. Dieses Entity kann physisch oder virtuell sein. Typische Einheiten sind ein Server, ein Netzwerk-Switch, eine virtuelle Maschine oder auch eine Business Application. Die Hosts verwalten Sie über das Menü "Configuration / Hosts". Dort finden Sie bei der Erstinstallation den Eintrag "Zabbix Server".

 

Zabbix Bild02
Bild 2: Das Anlegen eines Host gehört zu den ersten Aufgaben bei der Arbeit mit Zabbix.

 

Mit "Create Host" legen Sie eine erste eigene Host-Konfiguration an. Neben einer Bezeichnung weisen Sie dem Host-Eintrag eine IP-Adresse beziehungsweise einen Hostnamen, den Port und die Gruppenzugehörigkeit zu. Erfolgt das Monitoring per SNMP, JMX oder IPMI, geben Sie das entsprechende Interface an.

Daten sammeln

Ist der Host angelegt, können Sie für diesen den ersten Wert, das Item, anlegen, von dem Zabbix Daten sammelt. Dazu wechseln Sie in die Host-Liste. Zu dem zuvor angelegten Host wird in der "Items"-Spalte der Wert 0 angezeigt. Um ein erstes Item anzulegen, klicken Sie auf den Zahlenwert und bestimmen in dem Konfigurationsdialog die Eigenschaften des Elements. In der Item-Konfiguration weisen Sie diesem eine Bezeichnung und einen Typ zu. Im "Type"-Auswahlmenü können Sie für die ersten Gehversuche beispielsweise die Option "Simple Check" verwenden, die ohne einen Agenten auskommt. Mit "Key" bestimmen Sie das konkrete Prüfverfahren. Mit dem Schlüssel "icmpping" führen Sie einen Ping-Test aus. Bevor Sie die Item-Konfiguration sichern, wählen Sie in diesem konkreten Fall unter "New Application" die Option "Availability", damit dieser dem Verfügbarkeitsbericht zugeordnet wird.

Lassen Sie die Umgebung ein wenig "arbeiten", damit Zabbix die Möglichkeit hat, Daten zu sammeln. Anschließend öffnen Sie über das Dashboard das Menü "Monitoring" und mit "Latest Data" die letzten Aufzeichnungen. Damit Sie ein Gefühl dafür bekommen, wie Zabbix sich beim Auftreten von Fehlern verhält, produzieren Sie einen eigenen Fehler. Schalten Sie dazu beispielsweise das zuvor angelegte System aus oder weisen Sie ihm temporär eine nicht beobachtete IP-Adresse zu. Zabbix sollte diesen Fehler nach einer Weile bemerken. In der Ausgabe der letzten Fehler finden Sie in der Spalte "Last value" den Wert "0", weil zuvor noch kein Messwert ermittelt wurde; in der Spalte "Change" finden Sie den Wert "1", der auf die Änderung der Verfügbarkeit hinweist. Dieser Änderung gilt es nachzugehen.

Zwei weitere Maßnahmen sollten Sie für den Einstieg kennen: Das Einrichten eines Triggers (Bild 3) und das Auslösen eines Alarms. Um einen ersten Trigger für Ihre Host-Konfiguration anzulegen, wechseln Sie mit "Configuration / Hosts” zu "New host” und klicken auf "Triggers". Mit dem Befehl "Create trigger" erzeugen Sie eine erste Trigger-Konfiguration. Zabbix präsentiert Ihnen das Formular für die Trigger-Definition.

Trigger werden zwar immer Host-spezifisch angelegt, aber Sie können mit einer Trigger-Konfiguration auch Items anderer Hosts nutzen. Daher ist es in der Trigger-Konfiguration wichtig, dass Sie die Host-Auswahl bestätigen. Für die Konfiguration können Sie eine Fülle an Parametern verwenden. Eine hohe Last auf dem System "www.server.de" wird beispielsweise wie folgt definiert:

{www.server.de:system.cpu.load[all,avg1].last()}>5

Die folgende Trigger-Konfiguration gibt den Wert "TRUE" zurück, wenn der Host "www.server.de" mehr als fünf Mal in den letzten 30 Minuten nicht erreichbar war:

{zabbix.zabbix.com:icmpping.count(30m,0)}>5

Die Trigger verwalten Sie im gleichnamigen Menü. Zu Testzwecken sollten Sie auch hier beispielsweise für eine extreme Server-Last oder die Nichterreichbarkeit des zu überwachenden Systems sorgen, um die Reaktion des Triggers zu prüfen.

Konnten Sie die anlegten Test-Trigger erfolgreich prüfen, ist der logische Folgeschritt die Einrichtung von Alarmen. Die gängigste Alarmierungsvariante ist der E-Mail-Versand. Sie finden im Menü "Administration / Media types" die Konfiguration der drei wichtigen Benachrichtigungsmedien E-Mail, Jabber und SMS. Nach der Wahl des Mediums erzeugen Sie eine Aktion, in der Sie festlegen, mit welchen Informationen Sie versorgt werden wollen. Dazu stehen Makros zur Verfügung, mit denen Sie die Nachrichteninhalte bestimmen. Zabbix erlaubt das Anlegen verschiedenster Benachrichtigungen, die Sie natürlich auch miteinander kombinieren dürfen. So können Sie sicherstellen, dass Sie bei kritischen Ereignissen nicht nur eine E-Mail, sondern auch eine SMS erhalten.

Monitoring mit Templates vereinfachen

Das Monitoring umfangreicher Umgebungen ist mit einem erheblichen Vorbereitungsaufwand verbunden. Nun müssen Sie nicht für jeden Host eine eigene Konfiguration anlegen, sondern können sich mit der Verwendung von Templates die Arbeit deutlich vereinfachen. In Templates konfigurieren Sie Items, Trigger und so weiter und weisen die Monitoring-Vorlage dem Host zu. Das hilft auch dabei, die Konfiguration konsistent zu halten.

Zabbix ist mit einer umfangreichen Template-Bibliothek ausgestattet, in der typische Standardeinstellungen hinterlegt sind. Die Vorlagen lassen sich über das Menü "Configuraton / Templates" verwalten. Hier können Sie auch eigene Vorlagen generieren. Die Zuweisung von Hosts beziehungsweise Host-Gruppen und den Templates erfolgt in der Host-Konfiguration. Eine Besonderheit der Template-Funktion: Sie können Verschachtelungen vornehmen und damit beispielsweise in einem Master-Template die Monitoring-Einstellungen bestehender Vorlagen bündeln. Die Verknüpfung nehmen Sie über die Registerkarte "Linked Templates" der Template-Konfiguration vor.

Beim Umgang mit Templates sind einige Dinge zu beachten. Prinzipiell sollten Sie, wo immer es praktikabel und möglich ist, Agenten auf den zu überwachenden Systemen einsetzen. Aber je mehr Systeme Sie überwachen, desto größer wird auch die Zahl der Hosts, bei denen das nicht möglich ist. Sie vereinfachen das Monitoring, wenn Sie ein Template-Set für die Hosts entwickeln, bei denen entweder kein Agent-Einsatz möglich oder notwendig ist. Es ist außerdem nicht sinnvoll, betriebssystemunabhängige mit betriebssystemspezifischen Items in einem Template zu vermengen.

 

Zabbix Bild 03
Bild 3: Trigger sind eine der Säulen der Monitoring-Umgebung. Allerdings ist ihre Konfiguration nicht trivial und daher fehleranfällig.

 

Trigger-Konfiguration

Die Effizienz der Überwachung wird maßgeblich von der Trigger-Konfiguration bestimmt. Erst wenn das Monitoring-System weiß, auf welche Informationen es achten muss und ab welchen Zuständen diese als informativ oder kritisch zu bewerten sind, kann es sein ganzes Potenzial entfalten. Mit Hilfe von Triggern erzeugen Sie komplexe Tests, die Sie in grafischen Auswertungen weiteranalysieren können. Eine einfache Trigger-Konfiguration sieht wie folgt aus:

{server:schlüssel.funktion(parameter)}operator konstante

Was auf den ersten Blick einfach zu verstehen ist, erweist sich bei der praktischen Verwendung als komplex und fehleranfällig. Schon die fehlerhafte Verwendung eines logischen Operators oder einer mathematischen Funktion kann dazu führen, dass Ihnen kritische Ereignisse entgehen. Insbesondere deren Verknüpfung ist ursächlich für manche Fehlkonfigurationen.

Anhand einiger typischer Beispiele wird die Verwendung deutlich. Wenn Sie die Passwortdatei "/etc/passwd" des Systems "www.server.de" auf Änderungen überprüfen wollen, verwenden Sie dafür folgende Konfiguration:

{www.server.de:vfs.file.cksum[/etc/passwd].diff()}=1

Dieser Ausdruck gibt den Wert "TRUE" zurück, wenn die Prüfsumme der Datei "/etc/passwd” sich vom letzten Wert unterscheidet. Entsprechende Konfigurationen sind für weitere wichtige Konfigurationsdateien wie "/etc/inetd.conf" und "/kernel" denkbar.

Die Verfügbarkeit eines SMTP-Server-Clusters ist für die Kommunikation relevant. Mit einem einfachen Ausdruck überwachen Sie zwei SMTP-Server:

{smtp1.server.de:net.tcp.service [smtp].last()}=0 and {smtp2.server.de:net.tcp.service[smtp].last()}=0

Dieser Ausdruck ist wahr, wenn beide SMTP-Server mit den Adressen "smtp1.server.de" und "smtp2.server.de" nicht erreichbar sind.

Damit eine korrekte zeitliche Einordnung der Monitoring-Daten möglich ist, müssen die Clients, der Datenbankserver und der Zabbix-Server die identische Zeitkonfiguration verwenden. Das prüfen Sie mit Hilfe der Funktion "fuzzytime()". Die nachfolgende Konfiguration kann die Grundlage für eine Alarmierung bilden, wenn sich die Zeiteinstellung des MySQL-Datenbank- und der Zabbix-Server um mehr als 10 Sekunden unterscheiden:

{MySQL_DB:system.localtime.fuzzytime(10)}=0

Eine häufig genutzte Möglichkeit stellt der Vergleich der Server- beziehungsweise Systemlast dar. Eine übermäßig höhere Last im Vergleich zu einem Vortag ist immer ein Hinweis darauf, dass bestimmte Dinge nicht rund laufen. Sie könnten beispielsweise die durchschnittliche Last der letzten Stunden mit der des Vortags vergleichen:

{server:system.cpu.load.avg(1h)}/{server:system.cpu.load.avg(1h,1d)}>2

Diese Trigger-Konfiguration löst einen Alarm aus, wenn die Last doppelt so hoch wie am Vortag ist.

VM-Monitoring

In Rechenzentren gehört der Einsatz von virtuellen Maschinen längst zum Alltag. Die Vorzüge dieser Technik sind hinlänglich bekannt. Ein Problem stellt allerdings vielfach das Monitoring dieser Systeme dar, da viele etablierte Lösungen kein VM-Monitoring unterstützen.

Zabbix verfügt seit der Einführung von Version 2.0 über ein Modul, das die Überwachung von VMware-Instanzen erlaubt (Bild 4) – und zwar ohne die Verwendung zusätzlicher Skripte. Das VMware-Monitoring setzt die Installation der Libxml2- und Libcurl-Module voraus. Mit Hilfe des sogenannten VMwareCollectors können Sie Daten von ESX-Servern abrufen.

 

Zabbix Bild04
Bild 4: Zabbix kann auch zum Monitoring virtueller Maschinen verwendet werden. Dazu sind verschiedene Anpassungen wie das Aktivieren des VMwareCollector notwendig.

Zunächst aktivieren Sie den VMwareCollector in der Zabbix-Konfigurationsdatei "/etc/zabbix/zabbix-server.conf". Typische Einstellungen in dem entsprechenden Konfigurationsabschnitt sehen so aus:

StartVMwareCollectors=2

VMwareFrequency=60

VMwareCacheSize=8M

Sie können mit den folgenden Anweisungen weitere Anpassungen vornehmen:

VMwarePerfFrequency

VMwareTimeout

Nach den Modifikationen führen Sie einen Neustart des Zabbix-Servers durch und prüfen mit dem Kommando vmware collector, ob der Prozess in der Prozessliste erscheint.

In der Template-Verwaltung finden Sie verschiedene vordefinierte Templates, die Sie direkt für das Monitoring von VM-ware-Instanzen nutzen können. Um VMware-spezifische Daten auszulesen, verwenden Sie den Item-Typ "Simple Check". Außerdem stehen Ihnen verschiedene Items mit dem Präfix "vmware" zur Verfügung. Den VMware-Items müssen Sie neben den Item-Keys immer drei zusätzliche Parameter mitgeben. Die VM-ware-Items müssen Sie mit folgenden Makros spezifizieren: "{$URL}", "{$USER- NAME}" und "{$PASSWORD}".

Neben VMware erfreuen sich VirtualBox-Installationen großer Beliebtheit, die sich auch mit Zabbix überwachen lassen. Die dafür nötigen Skripte finden Sie unter [2].

Fazit

Mit Zabbix steht Administratoren eine erstklassige Monitoring-Umgebung zur Verfügung, die alles bietet, was man von einer solchen Lösung erwartet: Sie verfügt über alle wichtigen Überwachungsfunktionen, ist flexibel und anpassbar, bietet eine gute Skalierbarkeit und berücksichtigt auch aktuelle Trends wie die Verwendung von VMs.

Außerdem bietet Zabbix über das Monitoring hinaus interessante Zusatzfunktionen wie eine Inventarverwaltung. Unternehmen, die spezifische Anpassungen, technischen Support oder Unterstützung bei der Integration oder Template-Entwicklung benötigen, können auf entsprechende kostenpflichtige Angebote der Entwickler zurückgreifen.

(of)

[1] Zabbix
H6Z31

[2] Virtualbox-Modul
H6Z32

Link-Codes

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