RRDTools学习资料.doc

一、简介RRDtool是由Tobias Oetiker 编写并由全球各地的许多人贡献的工具。本篇文档的作者是Alex van den Bogaerdt 主要是帮助你理解RRDtool是什么，它能够帮助你作些什么。 RRDtool的文档对于有些人来说过于技术化。本教程帮助你理解RRDtool的基本概念。它为你自学RRDtool的文档做好准备。本文档还重点介绍了网络统计方面的知识。 1、RRDtool是什么东西？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。 2、RRD中可以存放什么样的数据？可以适合时间序列的数据。就是说你必须能够在时间的几个点上度量某些值，并提供这些信息给RRDtool。如果你能够做到这一点，RRDtool就能够存储它们。这些数值必须是数字，但是不一定要是整数，在与MRTG合用时。（下一节会给出更详细的介绍）。下面的例子是关于SNMP的，SNMP是简单网络过来协议的缩写。简单是指协议简单并不表示管理或监视网络简单。读完本篇文档后，你应当能够对人们谈论的SNMP的东西有更多的理解。现在，只要知道SNMP可以用来查询设备中保持的计数器的值就可以了。我们要存放到RRD数据库中的正是这些计数器中的数值。 3、RRDtool可以用来干什么？RRDtool源自MRTG（多路由器流量绘图器）。MRTG是有一个大学连接到互联网链路的使用率的小脚本开始的。MRTG后来被当作绘制其他数据源的工具使用，包括温度、速度、电压、输出量等等。很可能你会从使用RRDtool来存储和处理通过SNMP收集到的数据开始。这些数据很可能是某个网络或计算机接收或发送的字节数（比特数）。它也可以用来显示潮水的波浪、阳光射线、电力消耗、展会的参观人员、机场附近的噪音等级、你喜欢的度假区的温度、电冰箱的温度、以及任何你可以想象的东西。你最需要一个度量数据，以及能够提供这些数据给RRDtool的感应器就可以了。RRDtool会让你创建数据库、存储数据、提取数据、创建用于在Web浏览器中显示的PNG格式的图像。这些PNG图像以来于你收集的数据，它可以是网络平均使用率、峰值。 4、问题探讨首先：再读一遍！你可能漏了某些地方。如果你无法编译源代码，而且你的操作系统相当普遍，很可能不是RRDtool的错误。互联网上有已经编译好的版本。如果来自可信赖的网站，就下载一个。另一种情况是程序能够工作，但是没有得到预期的结果，可能是配置方面的问题。检查你的配置，与后面例子的配置比较一下。RRDtool有一个邮件列表及其归档。读一下几周的列表并搜索归档。没有搜索过归档就提问是很粗鲁的做法：你遇到的问题可能已经由其他人解决了！尽管不是全部，大多数问题都会这样，邮件列表不是经济为了某个参与者服务的。看看RRDtool的文档了解邮件列表的位置和使用方法。我建议你马上就花点时间订阅邮件列表，只要发送一封主题为 subscribe 的邮件到 rrd-user-requestlist.ee.ethz.ch 就可以了。如果要退定该邮件列表，只需要发送主题为 unsubscribe 到同样的地址即可。 二、学习实例1、第一个RRD数据库在我看来，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。你的输出应当与本文档中的输出是一样的。我们会从一些简单的入手，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。这就意味着他们计数范围是04294967。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： 用当前查询到的计数器值，减去上一次查询的计数器值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) 实例一 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。对于和我一样说英语的朋友来说，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。如果无法从数字中得到你是否以固定的速度在行驶。本教程后面有一个例子说明这个问题。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，键入下面的行作为一个长长的行（为了可读性，我得把他分成几行）并且用 来分割。 rrdtool create test.rrd -start 920804400 DS:speed:COUNTER:600:U:U RRA:AVERAGE:0.5:1:24 RRA:AVERAGE:0.5:6:102、创建了什么东西？我们创建的rrd数据库名为test (test.rrd)，它的起始时间是我写这篇文档的当天下午，也就是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（例如：没有东西进行平均）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（半小时）并包含10个这样的平均值（例如5个小时）。 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。可能你不是和我在地球的同一个地方。这就是说时区不同。在所有的例子中，我所说的时间当中，小时可能对你来说是错误的。这对这些例子中的结果有一点影响，在阅读时，只需要修正时间中的小时即可。例如：我看到 12:05 的话，在英国的家伙看到的时间就是 11:05 。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 KM12:10 12357 KM12:15 12363 KM12:20 12363 KM12:25 12363 KM12:30 12373 KM12:35 12383 KM12:40 12393 KM12:45 12399 KM12:50 12405 KM12:55 12411 KM13:00 12415 KM13:05 12420 KM13:10 12422 KM13:15 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 920805300:12363rrdtool update test.rrd 920805600:12363 920805900:12363 920806200:12373rrdtool update test.rrd 920806500:12383 920806800:12393 920807100:12399rrdtool update test.rrd 920807400:12405 920807700:12411 920808000:12415rrdtool update test.rrd 920808300:12420 920808600:12422 920808900:12423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: nan920805000: 4.0000000000e-02920805300: 2.0000000000e-02920805600: 0.0000000000e+00920805900: 0.0000000000e+00920806200: 3.3333333333e-02920806500: 3.3333333333e-02920806800: 3.3333333333e-02920807100: 2.0000000000e-02920807400: 2.0000000000e-02920807700: 2.0000000000e-02920808000: 1.3333333333e-02920808300: 1.6666666667e-02920808600: 6.6666666667e-03920808900: 3.3333333333e-03920809200: 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 。 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（当然假设我的教程是完全正确的 :-)）。这样的话，删除数据库文件然后再重新尝试。 有时事情就会变化。本例哟难道的数据像 0.04 而不是 4.0000e-02 。这些实际上是一样的数字，只是写法不同而已。如果rrdtool今后的版本显示略有不同是输出也不要大惊小怪。本文档中的例子对于RRDtool 1.2.0版本都是正确的。3、绘第一张图建几个图示的时候到了，试试下面的命令：rrdtool graph speed.png -start 920804400 -end 920808000 DEF:myspeed=test.rrd:speed:AVERAGE LINE2:myspeed#FF0000 如图一 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。颜色是由红、绿、蓝构成的。对每种颜色成分，你可以用16进制来表示使用多少，其中00表示不包含，FF表示完全包含。白色是由红、绿、蓝组成的：FFFFFF。黑色是全部不包含：000000。 4、用几种数学方法来绘图 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妙的结果，我们得到非常小的数值。为了更加精确，第一个值是12（1256712456），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：(12357000-12345000)/300 = 12000/300 = 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 如图二 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。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, 以及数值1000；把他们相乘 。在此不要被RPN表达式困扰了，后面会详细介绍。同时，你可能想读一读关于CDEF的教程。以及Steve Rader的RPN表达式的教程。不过哦首先看我这篇教程吧。如果我们用1000乘以这些数值，显示把同样的数据显示成公里/小时也是可以的。要修改米秒为单位的值：计算米/小时: value * 3600计算公里/小时: value / 1000合起来： value * (3600/1000) 或者 value * 3.6 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