使用z score異常檢測演算法進行監控告警

2022-09-21 22:39:16 字數 1229 閱讀 1354

監控是運維工作的基礎。隨著雲原生的快速發展,監控系統近幾年也快速向prometheus這類時間序列方案發展。用時間序列資料儲存監控指標,可以很方便且快速的收集指標並對資料進行處理與計算,但由於指標量變得龐大,對運維來說用這些指標資料做出合理準確的告警就成為了乙個難點。

傳統的閾值告警,在雲原生時代這種複雜的網路平面下,顯得有些不足。而這幾年很火爆的aiops使用機器學習演算法訓練出來的模型與引數,對於運維來說學習成本太高,使用起來也並沒感覺很準。監控資料其實在大部分時候都是有變化趨勢與規則的,這類資料用異常檢測演算法其實更合理,而且學習成本不高。

時間向量資料,特別適合應用於一些基礎的統計學演算法。計算很快,而且prometheus自帶的pql自帶標準差、方差、平局值、對數等,資料聚合特別方便。

我在實際生產中,使用z-score演算法。這個演算法很簡單,現在使用了有半年了,目前看在業務流量、連線數、qps、pv這類有比較明顯的高低峰的指標型別上,告警上很準確且靈敏。 

z-score公式:z = (x-u)/σ

其中x是當前資料,u是均值,σ為標準差。

z值符合正太分布,99.7%的資料落在[-3,3],z值離0越遠則越有可能是異常點。

假設指標名qps

x=sum(qps)by(instance)

u=**g_over_time(sum(qps)by(instance)[1d])

σ=stddev_over_time(sum(qps)by(instance)[1d])

平均值和標準差所選時間段不能太小,按參考文件所述,選取1000個左右的點比較合適,我這裡選的1d,實際差不多1k-3k個點。

告警規則

(sum(qps) by (instance) - **g_over_time(sum(qps) by (instance)[1d])) /stddev_over_time(sum(qps) by (instance)[1d]) >3or(

sum(qps) by (instance) - **g_over_time(sum(qps) by (instance)[1d])) /stddev_over_time(sum(qps) by (instance)[1d]) < -3

資料聚合的時候,聚合維度一定要保持一致,不然無法計算。我這裡全都用的by (instance)這個維度聚合資料。其實可以直接取絕對值大於3,這裡用大於3或小於-3是為了體現資料偏離方向。

具體在promethues裡怎麼配置,方法在網上很多,這裡就不再贅述了。

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