Prometheus中标签（Labels）详解

1. 前言

Prometheus中，数据模型的核心是标签（Labels）。标签允许我们对指标数据进行维度化和分类，从而更好地理解系统的运行状态和性能。

本文将学习 Prometheus 中标签的基础知识，以及如何使用标签来优化指标的管理和查询。

参考文档：

• 服务发现与Relabel
• prometheus label标签的使用
• relabel_config

2. 标签是什么？

标签是 Prometheus 数据模型中的重要组成部分，它是一个键值对，用于描述指标的维度和属性。
每个样本数据都附带一组标签，这样我们可以将数据划分为不同的维度，从而更好地分析和查询数据。
例如，对于 CPU 使用率指标，我们可以使用 instance 标签来表示不同的主机，使用 job 标签来表示不同的任务。

标签的作用包括：

• 数据分类和分组： 标签允许我们将数据按照不同的维度进行分类和分组，从而在查询和分析时更精确地选择数据。
• 查询和过滤： 标签使我们能够在查询时按照特定维度进行过滤，从而获取我们所需的数据。
• 聚合和计算： 标签使我们能够对数据进行聚合和计算，生成更高级别的指标，如平均值、总和等。

3. 使用标签

3.1. 添加标签

scrape_configs:
  - job_name: 'example-job'
    static_configs:
      - targets: ['example-host:9090']
        labels:
          app: 'example-app'
          environment: 'production'

在上述示例中，我们通过 labels 字段添加了两个标签：app 和 environment。这样，所有从 example-host:9090 采集到的指标都会带有这两个标签，从而更好地描述数据的来源和环境。

3.2. 查询和分组

在 PromQL 查询中，我们可以使用标签进行数据的选择、分组和聚合。
例如，我们可以使用以下查询来获取特定应用的请求计数：

http_requests_total{app="example-app"}

4. relabel_configs是什么？

relabel_configs 是Prometheus中的一个关键配置项，它允许我们在数据采集之前对指标的标签进行操作。
relabel_configs 允许我们对标签进行添加、删除、重命名、合并，以及对标签值进行提取和替换等操作，以满足不同场景下的需求。

5. 使用relabel_configs

5.1. relabel_configs 的配置格式

在 Prometheus 的配置文件中，我们可以在 scrape_config（用于数据采集配置）或者 service_monitor（用于服务监控配置）中使用 relabel_configs。
下面是一个示例配置：

scrape_configs:
  - job_name: 'example-job'
    static_configs:
      - targets: ['example-host:9090']
    relabel_configs:
      - source_labels: [source_label]
        target_label: target_label
        action: [keep|drop|replace|labelmap]
        regex: 'regex_pattern'
        replacement: 'replacement_string'

在上面的配置中，我们可以配置以下属性：

• source_labels：源标签，用于指定操作的源标签。
• target_label：目标标签，用于存储操作的结果。
• action：操作类型，可以是 keep（保留）、drop（删除）、replace（替换）和 labelmap（从标签名中提取）。
• regex：正则表达式，用于匹配源标签的值。
• replacement：在替换操作中使用的字符串。

5.2. relabel_configs 常见操作

scrape_configs:
  - job_name: 'example-app'
    metrics_path: /metrics
    static_configs:
      - targets: ['example-app:8080']
    relabel_configs:
      # 添加标签
      - source_labels: []
        target_label: added_label
        replacement: 'new_value'
      
      # 重命名标签
      - source_labels: [old_label]
        target_label: new_label
      
      # 删除标签
      - action: labeldrop
        regex: label_to_remove
        
      # 多值标签的操作 - 合并多个标签值为一个
      - action: replace
        source_labels: [label1, label2]
        target_label: merged_labels
        separator: ';'
      
      # 使用正则表达式从标签值中提取信息
      - source_labels: [instance]
        target_label: extracted_info
        regex: ^(.*):8080$
        replacement: $1
      
      # 对标签值进行保留
      - action: keep
        source_labels: [important_label]
      
      # 替换标签值
      - source_labels: [instance]
        target_label: instance
        regex: (.*).example-app.*$
        replacement: $1

5.3. relabel_configs示例

场景： 我们有一个 Kubernetes 集群中运行的微服务架构，每个服务都暴露了 /metrics 端点。我们想要为每个服务添加一个标签，以标识不同的应用。

步骤：
1、在 Prometheus 的 scrape_configs 中，配置每个服务的 job_name 和 targets。
2、使用 relabel_configs 来为每个服务添加一个标签，如 app_name。

以下是一个示例的配置：

scrape_configs:
  - job_name: 'service-metrics'
    static_configs:
      - targets: ['service-1:8080', 'service-2:8080', 'service-3:8080']
    relabel_configs:
      - source_labels: [__meta_kubernetes_service_label_app]
        target_label: app_name

在上述配置中，我们使用 relabel_configs 将 Kubernetes 服务标签 __meta_kubernetes_service_label_app 的值赋给了 app_name 标签。

6. relabelings是什么？

relabelings是Kubernetes servicemonitor中专用配置项，配置方式和 relabel_configs 相同。
relabelings 和 relabel_configs 有什么区别？名字不同，子项的大小写不同，其余没有区别。