Prometheus 系统化学习计划-总纲
以下是Prometheus 系统化学习计划，帮助新手小白从零基础到生产实践中的熟练应用。整个学习路径分为5个阶段，每个阶段有明确的学习目标和详细的知识点，最后还配有实战任务和资料推荐，确保理论与实践结合。
阶段 1：Prometheus 基础入门（1-2 周）
目标：理解 Prometheus 的基本概念、架构及核心功能，能完成基础安装和简单监控配置。
学习内容
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基础概念
- 什么是时间序列数据库（TSDB）
- Prometheus 的核心特点与应用场景
- Prometheus 的架构（Server、Exporter、Alertmanager、Pushgateway 等）
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环境搭建
- Prometheus 安装（Docker、Kubernetes、二进制文件安装）
- 使用 Node Exporter 监控主机基本指标（CPU、内存、磁盘、网络等）
- 初步了解 Web 界面及 PromQL 查询
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Prometheus 配置文件基础
- 了解 Prometheus 配置文件
prometheus.yml的结构 - 配置静态目标（Static Targets）
- 简单使用服务发现（Service Discovery，如 Kubernetes、Consul）
- 了解 Prometheus 配置文件
实践任务
- 安装并运行 Prometheus，配置监控本地服务器的 CPU 和内存。
- 编写简单的 PromQL 查询，获取最近 5 分钟的 CPU 使用率。
阶段 2：深入 PromQL 查询语言（1-2 周）
目标：掌握 PromQL 查询和聚合语法，能够编写复杂的查询和告警规则。
学习内容
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基础查询
- 查询时间序列数据（最新值、范围查询）
- 使用标签筛选数据（如
instance,job）
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聚合与函数
- 基本聚合操作：
sum(),avg(),min(),max(),count() - 使用
rate()、increase()等函数计算指标增量 - 时间偏移与窗口查询
[5m]、offset的用法
- 基本聚合操作：
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告警规则 (Alert Rules)
- 编写简单的告警规则 (
for,expr) - 通过 Web 界面验证告警规则
- 编写简单的告警规则 (
实践任务
- 使用 PromQL 查询主机 5 分钟内的平均 CPU 使用率，并创建告警规则，告警 CPU 使用率超 80%。
- 使用 Prometheus 的 Web 界面测试告警规则。
阶段 3：生产环境中的 Prometheus（2-3 周）
目标：熟悉 Prometheus 在生产环境中的最佳实践，包括告警管理、日志可视化和服务发现。
学习内容
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Alertmanager
- 安装并配置 Alertmanager
- 告警分组、路由和抑制策略
- 告警通知渠道（Email、Slack、Webhook 等）
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Exporter 深入学习
- 常用 Exporter（Node Exporter、Blackbox Exporter、cAdvisor、MySQL Exporter 等）
- 编写自定义 Exporter（使用 Go 或 Python）
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持久化与长期存储
- Prometheus 本地存储机制及数据管理
- 使用 Thanos 或 Cortex 实现长期存储与高可用
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Grafana 可视化
- 安装 Grafana，连接 Prometheus 数据源
- 创建自定义仪表盘，展示重要指标
- Grafana 变量与高级图表配置
实践任务
- 配置 Alertmanager，实现告警通知到邮箱和 Slack。
- 结合 Grafana，创建一个监控仪表盘，展示 CPU、内存和磁盘使用率趋势。
阶段 4：Prometheus 高级应用（2-3 周）
目标：掌握 Prometheus 在微服务架构和 Kubernetes 中的应用，优化性能，解决生产环境中的问题。
学习内容
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Kubernetes 集成
- 使用 kube-prometheus 监控 Kubernetes 集群
- 监控 Pod、Node、Service 的状态与资源使用
- Kubernetes 服务发现与自动化配置
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高可用与集群化
- Prometheus 的高可用架构设计
- 使用 Thanos 实现多集群监控与数据存储
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性能优化
- Prometheus 性能调优（采集频率、数据压缩、查询优化）
- 避免常见性能陷阱
实践任务
- 在 Kubernetes 集群中部署 Prometheus，并监控集群状态。
- 使用 Thanos 实现 Prometheus 的长期存储。
阶段 5：综合实战与总结（2-4 周）
目标：完成实际生产环境中的监控系统设计，解决综合问题，成为 Prometheus 高级用户。
综合实战任务
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完整的监控系统设计
- 监控业务系统与基础设施
- 配置告警规则，结合业务需求发送多级告警通知
- 创建 Grafana 仪表盘，生成可视化报告
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解决实际问题
- 分析生产环境中的监控数据，发现性能瓶颈
- 排查告警误报或漏报的问题，优化告警策略
学习资源推荐
- 官方文档：Overview | Prometheus
- Grafana 官方文档：Technical documentation | Grafana Labs
- 实战书籍：
- 《Prometheus 实战》
- 《Kubernetes 监控与告警》
- 优秀博客和社区：
- CNCF 官方社区
- Medium 上的 Prometheus 技术文章