ELK là gì?

Khái niệm ELK là gì?

ELK là viết tắt của bộ ba công cụ mã nguồn mở mạnh mẽ: Elasticsearch, Logstash, và Kibana. Đây là giải pháp tổng thể, được cộng đồng và doanh nghiệp tin dùng rộng rãi để quản lý, phân tích log và dữ liệu sự kiện theo thời gian thực. Từ việc thu thập, xử lý, lưu trữ cho đến trực quan hóa, ELK Stack cung cấp một quy trình hoàn chỉnh, giúp bạn dễ dàng nắm bắt bức tranh toàn cảnh về hiệu suất và tình trạng của hệ thống.

Lý do ELK trở thành lựa chọn phổ biến nằm ở sự linh hoạt, khả năng mở rộng vượt trội và chi phí hợp lý (đối với phiên bản mã nguồn mở). Với hàng triệu bản ghi log được tạo ra mỗi giây từ các ứng dụng, máy chủ và thiết bị mạng, việc thu thập và phân tích thủ công trở thành một nhiệm vụ bất khả thi. ELK Stack ra đời để giải quyết vấn đề này, giúp các kỹ sư DevOps, quản trị viên hệ thống và lập trình viên dễ dàng theo dõi, debug và đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu.

ELK là viết tắt của bộ ba công cụ mã nguồn mở mạnh mẽ: Elasticsearch, Logstash, và Kibana

 Các thành phần chính của ELK Stack

Để hiểu sâu hơn về ELK, chúng ta cần tìm hiểu từng thành phần cấu tạo nên nó:

Elasticsearch

Đây là một công cụ tìm kiếm và phân tích phân tán dựa trên Apache Lucene. Elasticsearch được thiết kế để lưu trữ, tìm kiếm và phân tích lượng lớn dữ liệu một cách nhanh chóng.

Nó có khả năng mở rộng theo chiều ngang, cho phép bạn xử lý hàng terabyte dữ liệu và trả về kết quả tìm kiếm chỉ trong tích tắc. Đối với log, Elasticsearch lập chỉ mục (index) dữ liệu, giúp việc truy vấn trở nên cực kỳ hiệu quả, gần như tức thì.

Logstash

Logstash đóng vai trò là một pipeline xử lý dữ liệu động. Nó có khả năng thu thập dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau (file, syslog, Kafka, RabbitMQ, v.v.), sau đó xử lý dữ liệu (phân tích cú pháp, lọc, chuyển đổi, làm phong phú) và đẩy chúng đến nhiều đích khác nhau, phổ biến nhất là Elasticsearch.

Logstash hỗ trợ hơn 200 plugin khác nhau cho việc đầu vào (input), xử lý (filter) và đầu ra (output), biến nó thành một công cụ cực kỳ linh hoạt để chuẩn hóa dữ liệu log trước khi đưa vào lưu trữ.

Kibana

Kibana là giao diện người dùng (UI) trực quan của ELK Stack. Nó cho phép bạn khám phá, trực quan hóa và tạo dashboard từ dữ liệu được lưu trữ trong Elasticsearch. Với Kibana, bạn có thể dễ dàng tạo biểu đồ, đồ thị, bản đồ nhiệt và nhiều loại hình trực quan khác để phân tích xu hướng, phát hiện bất thường và giám sát hiệu suất hệ thống theo thời gian thực.

Kibana cung cấp một loạt các tính năng như Discover để tìm kiếm và lọc dữ liệu, Visualize để tạo biểu đồ, và Dashboard để tổng hợp các biểu đồ thành một giao diện giám sát tổng thể.

Hướng dẫn triển khai ELK cơ bản cho người mới

Để giúp bạn bắt đầu, dưới đây là hướng dẫn chi tiết các bước triển khai ELK Stack cơ bản. Chúng ta sẽ sử dụng Ubuntu 20.04 làm hệ điều hành ví dụ.

Yêu cầu hệ thống tối thiểu

Trước khi bắt đầu, hãy đảm bảo hệ thống của bạn đáp ứng các yêu cầu sau:

• RAM: Tối thiểu 4GB. Đối với môi trường sản xuất, bạn nên cân nhắc 8GB RAM trở lên để đảm bảo hiệu suất ổn định.
• Hệ điều hành: Ubuntu 20.04 (hoặc CentOS 7/8). Hướng dẫn này sẽ tập trung vào Ubuntu.
• Cần có Java (OpenJDK >= 11): Elasticsearch và Logstash yêu cầu Java để hoạt động.

Trước khi bắt đầu, hãy đảm bảo các yêu cầu của hệ thống

Các bước cài đặt ELK đơn giản

Hãy cùng đi vào từng bước cài đặt cụ thể:

Chuẩn bị môi trường

Việc cập nhật hệ thống là bước đầu tiên quan trọng. Thực hiện lệnh cập nhật danh sách gói và nâng cấp hệ thống bằng các lệnh sudo apt update và sudo apt upgrade -y.

Tiếp theo, cài đặt Java Development Kit thông qua lệnh sudo apt install default-jdk -y. Sau khi cài đặt hoàn tất, kiểm tra phiên bản Java bằng lệnh java -version để đảm bảo quá trình cài đặt thành công.

Cài đặt Elasticsearch

Elasticsearch đóng vai trò là công cụ tìm kiếm và phân tích dữ liệu trong ELK Stack. Bắt đầu bằng việc import GPG key của Elasticsearch thông qua lệnh wget -qO - https://artifacts.elastic.co/GPG-KEY-elasticsearch | sudo apt-key add -.

Thêm repository Elasticsearch vào hệ thống bằng lệnh echo "deb https://artifacts.elastic.co/packages/7.x/apt stable main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/elastic-7.x.list. Cập nhật danh sách gói và cài đặt Elasticsearch với các lệnh sudo apt update và sudo apt install elasticsearch -y.

Cấu hình Elasticsearch bằng cách chỉnh sửa file /etc/elasticsearch/elasticsearch.yml. Cần thay đổi cấu hình network.host thành network.host: localhost và discovery.type thành discovery.type: single-node để phù hợp với môi trường single-node.

Khởi động và kích hoạt service Elasticsearch bằng các lệnh sudo systemctl start elasticsearch và sudo systemctl enable elasticsearch. Kiểm tra trạng thái hoạt động thông qua lệnh curl -X GET "localhost:9200/" để đảm bảo Elasticsearch đang chạy bình thường.

Bạn đọc tham khảo thêm: 

Giải mã IOC là gì? Cách nhận diện và sử dụng chỉ số xâm nhập hiệu quả

Database Administrator là gì? Ai phù hợp với nghề quản trị cơ sở dữ liệu?

Cài đặt Logstash

Logstash chịu trách nhiệm thu thập, xử lý và chuyển tiếp dữ liệu trong ELK Stack. Vì repository đã được thêm trong bước trước, chỉ cần cài đặt Logstash bằng lệnh sudo apt install logstash -y.

Tạo file cấu hình cơ bản cho Logstash tại đường dẫn /etc/logstash/conf.d/logstash.conf. File cấu hình cần bao gồm ba phần chính: input, filter và output. Phần input định nghĩa nguồn dữ liệu đầu vào, filter xử lý và biến đổi dữ liệu, output xác định điểm đến của dữ liệu đã xử lý.

Cấu hình cơ bản có thể bao gồm input từ beats trên port 5044, filter grok để parse log và output gửi dữ liệu đến Elasticsearch. Khởi động và kích hoạt service Logstash thông qua sudo systemctl start logstash và sudo systemctl enable logstash.

Cài đặt Kibana

Kibana cung cấp giao diện web để trực quan hóa và phân tích dữ liệu từ Elasticsearch. Cài đặt Kibana bằng lệnh sudo apt install kibana -y.

Chỉnh sửa file cấu hình Kibana tại /etc/kibana/kibana.yml. Cấu hình cần thiết bao gồm server.host: "localhost" để xác định host server và elasticsearch.hosts: ["http://localhost:9200"] để kết nối với Elasticsearch.

Khởi động và kích hoạt service Kibana với sudo systemctl start kibana và sudo systemctl enable kibana. Truy cập giao diện web Kibana thông qua trình duyệt tại địa chỉ http://localhost:5601.

Kiểm tra và xác minh cài đặt

Sau khi hoàn thành cài đặt tất cả thành phần, cần thực hiện kiểm tra tổng thể hệ thống. Sử dụng lệnh sudo systemctl status elasticsearch logstash kibana để kiểm tra trạng thái của tất cả services.

Truy cập Kibana dashboard và tạo index pattern để kết nối với dữ liệu trong Elasticsearch. Thực hiện test đơn giản bằng cách gửi dữ liệu mẫu vào Logstash và quan sát kết quả trên Kibana.

Bảo mật cơ bản

Cấu hình firewall để giới hạn truy cập các port của ELK Stack chỉ từ những nguồn tin cậy. Port 9200 cho Elasticsearch, port 5044 cho Logstash và port 5601 cho Kibana cần được bảo vệ thích hợp.

Thiết lập authentication và authorization cho Kibana trong môi trường production để đảm bảo bảo mật dữ liệu. Cân nhắc sử dụng SSL/TLS encryption cho communication giữa các thành phần.

Bảo trì và monitoring

Thiết lập log rotation để quản lý dung lượng log files của ELK Stack. Cấu hình monitoring để theo dõi hiệu suất và tài nguyên hệ thống. Thực hiện backup định kỳ cho cấu hình và dữ liệu Elasticsearch.

Việc cài đặt ELK Stack cơ bản đã hoàn thành với hướng dẫn trên. Hệ thống hiện đã sẵn sàng để thu thập, xử lý và hiển thị dữ liệu log một cách hiệu quả. Các bước tiếp theo có thể bao gồm tùy chỉnh cấu hình nâng cao và tích hợp với các nguồn dữ liệu cụ thể theo nhu cầu sử dụng.

Việc cài đặt ELK Stack cơ bản đã hoàn thành với hướng dẫn trên

Tại sao nên dùng ELK Stack trong quản lý log?

Phân tích log theo thời gian thực

Một trong những ưu điểm lớn nhất của ELK Stack là khả năng phân tích log theo thời gian thực. Trong một hệ thống hiện đại, sự cố có thể xảy ra bất cứ lúc nào. Việc có thể theo dõi và phân tích log ngay lập tức giúp các kỹ sư nhanh chóng phát hiện bất thường, chẩn đoán nguyên nhân gốc rễ và xử lý sự cố kịp thời, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động (downtime).

Giao diện trực quan, dễ sử dụng

Với Kibana, việc khám phá và trực quan hóa dữ liệu log trở nên vô cùng dễ dàng. Giao diện người dùng thân thiện, các công cụ tạo biểu đồ kéo thả trực quan giúp người dùng không cần phải có kiến thức sâu về phân tích dữ liệu vẫn có thể tạo ra các dashboard ý nghĩa. Điều này giúp các đội ngũ DevOps, kỹ sư phần mềm và quản trị viên hệ thống có cái nhìn tổng quan nhanh chóng về hiệu suất và tình trạng hệ thống của họ.

Hỗ trợ xử lý lượng log lớn, phân tán

Các hệ thống hiện đại thường tạo ra một lượng log khổng lồ từ hàng trăm, thậm chí hàng nghìn máy chủ và ứng dụng phân tán. Elasticsearch được xây dựng trên kiến trúc phân tán, cho phép nó dễ dàng mở rộng theo chiều ngang để xử lý lượng dữ liệu khổng lồ này. Khả năng scale linh hoạt là yếu tố then chốt giúp ELK Stack trở thành lựa chọn hàng đầu cho các môi trường có lượng log lớn và đang phát triển.

Ai nên sử dụng ELK Stack?

ELK Stack là một công cụ đa năng và có thể mang lại lợi ích cho nhiều đối tượng:

• DevOps & Admin hệ thống: Đây là những người dùng chính của ELK. Họ cần ELK để giám sát hiệu suất máy chủ, phát hiện lỗi, quản lý tài nguyên và đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định. Khả năng tìm kiếm log nhanh chóng giúp họ debug và khắc phục sự cố hiệu quả.
• Doanh nghiệp vừa và lớn: Với lượng log ngày càng tăng, các doanh nghiệp này cần một giải pháp tập trung để quản lý log từ nhiều nguồn khác nhau. ELK Stack cung cấp một nền tảng mạnh mẽ và có khả năng mở rộng để đáp ứng nhu cầu này.
• Lập trình viên backend, API: Các lập trình viên có thể sử dụng ELK để theo dõi hoạt động của API, kiểm tra log ứng dụng để debug lỗi, phân tích hiệu suất code và hiểu rõ hơn về cách ứng dụng của họ đang hoạt động trong môi trường sản xuất.

Ưu và nhược điểm của ELK Stack

Mặc dù ELK Stack mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó cũng có những ưu và nhược điểm riêng cần được cân nhắc:

Ưu điểm:

• Mã nguồn mở, mạnh mẽ: Là mã nguồn mở, ELK Stack cho phép bạn tự do tùy chỉnh và không phụ thuộc vào các nhà cung cấp phần mềm thương mại. Sức mạnh của nó nằm ở khả năng xử lý và tìm kiếm dữ liệu cực nhanh.
• Cộng đồng đông đảo, dễ học hỏi: Với một cộng đồng người dùng lớn và tích cực, bạn có thể dễ dàng tìm thấy tài liệu, hướng dẫn và sự hỗ trợ khi gặp vấn đề.
• Dễ mở rộng, tích hợp linh hoạt: Kiến trúc phân tán của Elasticsearch và khả năng hỗ trợ nhiều plugin của Logstash giúp ELK dễ dàng mở rộng và tích hợp với nhiều hệ thống khác nhau.

Nhược điểm:

• Cần nhiều tài nguyên phần cứng: Để xử lý và lưu trữ lượng lớn dữ liệu, ELK Stack có thể yêu cầu tài nguyên CPU, RAM và ổ cứng đáng kể, đặc biệt là Elasticsearch.
• Cấu hình ban đầu phức tạp cho newbie: Đối với người mới bắt đầu, việc cấu hình Logstash (đặc biệt là các filter phức tạp) và tối ưu hóa Elasticsearch có thể khá thách thức.
• Yêu cầu bảo trì thường xuyên: Để đảm bảo hiệu suất và ổn định, ELK Stack cần được giám sát và bảo trì định kỳ, bao gồm việc quản lý dung lượng ổ đĩa, nâng cấp phiên bản và tối ưu hóa hiệu năng.

Là mã nguồn mở, ELK Stack cho phép bạn tự do tùy chỉnh và không phụ thuộc vào các nhà cung cấp phần mềm

Các công cụ mở rộng trong hệ sinh thái ELK

Ngoài ba thành phần cốt lõi, hệ sinh thái Elastic còn phát triển nhiều công cụ khác để tăng cường khả năng của ELK Stack:

• Beats: Beats là một bộ thu thập dữ liệu nhẹ (lightweight data shippers) được thiết kế để gửi dữ liệu từ các máy chủ và ứng dụng đến Logstash hoặc trực tiếp đến Elasticsearch. Các loại Beats phổ biến bao gồm Filebeat (thu thập log file), Metricbeat (thu thập metrics hệ thống), Packetbeat (thu thập dữ liệu mạng), v.v. Chúng tiêu thụ ít tài nguyên hơn Logstash và lý tưởng cho việc thu thập dữ liệu ở biên mạng.
• Elastic APM: Elastic APM (Application Performance Monitoring) là một giải pháp theo dõi hiệu suất ứng dụng toàn diện, được xây dựng trên nền tảng Elastic Stack. Nó giúp bạn theo dõi thời gian phản hồi, thông lượng, lỗi và các giao dịch của ứng dụng, từ đó phát hiện và giải quyết các vấn đề hiệu suất một cách nhanh chóng.
• X-Pack: Đây là một gói tính năng mở rộng của Elastic, cung cấp các khả năng cấp doanh nghiệp như bảo mật (quản lý người dùng, vai trò, mã hóa), machine learning (phát hiện bất thường tự động), cảnh báo (alerting) và báo cáo. Mặc dù một số tính năng của X-Pack đã được cung cấp miễn phí trong các phiên bản gần đây, phần lớn các tính năng cao cấp vẫn yêu cầu giấy phép trả phí.

Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu rõ ELK là gì và biết cách triển khai ELK Stack cơ bản một cách hiệu quả. Devwork sẽ tiếp tục mang đến nhiều nội dung chuyên sâu giúp bạn quản lý dữ liệu tốt hơn và nâng cao kỹ năng công nghệ của mình.