📚 课程目录第3章 Grafana基础回顾

3. Grafana 基础回顾：数据源配置、面板类型、变量与模板化

在开始 GameDay 演练与容量水位监控之前，必须夯实 Grafana 的核心操作基础。本章将系统回顾数据源配置、面板类型选择以及变量与模板化机制，确保后续仪表盘构建高效、可复用。

3.1 数据源配置

数据源是 Grafana 与后端存储之间的桥梁。Grafana 支持多种数据源，包括 Prometheus、InfluxDB、Elasticsearch、CloudWatch 等。配置数据源时，需指定类型、URL、认证方式及查询语言。

数据源类型	典型用途	查询语言	连接方式
Prometheus	容器/微服务指标、Kubernetes 监控	PromQL	HTTP API
InfluxDB	时序数据存储、IoT 监控	InfluxQL / Flux	HTTP API
Elasticsearch	日志分析、全文搜索	Lucene / ES DSL	HTTP API
CloudWatch	AWS 基础设施监控	CloudWatch Metrics	AWS SDK / IAM

配置要点： 在 GameDay 演练中，建议为每个数据源设置独立的名称和标签，便于在变量中引用。同时，启用 浏览器访问模式 可避免跨域问题，但生产环境应使用 代理访问模式 以保护凭证。

3.2 面板类型与选择策略

Grafana 提供多种面板类型，每种面板适用于不同的数据展示场景。在容量水位监控中，合理选择面板类型能显著提升可读性。

Time series（时序图）：最常用面板，适合展示 CPU、内存、磁盘等连续指标随时间的变化趋势。支持多线叠加、区域填充、阈值线。
Stat（统计值）：展示单个关键指标的当前值，如当前 CPU 使用率、内存剩余量。支持颜色阈值和图标。
Gauge（仪表盘）：以仪表盘形式展示指标在阈值范围内的位置，适合展示容量水位百分比。
Table（表格）：展示多维数据，如多个主机的指标列表，支持排序、过滤和条件格式。
Bar gauge（条形仪表）：水平或垂直条形图，适合对比多个实体的容量水位。
Heatmap（热力图）：展示数据分布密度，适合分析请求延迟或错误率的时间分布。

  容量水位推荐组合：
  全局概览：Stat 面板展示当前水位百分比，配合 Gauge 面板展示阈值区间。
趋势分析：Time series 面板展示过去 24 小时的水位变化，叠加 80% 和 90% 阈值线。
多实体对比：Bar gauge 面板按主机或命名空间分组展示水位。

3.3 变量与模板化

变量是 Grafana 实现动态仪表盘的核心机制。通过变量，可以将硬编码的查询参数替换为可交互的下拉选择、文本框或自定义查询结果，从而实现一个仪表盘适配多个环境、多个服务。

3.3.1 变量类型

变量类型	说明	典型用例
Query	通过数据源查询动态生成选项列表	从 Prometheus 查询所有可用主机名
Custom	手动定义固定的选项列表	环境选择：prod、staging、dev
Interval	自动生成时间间隔选项	聚合粒度：1m、5m、1h
Data source	动态切换数据源	在不同 Prometheus 实例间切换
Text box	自由输入文本	输入自定义标签或过滤条件
Constant	固定值，不可交互	定义全局命名空间前缀

3.3.2 变量在查询中的使用

变量通过 $variable_name 或 ${variable_name} 语法在查询中引用。支持多值变量时，可使用 {{variable_name}} 格式进行正则匹配。

# PromQL 示例：使用变量 $host 和 $namespace
sum(
  rate(
    container_cpu_usage_seconds_total{
      host=~"$host",
      namespace=~"$namespace"
    }[5m]
  )
) by (pod)

# 多值变量自动展开为正则表达式
# 若 $host 选择 "web-01|web-02"，则查询变为：
# host=~"web-01|web-02"

3.3.3 变量联动与依赖

变量可以形成依赖链：一个变量的选项列表可以基于另一个变量的当前值进行过滤。例如，选择 $region 后，$host 变量只显示该区域内的主机。

变量联动注意事项：

避免过深的依赖链（超过 3 层），否则会导致仪表盘加载缓慢。
为依赖变量设置 刷新时机：选择“On Dashboard Load”或“On Time Range Change”以控制更新频率。
使用 Regex 过滤时，确保正则表达式与数据源返回的标签格式一致。

3.4 模板化最佳实践

命名规范：变量名使用小写字母和下划线，如 $cluster_name、$namespace。
默认值：为每个变量设置合理的默认值，避免仪表盘加载时显示空数据。
隐藏变量：对于不需要用户交互的变量（如内部计算变量），设置为“Hidden”以减少界面干扰。
全局变量：利用 Grafana 内置变量 $__from、$__to、$__interval 实现时间范围和聚合粒度的动态适配。
变量重用：在多个仪表盘间共享变量定义，可通过导入/导出 JSON 模型实现。

  GameDay 演练中的变量设计建议：
  创建 $capacity_threshold 变量（Custom 类型），预设 80%、90%、95% 三个水位阈值，方便演练中快速切换告警触发条件。
使用 $simulation_mode 变量（Custom 类型），取值“normal”和“stress”，在查询中动态调整指标聚合方式。
将 $host 变量设置为多值（Multi-value），支持同时选择多个主机进行对比分析。