1. 课程导学与全景架构

1.1 课程目标与学习收益

本课程面向 SRE / 运维开发 / 平台工程 岗位,旨在打通 Prometheus 监控、容量压测、巡检脚本 与 故障排查 四个独立领域,构建一套可落地、可自愈的运维联动体系。完成本课程后,你将具备以下核心能力:

  • 监控体系搭建:基于 Prometheus + Thanos / VictoriaMetrics 搭建生产级指标采集与存储层。
  • 容量压测驱动:使用 Locust / k6 发起压测,实时将压测指标写入 Prometheus,形成容量基线。
  • 巡检脚本自动化:编写 Python / Go 巡检脚本,通过 Prometheus API 获取指标,自动生成巡检报告与告警。
  • 故障排查实战:结合 Grafana 面板、PromQL 分析与日志链路,快速定位性能瓶颈与异常根因。
  • 四维联动闭环:将监控、压测、巡检、故障排查串联为自动化运维流水线,提升团队应急响应效率。
适用人群:具备基础 Linux 操作与 Python/Go 编程能力,希望系统掌握 Prometheus 生态与运维自动化的工程师。

1.2 学习路径与章节规划

课程共 30 章,按“基础 → 进阶 → 实战”三阶段递进。下表列出各阶段核心模块与对应章节范围:

阶段 核心模块 章节范围 关键产出
基础篇 Prometheus 部署、Exporter 开发、PromQL 进阶 第 2–10 章 自定义 Exporter + 核心 PromQL 面板
进阶篇 压测工具集成、巡检脚本框架、告警规则优化 第 11–20 章 压测指标采集 + 巡检自动化脚本
实战篇 故障注入演练、四维联动流水线、生产案例复盘 第 21–30 章 联动平台原型 + 故障排查 SOP

1.3 四维联动架构总览

四维联动架构的核心思想是:监控提供数据底座,压测主动制造负载,巡检定期验证健康状态,故障排查形成闭环反馈。下图展示各维度之间的数据流与协作关系:

四维联动架构总览 Prometheus 监控 指标采集 · 存储 · 告警 容量压测 Locust / k6 · 负载注入 巡检脚本 Python / Go · 定时检查 故障排查 Grafana · PromQL · 日志 联动闭环 自动化流水线 · 自愈 写入压测指标 API 查询指标 异常指标触发 根因 → 优化策略 策略反馈 · 持续优化 数据流方向:压测 → 监控 → 巡检 → 故障排查 → 联动闭环 → 压测(持续迭代)

1.4 四维联动核心流程

下图展示从压测触发到故障闭环的 6 步标准流程,每个步骤对应课程中的关键章节:

四维联动标准流程(6 步闭环) ① 压测注入 Locust/k6 模拟高并发 ② 指标采集 Prometheus 拉取/推送 ③ 告警触发 Alertmanager 阈值判断 ④ 巡检确认 Python/Go 自动化检查 ⑤ 故障定位 Grafana PromQL 分析 ⑥ 闭环 优化 自愈 关键设计原则 ① 压测指标与监控指标同源,避免数据孤岛 ② 巡检脚本直接复用 PromQL,降低维护成本 ③ 故障排查结果反哺压测场景,形成持续优化闭环

1.5 技术栈与工具清单

课程涉及的核心工具与版本如下表所示,建议学员提前准备环境:

维度 工具/组件 版本建议 用途
监控 Prometheus ≥ 2.45 指标采集、存储、PromQL 查询
监控 Grafana ≥ 10.0 可视化面板、告警管理
压测 Locust ≥ 2.18 Python 压测框架,支持分布式
压测 k6 ≥ 0.46 JavaScript 压测工具,轻量高效
巡检 Python 3 ≥ 3.10 编写巡检脚本,调用 Prometheus API
巡检 Go ≥ 1.21 高性能巡检 agent 开发
故障排查 PromQL + 日志 — 指标分析与根因定位
环境准备提示:建议使用 Docker Compose 快速搭建 Prometheus + Grafana + Alertmanager 实验环境,后续章节会提供完整 docker-compose.yml 模板。

1.6 课程特色与交付物

  • 可运行代码:每章附带完整 Python/Go 脚本与 Prometheus 配置,可直接在实验环境运行。
  • 故障注入演练:第 21–25 章提供 CPU 打满、内存泄漏、连接池耗尽等典型故障注入脚本。
  • 联动流水线模板:第 28–30 章交付基于 GitHub Actions + Argo Workflows 的自动化联动流水线。
  • 生产案例复盘:包含 3 个真实生产故障案例的完整排查过程与 PromQL 分析记录。
注意事项:本课程所有压测操作请在隔离的测试环境执行,严禁直接在生产环境运行压测脚本。故障注入章节需提前做好快照或回滚方案。