【prometheus】计算CPU使用率

prometheus版本

版本信息： 2.19

prometheus版本不一样，语法会有些区别，注意查看官方文档：

https://prometheus.io/docs/prometheus/latest/getting_started/

prometheus常用函数

CPU使用率公式

我们知道
CPU的使用率 = (所有非空闲状态CPU使用时间总和 )/(所有状态CPU时间总和)
由下列公式：
CPU使用时间总和 = 所有非空闲状态CPU使用时间总和 + 所有空闲状态CPU使用时间总和
得出：
CPU的使用率 = 1 - (所有空闲状态CPU使用时间总和 )/(所有状态CPU时间总和)

prometheus计算CPU使用率

CPU使用时间总和

输入：node_cpu_seconds_total

✔node_cpu_seconds_total{cpu="1",endpoint="https",instance="192.168.145.12",job="node-exporter",mode="user",namespace="monitoring",pod="node-exporter-v9v68",service="node-exporter"}

可以看出，node_cpu_seconds_total采样数据，包含信息主要由cpu编号、实例名称、各种时间状态，所以需要根据上述key的值通过、计算、过滤、聚合等方式，最终得出我们所需要值。

CPU使用时间5m增量值

5m增量值 = 当前采样点值 - 5m前的采样点值

输入： increase(node_cpu_seconds_total[5m])

CPU空闲使用时间5m增量值

node_cpu_seconds_total的采样数据，是基于实现序列的key/vlue格式，而key是"mode"记录了采样的是CPU的那种状态的时间(user、sys、idle等)
输入：increase(node_cpu_seconds_total{mode=“idle”}[5m])

聚合多核CPU空闲使用时间5m增量值

采样数据：

{cpu="1",endpoint="https",instance="192.168.145.12",job="node-exporter",mode="idle",namespace="monitoring",pod="node-exporter-v9v68",service="node-exporter"}
✔{cpu="1",endpoint="https",instance="192.168.145.11",job="node-exporter",mode="idle",namespace="monitoring",pod="node-exporter-2jwj2",service="node-exporter"}
✔{cpu="1",endpoint="https",instance="192.168.145.10",job="node-exporter",mode="idle",namespace="monitoring",pod="node-exporter-qls6j",service="node-exporter"}
✔{cpu="0",endpoint="https",instance="192.168.145.12",job="node-exporter",mode="idle",namespace="monitoring",pod="node-exporter-v9v68",service="node-exporter"}
✔{cpu="0",endpoint="https",instance="192.168.145.11",job="node-exporter",mode="idle",namespace="monitoring",pod="node-exporter-2jwj2",service="node-exporter"}
✔{cpu="0",endpoint="https",instance="192.168.145.10",job="node-exporter",mode="idle",namespace="monitoring",pod="node-exporter-qls6j",service="node-exporter"}

通过采样数据，可以看到CPU空闲使用时间5m增量值,是每个cpu和都作为一个采样值，而每个虚机\物理机，大部分是多核的，所以需要聚合所有核数的空闲时间。

输入：sum(increase(node_cpu_seconds_total{mode=“idle”}[5m]))

通过结果可以看出，sum函数是将所有CPU核数时间想加，没有按照主机进行聚合，所以这时就需要引入=by (instance)=函数，它会把sum求和到一起的数值按照指定方式进行拆分，instance代表的是机器名。如果不写by (instance)的话就需要在{}中写明需要哪个实例的数据。

输入：sum(increase(node_cpu_seconds_total{mode=“idle”}[5m])) by (instance)

聚合多核CPU总使用时间5m增量值

输入：sum(increase(node_cpu_seconds_total[5m])) by (instance)

计算平均5分钟CPU使用率

输入：1- sum(increase(node_cpu_seconds_total{mode=“idle”}[5m])) by (instance)/sum(increase(node_cpu_seconds_total[5m])) by (instance)

使用prometheus的node_cpu_utilisation值

输入：instance:node_cpu_utilisation:rate1m

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