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title: "家庭监控方案：Prometheus + Grafana + Node Exporter + cAdvisor + Blackbox"
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type: source
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tags: [grafana, monitoring, prometheus, home-server]
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date: 2025-11-11
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## Source File
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- [[raw/Home Office/家庭监控方案：Prometheus + Grafana + Node Exporter + cAdvisor +Blackbox.md]]
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## Summary (中文描述)
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- 核心主题：家庭/家居服务器（NAS / Ubuntu Server）的一站式开源监控方案，通过 Docker Compose 快速部署完整的 Prometheus 监控栈。
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- 问题域：如何对家庭服务器的主机层、容器层、服务层（HTTP 可用性、TLS 证书）进行全面的指标采集、存储、可视化和告警。
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- 方法/机制：使用 Prometheus 作为时序数据库和告警规则引擎，node_exporter 采集主机指标，cAdvisor 采集容器资源，blackbox_exporter 做 HTTP/TLS 探测，Grafana 做可视化仪表盘，Alertmanager 分发告警到邮件/Slack。配合 Uptime Kuma 做合成可用性监控。
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- 结论/价值：提供可直接拷贝的 docker-compose 模板、prometheus.yml、alerts.yml、alertmanager.yml，8 步落地路径，涵盖 PoC 验证到生产级部署的全流程。
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## Key Claims (中文描述)
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- Prometheus 通过 pull 模式定期抓取 node_exporter / cAdvisor / blackbox_exporter 暴露的指标，实现主机/容器/网络探测的统一采集。
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- Grafana 可通过 Dashboard ID（如 Node Exporter Full: 1860）直接导入官方仪表盘，快速搭建可视化界面。
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- Blackbox Exporter 通过 `probe_success == 0` 和 `probe_ssl_earliest_cert_expiry` 等指标实现 HTTP 可用性和 TLS 证书到期监控。
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- node_exporter 以 host network 模式运行，挂载 `/proc`、`/sys`、`/` 为只读卷，实现无代理（agentless）主机指标采集。
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- Docker socket 挂载（如 cAdvisor 中的 `/var/run/docker.sock`）是容器监控的必要条件，但需审慎评估安全风险。
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- Alertmanager 支持邮件/Slack/Teams/Webhook/PagerDuty 等多通道告警路由，并提供告警抑制（inhibition）和分组（grouping）功能。
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## Key Quotes
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> "Prometheus 通过 pull 模式定期抓取 exporters 采集指标，支持 PromQL 命名与告警规则。适合做主观测时序库与告警。" — Prometheus 核心机制说明
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> "Docker socket 挂载（风险：容器拿到宿主机 root 等同权限）。" — 安全警告
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> "把监控流量/端口放在管理 VLAN 或通过防火墙限定访问。" — 网络安全建议
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> "Grafana 仪表盘 JSON 导出，Prometheus rule 与配置放在 Git（GitOps）。" — 配置备份最佳实践
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## Key Concepts
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- [[Prometheus]]：开源时序数据库和监控告警系统，支持 PromQL 查询语言和告警规则引擎
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- [[Grafana]]：开源可视化平台，支持多数据源仪表盘和告警管理
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- [[node_exporter]]：Prometheus 官方主机指标采集器，采集 CPU/内存/磁盘/网络/I/O 等系统指标
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- [[cAdvisor]]：Google 开源的容器资源监控工具，为 Prometheus 提供容器级别指标
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- [[blackbox_exporter]]：Prometheus 官方黑盒探测 exporter，支持 HTTP/TCP/ICMP/DNS/TLS 探测
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- [[Alertmanager]]：Prometheus 告警分发组件，支持告警分组、抑制、静默和多通道路由
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- [[PromQL]]：Prometheus Query Language，用于查询时序指标和告警条件
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- [[Uptime Kuma]]：自托管 uptime monitoring 工具，支持 HTTP/TCP/DNS/TLS 合成监控
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- [[Netdata]]：开箱即用的实时主机/容器监控面板，默认 19999 端口，适合快速诊断
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- [[VictoriaMetrics]]：Prometheus 时序数据库替代方案，支持长期存储和高效写入
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- [[合成监控]]（Synthetic Monitoring）：通过模拟真实用户请求检测服务可用性和响应时间
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- [[Exporter]]：Prometheus 生态中负责暴露指标数据的组件，通过 HTTP 端点提供 /metrics
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- [[时序数据库]]（Time Series Database）：专门存储带时间戳的指标数据，支持高效的时间范围查询和聚合
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- [[Prometheus告警规则]]：YAML 格式的告警条件定义，基于 PromQL 表达式触发状态变更
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## Key Entities
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- [[Prometheus]]（CNCF 项目）：时序数据库 + 监控告警平台核心
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- [[Grafana Labs]]：Grafana 背后的公司和维护组织
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- [[Docker]]：所有组件的部署平台，通过 Docker Compose 实现一键启动
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- [[Uptime Kuma]]（louislam/uptime-kuma）：开源 uptime monitoring 工具
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- [[Portainer]]：Docker 可视化管理工具，不替代 Prometheus 但便于运维快速操作
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## Connections
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- [[Prometheus]] ← 数据源 ← [[node_exporter]]
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- [[Prometheus]] ← 数据源 ← [[cAdvisor]]
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- [[Prometheus]] ← 数据源 ← [[blackbox_exporter]]
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- [[Grafana]] ← 可视化 ← [[Prometheus]]
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- [[Alertmanager]] ← 告警接收 ← [[Prometheus]]
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- [[Prometheus]] ← 告警规则 ← [[Prometheus告警规则]]
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- [[Grafana]] ← 仪表盘模板 ← [[Node Exporter Full Dashboard]]
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- [[Docker Compose]] ← 编排 ← 所有组件（Prometheus / Grafana / Alertmanager / node_exporter / cAdvisor / blackbox_exporter）
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## Contradictions
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- 与 [[系统监控工具]]（Btop++ / Htop / Glances / Netdata）相比：Netdata 适合实时短期诊断，Prometheus + Grafana 适合长期存储和趋势分析，两者可互补使用而非互斥。
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- 与 [[ctp-topic-42-grafana-observability-dashboard]] 冲突：该来源标注为 expected（source missing），但内容为 Grafana 在 AWS 场景下的企业级应用；本来源侧重家庭服务器轻量部署，场景和规模不同。
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- 与 [[ctp-topic-67-cloud-native-observability-using-opentelemetry]] 冲突：OpenTelemetry 是云原生可观测性新标准（metrics/traces/logs 三合一），Prometheus 生态更成熟但 OpenTelemetry 是未来方向；短期用 Prometheus，长期可考虑 OTel 迁移路径。
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## Docker Compose 核心架构
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```yaml
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# 监控栈组件
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services:
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prometheus: # 时序数据库 + 告警引擎
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grafana: # 可视化仪表盘
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alertmanager: # 告警分发
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node_exporter: # 主机指标（host network）
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cadvisor: # 容器指标（挂载 /var/run/docker.sock）
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blackbox: # HTTP/TCP 探测
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```
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## 关键监控项（PromQL 示例）
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| 指标 | PromQL 表达式 | 阈值 |
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| 磁盘空间 | `node_filesystem_avail_bytes / node_filesystem_size_bytes < 0.10` | < 10% |
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| CPU 使用率 | `avg(rate(node_cpu_seconds_total[2m])) * 100 > 85` | > 85% |
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| 内存可用 | `node_memory_MemAvailable_bytes / node_memory_MemTotal_bytes < 0.15` | < 15% |
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| HTTP 可用性 | `probe_success == 0` (持续 2min) | 探测失败 |
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| TLS 证书到期 | `probe_ssl_earliest_cert_expiry - time() < 86400 * 14` | < 14 天 |
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## 落地 8 步路径
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1. 用 PoC docker-compose 启动 Netdata + Uptime Kuma（19999 / 3001）验证
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2. 上线 Prometheus + prometheus.yml，配置 scrape_configs
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3. 每台主机部署 node_exporter（host network 模式）
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4. Grafana 导入 Dashboard（1860 / 14282 / 7587）
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5. Alertmanager 配置告警路由（邮件/Slack）
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6. Uptime Kuma 建好所有内外网探测项
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7. GitOps 配置管理（Grafana JSON 导出，Prometheus rules 放 Git）
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8. TLS 证书到期告警（blackbox_exporter 或 Uptime Kuma）
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