一、前言
為了做云緩存平臺的技術儲備，從零開始學習了rrdtool，rrdtool非常強大，剛接觸會有摸不著邊的感覺，尤其是一堆概念性的東西。學習的切入點便是這些概念，一一理解后你才能品嘗到rrdtool的清香，首先要感謝ailms整理的“RRDtool簡體中文教程 v1.01”，通俗易懂的概況了rrdtool的所有知識?，F在整理自己在學習過程中的一些筆記。
二、基本概念
RRDtool是指Round Robin Database 工具（環狀數據庫）。Round robin是一種處理定量數據、以及當前元素指針的技術。想象一個周邊標有點的圓環－－這些點就是時間存儲的位置。從圓心畫一條到圓周的某個點的箭頭－－這就是指針。就像我們在一個圓環上一樣，沒有起點和終點，你可以一直往下走下去。過來一段時間，所有可用的位置都會被用過，該循環過程會自動重用原來的位置。這樣，數據集不會增大，并且不需要維護。RRDtool處理RRD數據庫。它用向RRD數據庫存儲數據、從RRD數據庫中提取數據(來源百度問答 )。為了方便理解其工作原理，本人做了一個rrdtool存儲結構圖：
1、DS用于定義 Data Soure 。也就是用于存放腳本的結果的變量名(DSN)。如eth0_in ,eth0_out, lo_in , lo_out 。DSN 從 1-19 個字符，必須是 0-9,a-z,A-Z 。
2、DST的選擇是十分重要的,如果選錯了 DST ,即使你的腳本取的數據是對的,放入 RRDtool 后也是錯誤的,更不用提畫出來的圖是否有意義了。
DST描述:
A) COUNTER:必須是遞增的,除非是計數器溢出(overflows)。在這種情況下,RRDtool 會自動修改收到的值。例如網絡接口流量、收到的packets 數量都屬于這一類型。
B) DERIVE：和 COUNTER 類似。但可以是遞增,也可以遞減,或者一會增加一會兒減少。
C) ABSOLUTE:ABSOLUTE 比較特殊,它每次都假定前一個interval的值是0,再計算平均值。
D) GAUGE:GAGUE 和上面三種不同,它沒有“平均”的概念,RRDtool 收到值之后字節存入 RRA 中。
E) COMPUTE:COMPUTE 比較特殊,它并不接受輸入,它的定義是一個表達式,能夠引用其他DS并自動計算出某個值。
這五種類型有什么區別？不防測試一下便知。
測試腳本：
import sys,os
import time
import random
total_input_traffic = 0
total_output_traffic = 0
starttime=1252682400
while 1:
total_input_traffic = random.randrange(0, 5000)
total_output_traffic = random.randrange(0, 5000)
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/COUNTER/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/DERIVE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/ABSOLUTE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))
os.system("/usr/bin/rrdtool updatev /opt/rrdtool/GAUGE/eth0.rrd "+str(starttime)+":"+str(total_input_traffic)+":"+str(total_output_traffic))
if starttime>=1284218400:
break;
starttime+=300
測試結果：
a)COUNTER
※為什么斷斷續續？原因很簡單，random.randrange(0, 5000)獲取的是隨機值，就存在后面value比前value值小，如公式說明：(2000-3000)/300(setup)=UNKNOWN/300=UNKNOWN
b)DERIVE
※原理同上，DERIVE除了支持是遞增，也遞減。
c)ABSOLUTE
※計算公式：(3000-0)/300=100，得出初值為0的絕對值再求平均。
d)GAUGE
※values直接入庫，無作任何運行。
3、CDP:Consolidation Data Point 。RRDtool 使用多個PDP合并為(計算出)一個CDP。也就是執行上面的CF操作后的結果。這個值就是存入RRA的數據，繪圖時使用的也是這些數據。
4、CF就是Consolidation Function的縮寫。也就是合并(統計)功能。有AVERAGE、MAX、MIN、LAST四種分別表示對多個PDP進行取平均、取最大值、取最小值、取當前值四種類型。具體作用等到update操作時再說。
5、PDP:Primary Data Point。正常情況下每個interval RRDtool都會收到一個值;RRDtool在收到腳本給來的值后會計算出另外一個值(例如平均值)，這個值就是PDP;這個值代表的一般是“xxx/秒”的含義。注意，該值不一定等于RRDtool收到的那個值。除非是GAUGE，可以看下面的例子就知道了。
6、DST就是Data Source Type的意思。有COUNTER、GUAGE、DERIVE、ABSOLUTE、COMPUTE5種。由于網卡流量屬于計數器型，所以這里應該為COUNTER。
7、RRA用于指定數據如何存放。我們可以把一個RRA看成一個表，各保存不同interval的統計結果
8、resolution就是每個RRA中兩個CDP相隔的時間
9、什么是 CF?
以第2個RRA和4，2，1，3這4個PDP為例
AVERAGE:則結果為(4+2+1+3)/4=2.5
MAX:結果為4個數中的最大值4
MIN:結果為4個數中的最小值1
LAST:結果為4個數中的最后一個3
三、個人理解
1、CF(N個PDP為一個刻度單位)=CDP
*只限COUNTER、DERIVE、ABSOLUTE、COMPUTE
2、N個PDP為一個刻度單位=CDP
*只限GUAGE
3、xff字段如何計算？
PDP/(PDP UNKNOWN數)<xff=unknown
4、PDP數據如何得出？
COUNTER(接收Value)=PDP
DERIVE(接收Value)=PDP
ABSOLUTE(接收Value)=PDP
COMPUTE(接收Value)=PDP
*GUAGE除外
5、常用時間截計算(shell)
A)時間截 =>日期
date -d '1970-1-1 1276059000 sec utc'
B)日期＝>時間截
date -d '2010-09-11 23:20' +%s
四、rrdtool create
rrdtool create Flow.rrd \ --start $(date -d "1 year ago" +%s) \ --step 300 \ DS:eth0_in:GAUGE:600:0:5000 \ DS:eth0_out:GAUGE:600:0:5000 \ RRA:AVERAGE:0.5:1:600 \ RRA:AVERAGE:0.5:6:700 \ RRA:AVERAGE:0.5:24:775 \ RRA:AVERAGE:0.5:288:797 \ RRA:MAX:0.5:1:600 \ RRA:MAX:0.5:6:700 \ RRA:MAX:0.5:24:775 \ RRA:MAX:0.5:444:797 \ RRA:MIN:0.5:1:600 \ RRA:MIN:0.5:6:700 \ RRA:MIN:0.5:24:775 \ RRA:MIN:0.5:444:797
RRA存儲周期計算：
1、RRA:AVERAGE:0.5:1:600
(300s=5m)*1=5m*600=50h=(2.08天)2d
2、RRA:AVERAGE:0.5:6:700
(300s=5m)*6=30m*700=50h=(14.58天)2w
3、RRA:AVERAGE:0.5:24:750
(300m=5m)*24=2h*750=(64.5天)2M
4、RRA:AVERAGE:0.5:288:797
(300m=5m)*288=1d*797=(797天)2Y
五、rrdtool graph
-Y -X 3 \ -t "服務器流量統計" -v "流量" \ --start -1d --end now \ --x-grid MINUTE:12:HOUR:1:HOUR:1:0:'%H' \ DEF:value1=COUNTER/eth0.rrd:eth0_in:AVERAGE \ DEF:value2=COUNTER/eth0.rrd:eth0_out:AVERAGE \ CDEF:value3=value1,value2,+ \ COMMENT:" \n" \ COMMENT:" \n" \ AREA:value1#00ff00:上傳 \ GPRINT:value1:LAST:"當前\:%8.0lf" \ GPRINT:value1:AVERAGE:"平均\:%8.0lf" \ GPRINT:value1:MAX:"最大\:%8.0lf" \ GPRINT:value1:MIN:"最小\:%8.0lf" \ COMMENT:" \n" \ LINE2:value2#4433ff:下載 \ GPRINT:value2:LAST:"當前\:%8.0lf" \ GPRINT:value2:AVERAGE:"平均\:%8.0lf" \ GPRINT:value2:MAX:"最大\:%8.0lf" \ GPRINT:value2:MIN:"最小\:%8.0lf" \ COMMENT:" \n" \ COMMENT:"─────────────────────────────────────────────\n" \ LINE3:value3#ff8833:總流量 \ COMMENT:" \n" \ HRULE:350000#ff0000:"報警值" \ COMMENT:" \n" \ COMMENT:"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t最后更新 \:$(date '+%Y-%m-%d %H\:%M')\n" -Y \ COMMENT:"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t天涯社區系統運維部開發與維護\n"
效果圖：
概念說明：
1、#分別是 LINE1|2|3,也就是線條的粗細。
2、"–x-grid MINUTE:15:HOUR:1:HOUR:1:0:'%H'"說明如下：
#GTM:GST：控制次要格網線的位置。GTM 是一個時間單位，可以是 SECOND、MINUTE、HOUR、DAY 、WEEK、MONTH、YEAR 。GST 則是一個數字，控制每隔多長時間放置一根次要格線。例如我們要畫一個1天的圖表，決定每15分鐘一根次要網格線，則格式為 MINUTE:15
#MTM:MST：控制主要網格線的位置。MTM 同樣是時間單位，MST 是一個數字。接上面的例子，決定一個小時1根主要網格線。則格式為 HOUR:1
#LTM:LST ：控制每隔多長時間輸出一個label 。決定為1小時1個 label 。則格式為 HOUR:1:0(不清楚0做什么用) ，如10 11 12 13
#LPR:LFM：LTM:LST只是決定了label的顯示位置了，沒有指定要顯示什么內容。LPR指的是如何放置label。如果LPR為0，則數字對齊格線(適用于顯示時間)。如果不為0，則會做一些偏移(適用于顯示星期幾、月份等)。至于LFM則需要熟悉一下date命令的參數，常用的有%a(星期幾)、%b(月份)、%d(天)、%H(小時)、%M(分)、%Y(年)。我們決定顯示小時和分，所以用%H%M，最好將'%H:%M'括起來，哪只顯示小時就'%H'。
3、"-Y -X 0 "說明如下：
a）Y軸還有一個很方便的選項就是–Y，它可以最大限度的優化Y軸的刻度，建議每次繪圖都加上去。
b）Y軸另外一個有用的選項就是–X（雖然選項名是-X，但確實是用來設置Y軸刻度值的）。在上面的圖我們看到RRDtool自動對Y軸的值進行調整，以k為單位顯示。但如果你不想以k顯示，而是想固定以某個單位來顯示（M，b）該怎么辦呢？這就要用到–X選項了。-X后面跟一個參數，參數值范圍是-18、-15、-12、-9、-6、-3、0、3、6、9、12、15、18。0表示以原值顯示，3表示數值除以1000，也就是以k為單位顯示，6就是以M顯示，9就是以G顯示，12則T。如果你給出1或者2，則RRDtool也可以接受，但會被“靜悄悄”的改為0。下面就是一個以原值（-X0）顯示原始數據，100k顯示 為100000。
4、字體參數說明
rrdtool graph COUNTER/day.png -w 700 -h 200 \ -n TITLE:12: simhei.ttf #修改top標題字體 -n AXIS:8: simhei.ttf #修改X軸數據字體，如01 02 03 04... -n LEGEND:10: simhei.ttf #修改數字報表字體，如最大、最小、平均值及其它 -n UNIT:8: simhei.ttf #修改Y軸標題字符，如"流量" -n WATERMARK:8: simhei.ttf #數據區右則字體，如"RRDTOOL-TOBIOETIKER"
5、HRULE:100000#ff0000:"報警值"
繪制一根水平線，在 100k 處畫一根水平線，并指出這是報警值
6、COLOR參數說明
-c SHADEA#CCCCCC #左上邊框color -c SHADEB#000000 #右下邊框color -c FRAME#EEEEEE #數據標志說明邊框color，如"上傳"左邊的小正方形。 -c FONT#006699 #圖形所有字體color -c ARROW#FF0000 #兩個箭頭color -c AXIS#FF0099 #兩條箭頭線color -c BACK#FFFFFF #圖形背景(不含數據區)color -c CANVAS#000000 #圖形數據區背景color -c MGRID#ee2359 #主網格線color -c GRID#FF0000 #次網格線color
參考文章：
http://bbs.chinaunix.net/viewthread.php?tid=864861&extra=&highlight=rrdtool&page=1
http://segfault.in/2010/03/python-rrdtool-tutorial/
轉自：http://blog.liuts.com/post/215/#entrymore
原創文章，作者：s19930811，如若轉載，請注明出處：http://www.www58058.com/1735
