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9. 监控与可观测

9.1 监控体系​

监控层次​

智能能源解决方案采用多层次监控体系：

  • 基础设施监控：服务器、网络、存储等基础设施监控
  • 应用监控：应用服务、API、数据库等应用监控
  • 业务监控：业务指标、业务流程、业务异常等业务监控
  • 用户体验监控：页面加载时间、API响应时间、错误率等用户体验监控

监控工具​

Prometheus + Grafana​

  • Prometheus：指标采集和存储
  • Grafana：指标可视化和告警
  • 应用场景：系统指标监控、业务指标监控

ELK Stack​

  • Elasticsearch：日志存储和检索
  • Logstash：日志采集和处理
  • Kibana：日志可视化和分析
  • 应用场景：日志分析、问题排查

Jaeger​

  • 分布式追踪：追踪请求在分布式系统中的流转
  • 性能分析：分析系统性能瓶颈
  • 应用场景：性能分析、问题定位

9.2 指标监控​

系统指标​

CPU监控​

  • CPU使用率：监控CPU使用率，告警阈值70%
  • CPU负载：监控CPU负载，告警阈值80%
  • CPU核心数：监控CPU核心数，识别资源不足

内存监控​

  • 内存使用率：监控内存使用率，告警阈值80%
  • 内存使用量：监控内存使用量，识别内存泄漏
  • Swap使用率：监控Swap使用率，告警阈值50%

磁盘监控​

  • 磁盘使用率：监控磁盘使用率，告警阈值80%
  • 磁盘IO：监控磁盘IO，识别IO瓶颈
  • 磁盘读写速度：监控磁盘读写速度，识别性能问题

网络监控​

  • 网络带宽：监控网络带宽使用率，告警阈值70%
  • 网络延迟：监控网络延迟，告警阈值100ms
  • 网络错误率：监控网络错误率，告警阈值1%

应用指标​

API指标​

  • 请求量：监控API请求量（QPS）
  • 响应时间：监控API响应时间（P50、P95、P99）
  • 错误率：监控API错误率，告警阈值1%
  • 成功率：监控API成功率，告警阈值99%

数据库指标​

  • 连接数：监控数据库连接数，告警阈值80%
  • 查询时间：监控数据库查询时间，告警阈值1s
  • 慢查询：监控慢查询数量，告警阈值10个/分钟
  • 锁等待：监控锁等待时间，告警阈值100ms

消息队列指标​

  • 消息积压：监控消息队列积压数量，告警阈值1000
  • 消费速度：监控消息消费速度
  • 消息延迟：监控消息处理延迟，告警阈值5s

业务指标​

预测指标​

  • 预测准确率：监控负荷预测、新能源预测准确率
  • 预测误差：监控预测误差（MAE、RMSE、MAPE）
  • 预测覆盖率：监控预测覆盖率，告警阈值95%

调度指标​

  • 调度成功率：监控调度方案执行成功率，告警阈值95%
  • 调度偏差：监控调度执行偏差，告警阈值10%
  • 新能源消纳率：监控新能源消纳率，目标>95%

设备指标​

  • 设备可用率：监控设备可用率，目标>99%
  • 故障预测准确率：监控故障预测准确率，目标>90%
  • 维护及时率：监控维护及时率，目标>95%

9.3 日志管理​

日志级别​

  • DEBUG：调试信息，用于开发调试
  • INFO：一般信息，记录正常操作
  • WARN：警告信息，需要关注但不影响运行
  • ERROR：错误信息，影响功能但系统可继续运行
  • FATAL：严重错误，系统无法继续运行

日志格式​

结构化日志​

{
  "timestamp": "2024-01-01T12:00:00Z",
  "level": "INFO",
  "service": "load-forecast-service",
  "trace_id": "abc123",
  "message": "Load forecast completed",
  "fields": {
    "forecast_id": "fc_20240101_001",
    "region": "华东地区",
    "forecast_hours": 24,
    "mae": 150.2,
    "duration_ms": 1250
  }
}

日志采集​

应用日志​

  • 文件日志：应用写入日志文件，Logstash采集
  • 标准输出：应用输出到标准输出，容器日志采集
  • 日志代理：使用日志代理（Filebeat、Fluentd）采集日志

系统日志​

  • 系统日志：采集系统日志（syslog）
  • 审计日志：采集审计日志
  • 安全日志：采集安全日志

日志分析​

日志查询​

  • 时间范围查询：按时间范围查询日志
  • 关键词搜索：搜索关键词
  • 字段过滤：按字段过滤日志
  • 聚合分析：聚合分析日志数据

日志告警​

  • 错误日志告警：ERROR级别日志超过阈值时告警
  • 异常模式告警：检测到异常日志模式时告警
  • 日志量告警：日志量异常时告警

9.4 分布式追踪​

追踪架构​

追踪流程​

追踪数据​

  • Trace ID：追踪ID，标识整个请求链路
  • Span ID：Span ID，标识单个操作
  • Parent Span ID：父Span ID，标识调用关系
  • 操作名称：操作名称，标识操作类型
  • 时间戳：开始时间和结束时间
  • 标签：操作标签，记录额外信息

性能分析​

耗时分析​

  • 总耗时：分析请求总耗时
  • 各服务耗时：分析各服务耗时，识别性能瓶颈
  • 数据库耗时：分析数据库操作耗时
  • 外部调用耗时：分析外部API调用耗时

瓶颈识别​

  • 慢请求：识别慢请求，分析慢请求原因
  • 热点服务：识别热点服务，优化热点服务
  • 资源瓶颈：识别资源瓶颈，扩容资源

9.5 告警机制​

告警规则​

阈值告警​

  • CPU使用率 > 70%：CPU使用率超过70%时告警
  • 内存使用率 > 80%：内存使用率超过80%时告警
  • API错误率 > 1%：API错误率超过1%时告警
  • 预测准确率 < 90%：预测准确率低于90%时告警

异常告警​

  • 服务不可用：服务不可用时告警
  • 数据库连接失败：数据库连接失败时告警
  • 消息队列积压：消息队列积压超过阈值时告警

业务告警​

  • 调度失败：调度方案执行失败时告警
  • 设备故障：设备故障时告警
  • 预测异常：预测结果异常时告警

告警通知​

通知渠道​

  • 邮件通知：发送邮件通知
  • 短信通知：发送短信通知（紧急告警）
  • 企业微信/钉钉：发送企业微信/钉钉消息
  • 电话通知：电话通知（严重告警）

告警聚合​

  • 相同告警聚合：相同告警聚合，避免告警风暴
  • 告警升级：告警持续未处理时升级告警级别
  • 告警抑制：相关告警抑制，避免重复告警

告警处理​

告警响应​

  • 自动处理：部分告警自动处理（如自动重启服务）
  • 人工处理：严重告警人工处理
  • 告警跟踪：跟踪告警处理进度

告警分析​

  • 告警趋势：分析告警趋势，识别系统问题
  • 告警根因：分析告警根因，解决根本问题
  • 告警优化：优化告警规则，减少误报

9.6 监控面板​

系统监控面板​

基础设施监控​

  • 服务器状态：服务器CPU、内存、磁盘使用情况
  • 网络状态：网络带宽、延迟、错误率
  • 存储状态：存储使用率、IO性能

应用监控​

  • 服务状态：各服务运行状态、健康检查
  • API性能：API请求量、响应时间、错误率
  • 数据库性能：数据库连接数、查询时间、慢查询

业务监控面板​

预测监控​

  • 预测准确率：负荷预测、新能源预测准确率
  • 预测误差：预测误差趋势
  • 预测覆盖率：预测覆盖率

调度监控​

  • 调度成功率：调度方案执行成功率
  • 调度偏差：调度执行偏差
  • 新能源消纳率：新能源消纳率

设备监控​

  • 设备状态：设备运行状态、故障情况
  • 故障预测：故障预测准确率、维护及时率
  • 设备可用率：设备可用率

实时监控大屏​

大屏展示​

  • 实时数据：实时展示电网运行数据、设备状态
  • 预测结果：实时展示预测结果
  • 告警信息：实时展示告警信息
  • 关键指标：实时展示关键业务指标

大屏更新​

  • 自动刷新：大屏数据自动刷新（1-5秒）
  • 实时推送：重要数据实时推送更新
  • 历史回放：支持历史数据回放

9.7 监控最佳实践​

监控指标选择​

  • 关键指标优先：优先监控关键业务指标
  • 指标精简：避免监控过多指标，关注核心指标
  • 指标关联：监控相关指标，综合分析问题

告警规则设计​

  • 合理阈值：设置合理的告警阈值，避免误报和漏报
  • 告警分级：根据严重程度分级告警
  • 告警聚合：聚合相同告警，避免告警风暴

监控数据保留​

  • 热数据：保留最近7天的详细数据
  • 温数据：保留最近30天的聚合数据
  • 冷数据：保留最近1年的汇总数据
  • 归档数据：历史数据归档到低成本存储