Laboratório: Monitoração de Sensores Simulados com Prometheus e Grafana

Duração estimada

90 min

Passos

11

Validações

4

Topologia

Um servidor Prometheus coleta métricas de um exportador Node Exporter e de um sensor simulado (rodando em Python) na mesma rede. O Grafana se conecta ao Prometheus para visualizar os dados. Todos os serviços podem rodar em uma única máquina ou em VMs separadas, usando endereços privados como 192.168.56.10 (Prometheus/Grafana) e 192.168.56.11 (sensores).

        +-------------------+
        |   Usuário        |
        +--------+---------+
                 |
        +--------v---------+
        |    Grafana       |
        +--------+---------+
                 |
        +--------v---------+
        |   Prometheus     |
        +---+---------+----+
            |         |
   +--------v-+   +---v----------+
   | Node Exp |   | Sensor Simul |
   +----------+   +--------------+

Equipamentos e software

Roteiro

1. Preparar o ambiente

   Atualize o sistema e instale dependências básicas. Isso evita falhas por pacotes desatualizados.

   sudo apt update && sudo apt upgrade -y
   sudo apt install wget curl python3 python3-pip -yCopiar

   O que você deve ver: Sistema atualizado e Python 3 disponível.

2. Instalar o Prometheus

   Prometheus é o coletor central de métricas. Baixe e instale a versão estável.

   wget https://github.com/prometheus/prometheus/releases/latest/download/prometheus-*.linux-amd64.tar.gz
   mkdir -p ~/prometheus && tar -xzf prometheus-*.linux-amd64.tar.gz -C ~/prometheus --strip-components=1Copiar

   O que você deve ver: Diretório ~/prometheus criado com binários e arquivos de configuração.

3. Configurar o Prometheus

   Edite o arquivo de configuração para adicionar o Node Exporter e o sensor simulado como targets.

   nano ~/prometheus/prometheus.ymlCopiar

   O que você deve ver: Arquivo aberto para edição. Insira os jobs conforme a documentação.

4. Instalar e iniciar o Node Exporter

   Node Exporter expõe métricas do sistema operacional. Instale e inicie em modo background.

   wget https://github.com/prometheus/node_exporter/releases/latest/download/node_exporter-*.linux-amd64.tar.gz
   tar -xzf node_exporter-*.linux-amd64.tar.gz
   nohup ./node_exporter-*.linux-amd64/node_exporter &Copiar

   O que você deve ver: Node Exporter rodando na porta 9100.

5. Criar sensor simulado em Python

   Implemente um exportador HTTP simples que expõe métricas simuladas (temperatura, umidade).

   pip3 install prometheus_client
   cat <<EOF > sensor_simulado.py
   from prometheus_client import start_http_server, Gauge
   import random, time
   
   temp_gauge = Gauge('sensor_temperatura_celsius', 'Temperatura simulada')
   hum_gauge = Gauge('sensor_umidade_percent', 'Umidade simulada')
   
   def gerar_metricas():
       while True:
           temp_gauge.set(random.uniform(20, 40))
           hum_gauge.set(random.uniform(30, 90))
           time.sleep(5)
   
   if __name__ == '__main__':
       start_http_server(8000)
       gerar_metricas()
   EOF
   nohup python3 sensor_simulado.py &Copiar

   O que você deve ver: Sensor simulado rodando na porta 8000, expondo métricas Prometheus.

6. Ajustar o prometheus.yml

   Inclua os targets do Node Exporter e do sensor simulado no arquivo de configuração do Prometheus.

   Exemplo de trecho:
   scrape_configs:
     - job_name: 'node_exporter'
       static_configs:
         - targets: ['localhost:9100']
     - job_name: 'sensor_simulado'
       static_configs:
         - targets: ['localhost:8000']Copiar

   O que você deve ver: Arquivo salvo com os targets corretos.

7. Iniciar o Prometheus

   Rode o servidor Prometheus apontando para o arquivo de configuração.

   cd ~/prometheus
   nohup ./prometheus --config.file=prometheus.yml &Copiar

   O que você deve ver: Prometheus rodando na porta 9090.

8. Instalar o Grafana

   Grafana é a interface de visualização. Instale a versão estável.

   sudo apt install -y apt-transport-https software-properties-common
   wget -q -O - https://packages.grafana.com/gpg.key | sudo apt-key add -
   echo "deb https://packages.grafana.com/oss/deb stable main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/grafana.list
   sudo apt update && sudo apt install grafana -y
   sudo systemctl start grafana-server
   sudo systemctl enable grafana-serverCopiar

   O que você deve ver: Grafana rodando na porta 3000.

9. Configurar o Grafana para usar o Prometheus

   Acesse o Grafana em http://localhost:3000, faça login (admin/admin) e adicione o Prometheus como fonte de dados.

   Interface web. Fonte de dados: URL http://localhost:9090Copiar

   O que você deve ver: Fonte de dados Prometheus adicionada com sucesso.

10. Criar dashboards no Grafana

    Crie painéis para visualizar as métricas do Node Exporter e do sensor simulado.

    Interface web. Crie gráficos com as queries: sensor_temperatura_celsius e sensor_umidade_percentCopiar

    O que você deve ver: Dashboards exibindo gráficos em tempo real das métricas simuladas.

11. Testar coleta contínua

    Deixe o ambiente rodando por alguns minutos para observar a atualização dos dados.

    O que você deve ver: Gráficos do Grafana atualizando conforme as métricas mudam.

Como saber que funcionou

Troubleshooting

Segurança e hardening

• Não exponha as portas 9090, 9100, 8000 e 3000 para a internet sem autenticação.
• Altere a senha padrão do Grafana após o primeiro login.
• Use firewalls para restringir acesso às portas dos serviços.
• Consulte a documentação para hardening adicional de Prometheus e Grafana.

Checklist final

• Prometheus rodando e acessível na porta 9090
• Node Exporter rodando e coletado
• Sensor simulado rodando e coletado
• Grafana acessível na porta 3000
• Dashboards exibindo métricas em tempo real