Metrics

Das Standard-Tool ist Prometheus. Deine App muss einen Endpunkt /metrics bereitstellen. Dort steht Text drin:

http_requests_total{method="post",status="200"} 1024
process_cpu_seconds_total 12.5

Prometheus kommt alle 15 Sekunden vorbei ("Scraping") und speichert die Zahlen. In Grafana baust du bunte Kurven daraus.

Praxisroutine

In der Praxis lernst du Metrics, indem du mit einem kleinen, kontrollierten Beispiel beginnst. Baue zuerst einen Minimalfall, prüfe das Ergebnis, veraendere genau eine Sache und beobachte, was sich ändert. Notiere dir Eingabe, Aktion, Ausgabe und typischen Fehler.

Übung: Erstelle ein Beispiel aus deinem Alltag, fuehre den Ablauf gedanklich Schritt für Schritt durch und markiere die Stelle, an der du Feedback oder ein Log brauchst. Wenn du diese Stelle benennen kannst, verstehst du den Begriff praktisch.

1. Metrik-Typen

Es gibt 4 heilige Typen:

• Counter: Geht nur hoch (z. B. "Anzahl Fehler"). Niemals runter (außer Neustart). Rate berechnen: rate(errors[5m]).
• Gauge: Geht hoch und runter (z. B. "Temperatur", "Queue Länge", "Aktuelle User").
• Histogram: Gruppiert Werte in Eimer (Buckets). "Wie viele Requests waren < 0.1s? Wie viele < 0.5s?". Wichtig für Perzentile (P99).
• Summary: Ähnlich wie Histogram, berechnet aber auf Clientside (weniger flexibel).

2. Cardinality Explosion

Der Tod jedes Prometheus-Servers. Key-Value Paare heißen "Labels". http_requests_total{method="POST", user_id="123"}. Wenn du user_id als Label nimmst und 1 Million User hast, erstellt Prometheus 1 Million Zeitreihen. Der RAM läuft voll (OOM). Regel: Keine unbegrenzten Werte in Labels! (Keine User-IDs, keine URLs mit Query-Params, keine Fehlermeldungen). Nur endliche Sets (Method, Status Code, Region).

3. Pushgateway

Prometheus "pullt" (holt ab). Was ist mit Batch-Jobs, die nur 5 Sekunden laufen? Prometheus kommt zu spät. Für kurze Jobs nutzt man das Pushgateway. Der Job drückt ("pusht") seine Metriken da rein und stirbt. Prometheus holt sie später gemütlich vom Gateway ab.

1. Quantile und Das Histogram-Bucket Problem

Durchschnitte bei Latenzen sind tödlich ("Average Response Time: 50ms"). Wenn 99 Requests 10ms brauchen, und einer 4010ms (weil DB tot), ist der Schnitt bei 50. Der Support sieht nichts. Du analysierst P99 (Das 99. Perzentil). Es zeigt dir den Wert, bei dem 99% der Anfragen abschnitten. Die brutale Realität in Prometheus: Es kann auf dem Server keine echten Perzentile ausrechnen, weil es nicht jeden Request einzeln speichert (zu viel RAM). Prometheus zwingt dich zu "Buckets" (le="0.1", le="1.0", le="5.0"). Kommt ein P99-Request auf 0.6ms, und der Bucket geht von 0.5 bis 1.0, ratet die PromQL Engine per histogram_quantile() linear interpolierend den Wert zwischen 0.5 und 1. Das erzeugt bei falsch konfigurierten Buckets wilde Artefakt-Linien auf Grafana-Meteogrammen (Geister-Spikes).

2. Time-Series Database (TSDB) Architektur

InfluxDB, Prometheus (Gorilla Compression) operieren auf brutalem TSDB-Niveau. Zwei Zeitstempel sind z.B 160000000 und 15s später 160000015. Man speichert bei TSDBs nicht beide gigantischen 64-Bit Zahlen. Man misst das "Delta" (+15). Beim nächsten Scrap (erneut 15s später) misst man das "Delta-of-Delta" (Differenz der Differenz ist 0). Diese winzige Null lässt sich binär auf exakt 1 Bit im Speicher komprimieren. Dasselbe passiert beim CPU-Wert (50% -> 50% = D-o-D 0). Durch dieses Delta-Encoding pressen TSDBs astronomische Millionen Datensätze pro Sekunde auf die Size eines MP3-Songs.

3. RED Metrics und Service Mesh

Die "USE" (Utilization, Saturation, Errors) Methode der 1990er überwachte primär Hardware. In Cloud-Native geht es dem SRE mehr um RED Methoden (Rate, Errors, Duration). Anstatt die CPU zu prüfen, prüfen wir die User-API. Das geniale an Kubernetes und Istio/Linkerd (Service Mesh): Der App-Code muss sich für die RED-Metriken nicht ändern. Der "Sidecar-Proxy" von Istio sitzt hart verdrahtet im Pod Container. Er sieht jeden Byte HTTP Inbound-Traffic zwangsläufig vorbei fließen, zählt die Requests im Container, und drückt ohne jegliches Eingreifen des Programmierers standardisierte L7-Grafana Kurven an Prometheus ab.