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2026년 2월 24일

Prometheus 란 무엇일까?

이번 글에서는 메트릭 기반 모니터링 시스템인 오픈소스 프로젝트 Prometheus 에 대해 정리한다.
Prometheus는 서버, 컨테이너, 애플리케이션 등에서 발생하는 메트릭 데이터를 수집하고 저장하는 시스템이다.
Grafana와 함께 사용되는 경우가 많으며, 클라우드 네이티브 환경에서 사실상 표준 모니터링 도구로 자리 잡았다.
 

Prometheus 아키텍처 개요

Prometheus가 어떻게 동작하는지 이해하기 위해 일반적인 인프라 구조를 살펴보자.
 
 

1️⃣ 데이터 생산자 (Exporter / Target)

Prometheus에서 데이터를 제공하는 주체를 Target이라고 부른다.
Prometheus는 각 타겟의 HTTP 엔드포인트(/metrics)를 통해 메트릭을 수집한다.
 
데이터 생산자의 예시는 다음과 같다.
  • 애플리케이션 서버 (Spring Boot 등)
  • Node Exporter (서버 자원 수집용)
  • Kubernetes Pod
  • 데이터베이스 (MySQL Exporter 등)
  • IoT 장치
 
Prometheus는 기본적으로 Pull 방식을 사용한다.
 

2️⃣ Prometheus 서버

Prometheus 서버는 시스템의 핵심이다.
 
주요 역할은 다음과 같다.
  1. 설정 파일(prometheus.yml) 기반으로 타겟 목록 관리
  1. 주기적으로 타겟을 스크래핑
  1. 수집한 데이터를 Time-series DB(TSDB) 형태로 저장
  1. PromQL을 통해 쿼리 처리
 
Prometheus는 자체 시계열 데이터베이스(TSDB)를 내장하고 있다.
Grafana와 달리, Prometheus는 실제로 데이터를 저장한다.
 

3️⃣ Alertmanager (선택 구성)

Prometheus는 알림 기능도 제공한다.
  • 특정 조건을 만족하면 Alert 발생
  • Alertmanager가 이를 수신
  • Slack, Email, Webhook 등으로 알림 전송
 
Alertmanager는 다음 프로젝트와 함께 사용된다.
 

Prometheus의 데이터 모델

Prometheus는 시계열(Time-series) 데이터를 저장한다.
 

메트릭 구성 요소

하나의 메트릭은 다음과 같은 구조를 가진다.
metric_name{label1="value1", label2="value2"} value
 
사용 예시는 다음과 같다.
http_requests_total{method="GET", status="200"} 1024
 
구성 요소를 조금 더 자세히 살펴보자.
  • Metric Name: http_requests_total
  • Labels: method, status
  • Value: 실제 수치 값
  • Timestamp: 내부적으로 자동 저장
 
Prometheus의 강력함은 Label 기반 데이터 모델에 있다.
이를 통해 동일한 메트릭을 다양한 차원으로 분석할 수 있다.
 

PromQL (Prometheus Query Language)

Prometheus는 자체 쿼리 언어인 PromQL을 제공한다.
 
사용 예시는 다음과 같다.
  • 최근 5분간 평균 CPU 사용률
      • avg(rate(node_cpu_seconds_total[5m]))
  • HTTP 요청 수 증가량 계산
      • rate(http_requests_total[1m])
 
PromQL은 다음과 같은 기능을 지원한다.
  • 집계 (sum, avg, max, min)
  • 필터링 (label 조건)
  • 시계열 연산
  • 함수 기반 계산
 

Prometheus에서 다루는 데이터 유형

Prometheus는 기본적으로 메트릭(Metrics) 만을 다룬다.
 

1️⃣ Counter

  • 누적 값 (예: 총 요청 수)
  • 감소하지 않음

2️⃣ Gauge

  • 증가/감소 가능한 값
  • CPU 사용량, 메모리 사용량 등

3️⃣ Histogram

  • 요청 지연 시간 분포 측정

4️⃣ Summary

  • 응답 시간과 같은 통계 요약
 
참고로, 로그(Log)는 Prometheus의 주요 대상이 아니다.
로그 수집은 보통 Loki 와 같은 시스템을 사용한다.
 

정리

  • Prometheus는 Pull 기반 메트릭 수집 시스템이다.
  • 자체 시계열 데이터베이스(TSDB)를 내장하고 있다.
  • PromQL이라는 강력한 쿼리 언어를 제공한다.
  • Grafana와 함께 사용하면 강력한 모니터링 대시보드를 구축할 수 있다.