基于 Elasticsearch + kibana 实现 IP 地址分布地图可视化

本文涉及的产品
检索分析服务 Elasticsearch 版,2核4GB开发者规格 1个月
简介: 1、需求有一批特定用途(文末揭晓)的 IP 地址。想通过地图形式可视化展示 IP 地址对应的经纬度坐标的分布。

2、方案探讨

基础方案如下:


第一步:IP 地址转经纬度坐标。


实现借助第三方工具:https://ipstack.com/


第二步:经纬度坐标借助可视化工具(如:echarts)渲染展示。


这时候不免进一步思考:


有没有更快捷的方案呢?ELK 能实现不?


已知的知识点:


Elasticsearch 支持 Geo-point、Geo-shape 数据类型。


Kibana 支持 Coordinate Map(坐标图)、Region Map(区域地图)可视化地图展示。


两个已知知识点一整合不就是基于 Elasticsearch + Kibana 的可视化展示方案吗?


且慢,有没有更快捷的 IP 地址转经纬度坐标的信息呢?


有的。Ingest 数据预处理管道的 GeoIP processor (处理器)就能达到这个目的。


整体架构图如下图所示:

image.png

3、GeoIp processor 介绍

官方解读如下:GeoIp processor 根据来自 Maxmind 数据库的数据添加有关IP地址地理位置的信息。


默认情况下,GeoIp processor 将此信息添加到 geoip 字段下。GeoIp processor 可以解析 IPv4 和 IPv6 地址。


更多  Maxmind 数据库信息参见:


https://dev.maxmind.com/geoip/geoip2/geolite2/


在 Elasticsearch 早期版本中 GeoIp processor 需要安装插件才能使用。7.X 版本后,ES 已自带,不需要安装。


4、导入一条数据实战一把

4.1 步骤 1:创建预处理管道

PUT _ingest/pipeline/geoip_pipeline

{

 "description" : "Add geoip info",

 "processors" : [

   {

     "geoip" : {

       "field" : "ip"

     }

   }

 ]

}

该预处理的目的就是:将输入的 IP 字段转换为:Geoip 类型。具体 Geoip 类型张什么样?后面会揭晓。


4.2 步骤 2:创建索引

DELETE niu_20210215

PUT niu_20210215

{

 "settings": {

   "index.default_pipeline": "geoip_pipeline",

   "number_of_shards": 1,

   "number_of_replicas": 0

 },

 "mappings": {

   "properties": {

     "geoip": {

       "properties": {

         "location": {

           "type": "geo_point"

         }

       }

     },

     "ip":{

       "type":"keyword"

     }

   }

 }

}

考虑到后面要批量导入数千条+数据,我们采用了取巧的方式。


使用了在创建索引的时候指定缺省管道(index.default_pipeline)的方式。


这样的好处是:


灵活:用户只关心 bulk 批量写入数据。


零写入代码修改:甚至写入数据的代码一行都不需要改就可以。


4.3 步骤 3:写入一条数据

PUT niu_20210215/_doc/1

{

 "ip": "8.8.8.8"

}

这时候,我们查看一下完整的 Mapping 张什么样?


{

 "niu_20210215" : {

   "mappings" : {

     "properties" : {

       "geoip" : {

         "properties" : {

           "city_name" : {

             "type" : "text",

             "fields" : {

               "keyword" : {

                 "type" : "keyword",

                 "ignore_above" : 256

               }

             }

           },

           "continent_name" : {

             "type" : "text",

             "fields" : {

               "keyword" : {

                 "type" : "keyword",

                 "ignore_above" : 256

               }

             }

           },

           "country_iso_code" : {

             "type" : "text",

             "fields" : {

               "keyword" : {

                 "type" : "keyword",

                 "ignore_above" : 256

               }

             }

           },

           "location" : {

             "type" : "geo_point"

           },

           "region_iso_code" : {

             "type" : "text",

             "fields" : {

               "keyword" : {

                 "type" : "keyword",

                 "ignore_above" : 256

               }

             }

           },

           "region_name" : {

             "type" : "text",

             "fields" : {

               "keyword" : {

                 "type" : "keyword",

                 "ignore_above" : 256

               }

             }

           }

         }

       },

       "ip" : {

         "type" : "keyword"

       }

     }

   }

 }

}

写入后的数据,查看返回如下:


"_source" : {

 "geoip" : {

   "continent_name" : "North America",

   "country_iso_code" : "US",

   "location" : {

     "lon" : -97.822,

     "lat" : 37.751

   }

 },

 "ip" : "8.8.8.8"

}

有点长,铭毅解读一下:


第一:geoip 是 object 类型,它有几个子字段,含义如下:


geoip.city_name:城市


geoip.continent_name:大陆名称


geoip.country_iso_code:国家编码


geoip.location:经纬度坐标,必须是:geo_point 类型


geoip.region_iso_code:地域编码


geoip.region_name:地域名称


第二:为节省存储,Mapping 可以优化。


比如:所有的默认字符串类型改成:keyword 类型。


第三:为了后面的作图必须将 location 设置为 geo_point 类型。


以上三个步骤:就完成了单条数据的写入。


4.4 步骤 4:kibana 可视化展示

4.4.1 创建关联索引模板

目的:创建可视化需要关联的索引数据。

image.png

4.4.2  创建坐标图

选择左侧导航栏的 Visualize,然后选择右侧 Create new visualization,然后再选择:Coordinate Map 即可。

本文Elasticsearch + kibana 均选用 7.2  版本。

image.png

4.4.3  可视化基础设置,执行后,就能看到可视化结果。

如前所述,这里要强调的是:geoip.location 必须是 geo_point 类型。

image.png

5、批量导入数据后可视化展示

基于第 4 节的导入一条数据,python 批量 bulk 导入本地文件数据后,可视化效果如下图所示:

  • 因为全局设置了 default_pipeline,写入数据不需要做任何特殊处理了。
  • image.png
  • image.png
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