Monitoramento do BESU - Apresentação Técnica sobre Blockchain

Agenda

Tópicos

1 Introdução ao BESU
2 Arquitetura e Componentes
3 Ferramentas de Monitoramento
4 Métricas Importantes
5 Implementação Prática

Pontos-chave

Configuração do ambiente

Dashboards e visualizações

Alertas e notificações

Troubleshooting comum

Melhores práticas

Introdução ao BESU

O que é BESU?

Hyperledger Besu é um cliente Ethereum de código aberto desenvolvido sob a licença Apache 2.0 e escrito em Java.

Pode ser executado em redes públicas ou privadas, oferecendo recursos avançados para empresas.

Características Principais

Compatibilidade com EVM (Ethereum Virtual Machine)
Suporte a múltiplos algoritmos de consenso
Permissionamento avançado
Monitoramento e métricas integradas

Comando de Inicialização

besu --network=dev \
  --miner-enabled=true \
  --miner-coinbase=0xfe3b557e8fb62b89f4916b721be55ceb828dbd73 \
  --rpc-http-enabled=true \
  --metrics-enabled=true

Arquitetura Básica

O BESU é composto por vários módulos que trabalham juntos para fornecer uma implementação completa do protocolo Ethereum.

Sua arquitetura modular permite fácil extensão e personalização para diferentes casos de uso.

Por que Monitorar?

Garantir disponibilidade da rede
Identificar problemas de desempenho
Otimizar recursos de infraestrutura
Detectar anomalias e ataques

Arquitetura de Monitoramento

Componentes do Sistema

Arquitetura BESU

Fluxo de dados e monitoramento

Coleta de Métricas

Prometheus para coleta de métricas
Grafana para visualização
Alertmanager para notificações
Logs centralizados com ELK Stack

Configuração do Monitoramento

Para habilitar métricas no BESU, adicione os seguintes parâmetros:

Configuração BESU

besu --metrics-enabled=true \
  --metrics-host=0.0.0.0 \
  --metrics-port=9545 \
  --metrics-category=PROCESS \
  --metrics-push-enabled=true \
  --metrics-push-host=prometheus-server \
  --metrics-push-port=9091 \
  --metrics-push-interval=15

Configuração básica do Prometheus:

prometheus.yml

scrape_configs:
  - job_name: 'besu'
    scrape_interval: 15s
    static_configs:
      - targets: ['besu-node:9545']
    metrics_path: /metrics

Fluxo de Dados

1. Coleta

BESU expõe métricas

2. Armazenamento

Prometheus armazena

3. Visualização

Grafana exibe dashboards

Benefícios da Arquitetura

Escalabilidade horizontal

Alta disponibilidade

Fácil integração

Visualização customizável

Métricas Importantes

Métricas do Sistema

1

CPU e Memória
Utilização de recursos do host
2

Disco I/O
Operações de leitura/escrita
3

Rede
Tráfego de entrada/saída
4

JVM
Heap, garbage collection

Métricas da Blockchain

1

Altura do Bloco
Número do bloco atual
2

Tempo de Bloco
Intervalo entre blocos
3

Transações
Taxa de transações por segundo
4

Peers
Número de conexões P2P

Consulta Prometheus

rate(besu_blockchain_height[5m])
besu_peers
rate(besu_transaction_pool_transactions_added_total[1m])

Dashboard de Monitoramento

Exemplo de dashboard Grafana para monitoramento BESU

Regras de Alerta

Crítico

• Nó desconectado por > 5 minutos
• Utilização de CPU > 90% por 10 minutos
• Memória disponível < 10%

Alerta

• Peers < 3 por > 10 minutos
• Atraso de sincronização > 10 blocos
• Utilização de CPU > 75% por 15 minutos

Informativo

• Reinício do nó detectado
• Tempo de bloco > 2x média histórica
• Disco utilizado > 70%

Configuração AlertManager

groups:
- name: besu_alerts
  rules:
  - alert: BesuNodeDown
    expr: up{job="besu"} == 0
    for: 5m
    labels:
      severity: critical
    annotations:
      summary: "Besu node down"
      description: "Besu node has been down for more than 5 minutes"

Detalhes das Métricas

Métricas de Desempenho

Métricas detalhadas para monitorar o desempenho do nó BESU, incluindo tempos de resposta, latência de transações e utilização de recursos.

Métricas de Rede

Informações sobre a conectividade da rede, incluindo número de peers, qualidade das conexões e propagação de blocos/transações.

Métricas de Consenso

Dados relacionados ao algoritmo de consenso, incluindo participação no processo de consenso, votos e finalizações de blocos.

# Exemplo de consulta PromQL avançada
sum(rate(besu_blockchain_difficulty_total[1h])) by (network)

# Tempo médio de processamento de transações
histogram_quantile(0.95, sum(rate(besu_transaction_pool_transactions_added_seconds_bucket[5m])) by (le))

Configuração Prometheus

Arquivo de Configuração

O arquivo prometheus.yml é o principal arquivo de configuração do Prometheus.

prometheus.yml

global:
  scrape_interval: 15s
  evaluation_interval: 15s

scrape_configs:
  - job_name: 'besu'
    metrics_path: '/metrics'
    static_configs:
      - targets: ['besu-node:9545']
    
  - job_name: 'node-exporter'
    static_configs:
      - targets: ['node-exporter:9100']

Regras de Alerta

Configure regras de alerta para monitorar métricas críticas do BESU.

besu_rules.yml

groups:
- name: besu
  rules:
  - alert: BesuNodeDown
    expr: up{job="besu"} == 0
    for: 5m
    labels:
      severity: critical
    annotations:
      summary: "Besu node down"
      description: "Besu node has been down for more than 5 minutes"
      
  - alert: BesuHighCPU
    expr: rate(process_cpu_seconds_total{job="besu"}[5m]) > 0.8
    for: 10m
    labels:
      severity: warning
    annotations:
      summary: "High CPU usage"
      description: "Besu is using more than 80% CPU for over 10 minutes"

Docker Compose

Exemplo de configuração usando Docker Compose para Prometheus e Grafana.

docker-compose.yml

version: '3'
services:
  prometheus:
    image: prom/prometheus:latest
    volumes:
      - ./prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml
      - ./besu_rules.yml:/etc/prometheus/besu_rules.yml
    command:
      - '--config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml'
      - '--storage.tsdb.path=/prometheus'
    ports:
      - "9090:9090"
      
  grafana:
    image: grafana/grafana:latest
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD=admin
    volumes:
      - grafana-storage:/var/lib/grafana
      
volumes:
  grafana-storage:

Arquitetura de Monitoramento

Coleta

Prometheus scraper

Armazenamento

Time-series DB

Alertas

Alert Manager

Visualização

Grafana

Consultas PromQL

Exemplos de consultas PromQL para monitorar métricas do BESU.

Altura do Bloco

besu_blockchain_height

Taxa de Transações

rate(besu_transaction_pool_transactions_added_total[5m])

Uso de CPU

rate(process_cpu_seconds_total{job="besu"}[1m])

Uso de Memória

process_resident_memory_bytes{job="besu"} / 1024 / 1024

Dicas e Melhores Práticas

Ajuste o intervalo de coleta conforme a necessidade
Configure retenção de dados apropriada
Use service discovery para ambientes dinâmicos
Implemente alta disponibilidade para Prometheus

Configuração Grafana

Configuração Inicial

Após instalar o Grafana, configure a fonte de dados do Prometheus:

1

Acesse Grafana (http://localhost:3000)
2

Login com admin/admin (padrão)
3

Vá para Configuration > Data Sources
4

Adicione Prometheus como fonte de dados

Configuração da Fonte de Dados

Configuração Prometheus

Name: Prometheus
Type: Prometheus
URL: http://prometheus:9090
Access: Server (default)
Scrape interval: 15s

Clique em "Save & Test" para verificar a conexão com o Prometheus.

Importar Dashboard

Você pode importar dashboards pré-configurados para o BESU:

Passos para Importar

1. Vá para Dashboards > Import
2. Cole o JSON do dashboard ou use o ID do Grafana.com
3. Selecione a fonte de dados Prometheus
4. Clique em "Import"

Dashboard BESU

Exemplo de dashboard Grafana para monitoramento BESU

Painéis Recomendados

Métricas de Nó

• Altura do bloco atual
• Peers conectados
• Tempo desde último bloco
• Status de sincronização

Métricas de Transações

• Taxa de transações/segundo
• Tamanho do pool de transações
• Tempo de confirmação
• Gás utilizado

Métricas de Sistema

• Uso de CPU/Memória
• Uso de disco
• Tráfego de rede
• Métricas JVM

Alertas

• Status de alertas ativos
• Histórico de alertas
• Tempo de resolução
• Frequência de alertas

Dicas e Melhores Práticas

Organize painéis por categorias lógicas
Use variáveis para dashboards dinâmicos
Configure alertas diretamente no Grafana
Exporte e versione seus dashboards

Exemplo de JSON Dashboard

dashboard.json

{
  "annotations": {
    "list": [
      {
        "builtIn": 1,
        "datasource": "-- Grafana --",
        "enable": true,
        "hide": true,
        "iconColor": "rgba(0, 211, 255, 1)",
        "name": "Annotations & Alerts",
        "type": "dashboard"
      }
    ]
  },
  "editable": true,
  "gnetId": null,
  "graphTooltip": 0,
  "id": 1,
  "links": [],
  "panels": [
    {
      "aliasColors": {},
      "bars": false,
      "dashLength": 10,
      "dashes": false,
      "datasource": "Prometheus",
      "fieldConfig": {
        "defaults": {},
        "overrides": []
      },
      "fill": 1,
      "fillGradient": 0,
      "gridPos": {
        "h": 8,
        "w": 12,
        "x": 0,
        "y": 0
      },
      "hiddenSeries": false,
      "id": 2,
      "legend": {
        "avg": false,
        "current": false,
        "max": false,
        "min": false,
        "show": true,
        "total": false,
        "values": false
      },
      "lines": true,
      "linewidth": 1,
      "nullPointMode": "null",
      "options": {
        "alertThreshold": true
      },
      "percentage": false,
      "pluginVersion": "7.5.7",
      "pointradius": 2,
      "points": false,
      "renderer": "flot",
      "seriesOverrides": [],
      "spaceLength": 10,
      "stack": false,
      "steppedLine": false,
      "targets": [
        {
          "expr": "besu_blockchain_height",
          "interval": "",
          "legendFormat": "Block Height",
          "refId": "A"
        }
      ],
      "thresholds": [],
      "timeFrom": null,
      "timeRegions": [],
      "timeShift": null,
      "title": "Block Height",
      "tooltip": {
        "shared": true,
        "sort": 0,
        "value_type": "individual"
      },
      "type": "graph",
      "xaxis": {
        "buckets": null,
        "mode": "time",
        "name": null,
        "show": true,
        "values": []
      },
      "yaxes": [
        {
          "format": "short",
          "label": null,
          "logBase": 1,
          "max": null,
          "min": null,
          "show": true
        },
        {
          "format": "short",
          "label": null,
          "logBase": 1,
          "max": null,
          "min": null,
          "show": true
        }
      ],
      "yaxis": {
        "align": false,
        "alignLevel": null
      }
    },
    {
      "datasource": "Prometheus",
      "fieldConfig": {
        "defaults": {
          "color": {
            "mode": "thresholds"
          },
          "mappings": [],
          "thresholds": {
            "mode": "absolute",
            "steps": [
              {
                "color": "red",
                "value": null
              },
              {
                "color": "green",
                "value": 1
              }
            ]
          }
        },
        "overrides": []
      },
      "gridPos": {
        "h": 8,
        "w": 12,
        "x": 12,
        "y": 0
      },
      "id": 4,
      "options": {
        "colorMode": "value",
        "graphMode": "area",
        "justifyMode": "auto",
        "orientation": "auto",
        "reduceOptions": {
          "calcs": [
            "lastNotNull"
          ],
          "fields": "",
          "values": false
        },
        "text": {},
        "textMode": "auto"
      },
      "pluginVersion": "7.5.7",
      "targets": [
        {
          "expr": "besu_peers",
          "interval": "",
          "legendFormat": "",
          "refId": "A"
        }
      ],
      "title": "Connected Peers",
      "type": "stat"
    }
  ],
  "refresh": "5s",
  "schemaVersion": 27,
  "style": "dark",
  "tags": [],
  "templating": {
    "list": []
  },
  "time": {
    "from": "now-6h",
    "to": "now"
  },
  "timepicker": {},
  "timezone": "",
  "title": "BESU Monitoring",
  "uid": "besu-monitoring",
  "version": 1
}

Exemplos de Código

Inicialização do BESU com Métricas

start-besu.sh

#!/bin/bash

besu --network=dev \
  --miner-enabled=true \
  --miner-coinbase=0xfe3b557e8fb62b89f4916b721be55ceb828dbd73 \
  --rpc-http-enabled=true \
  --rpc-http-api=ETH,NET,WEB3,ADMIN \
  --host-allowlist="*" \
  --rpc-http-cors-origins="*" \
  --metrics-enabled=true \
  --metrics-host=0.0.0.0 \
  --metrics-port=9545 \
  --metrics-category=PROCESS,PEERS,BLOCKCHAIN,SYNCHRONIZER,RPC,JVM \
  --data-path=/opt/besu/data

Configuração do Prometheus

prometheus.yml

global:
  scrape_interval: 15s
  evaluation_interval: 15s

alerting:
  alertmanagers:
  - static_configs:
    - targets:
      - alertmanager:9093

rule_files:
  - "besu_rules.yml"

scrape_configs:
  - job_name: 'besu'
    metrics_path: '/metrics'
    static_configs:
      - targets: ['besu:9545']
    
  - job_name: 'node-exporter'
    static_configs:
      - targets: ['node-exporter:9100']

Regras de Alerta

besu_rules.yml

groups:
- name: besu_alerts
  rules:
  - alert: BesuNodeDown
    expr: up{job="besu"} == 0
    for: 5m
    labels:
      severity: critical
    annotations:
      summary: "Besu node down"
      description: "Besu node has been down for more than 5 minutes"
      
  - alert: BesuLowPeers
    expr: besu_peers < 3
    for: 10m
    labels:
      severity: warning
    annotations:
      summary: "Low peer count"
      description: "Besu has less than 3 peers for more than 10 minutes"

Docker Compose

docker-compose.yml

version: '3'
services:
  besu:
    image: hyperledger/besu:latest
    command:
      - --network=dev
      - --miner-enabled=true
      - --miner-coinbase=0xfe3b557e8fb62b89f4916b721be55ceb828dbd73
      - --rpc-http-enabled=true
      - --rpc-http-api=ETH,NET,WEB3,ADMIN
      - --host-allowlist=*
      - --rpc-http-cors-origins=*
      - --metrics-enabled=true
      - --metrics-host=0.0.0.0
      - --metrics-port=9545
    ports:
      - "8545:8545"
      - "9545:9545"
    volumes:
      - besu-data:/opt/besu/data
      
  prometheus:
    image: prom/prometheus:latest
    volumes:
      - ./prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml
      - ./besu_rules.yml:/etc/prometheus/besu_rules.yml
    command:
      - '--config.file=/etc/prometheus/prometheus.yml'
      - '--storage.tsdb.path=/prometheus'
    ports:
      - "9090:9090"
      
  grafana:
    image: grafana/grafana:latest
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD=admin
    volumes:
      - grafana-storage:/var/lib/grafana
      
volumes:
  besu-data:
  grafana-storage:

Dashboard Exemplo

Visualização de métricas no Grafana

Consultas PromQL Úteis

Altura do Bloco

besu_blockchain_height

Taxa de Transações

rate(besu_transaction_pool_transactions_added_total[5m])

Uso de Memória

process_resident_memory_bytes{job="besu"} / 1024 / 1024

Casos de Uso

Redes Empresariais

Monitoramento de redes blockchain privadas em ambientes corporativos.

Garantia de SLAs para aplicações críticas
Auditoria de transações e conformidade
Detecção de anomalias em tempo real

Exemplo: Rede de Supply Chain

Monitoramento de nós BESU em uma rede de rastreamento de produtos, garantindo visibilidade e integridade dos dados em toda a cadeia.

Redes de Consórcio

Monitoramento de redes multi-organizacionais com múltiplos participantes.

Visibilidade compartilhada do estado da rede
Monitoramento de SLAs entre organizações
Identificação de gargalos de desempenho

Exemplo: Consórcio Financeiro

Monitoramento centralizado de uma rede BESU compartilhada entre instituições financeiras para liquidação de transações.

Arquitetura de Referência

Arquitetura de monitoramento para redes BESU em produção

Benefícios do Monitoramento

Disponibilidade

Detecção proativa de falhas e problemas antes que afetem os usuários.

Desempenho

Otimização de recursos e identificação de gargalos para melhor throughput.

Segurança

Detecção de atividades suspeitas e tentativas de ataque à rede.

Auditoria

Registro histórico de eventos e métricas para análise e conformidade.

Métricas de ROI

Redução de 70% no tempo de resolução de incidentes
Aumento de 30% na disponibilidade da rede
Economia de 40% em custos operacionais

Conclusão

Principais Aprendizados

1

Monitoramento é Essencial
O monitoramento adequado é crucial para garantir a confiabilidade, desempenho e segurança de redes BESU em produção.
2

Stack Tecnológico
Prometheus e Grafana formam uma solução robusta e flexível para monitoramento de redes blockchain.
3

Métricas Críticas
Identificar e monitorar as métricas certas permite detecção proativa de problemas e otimização contínua.
4

Automação de Alertas
Alertas bem configurados reduzem o tempo de resposta a incidentes e minimizam o impacto de falhas.

Próximos Passos

Implementar monitoramento em ambiente de teste
Personalizar dashboards para casos de uso específicos
Explorar integração com sistemas de SIEM
Desenvolver estratégias de resposta a incidentes
Contribuir com a comunidade Hyperledger

Recursos Adicionais

Documentação Oficial
hyperledger.org/use/besu
Repositório GitHub
github.com/hyperledger/besu
Eventos e Webinars
hyperledger.org/events
Comunidade
chat.hyperledger.org

Contato

Tem dúvidas ou gostaria de discutir mais sobre monitoramento BESU?

grupo.estudos@blockchain.org

Discord: blockchain-estudos

blockchain-estudos.org

Obrigado!

Agradecemos sua participação neste estudo técnico sobre Monitoramento do BESU.

Próximo encontro: 15/06/2023 - "Smart Contracts Avançados"