460899c0df22086c3a913e7d783006000af87947
[rrdtool.git] / doc / rrdcached.pod
1 =pod
2
3 =head1 NAME
4
5 rrdcached - Data caching daemon for rrdtool
6
7 =head1 SYNOPSIS
8
9 B<rrdcached>
10 [B<-P>E<nbsp>I<permissions>]
11 [B<-l>E<nbsp>I<address>]
12 [B<-w>E<nbsp>I<timeout>]
13 [B<-z>E<nbsp>I<delay>]
14 [B<-f>E<nbsp>I<timeout>]
15 [B<-p>E<nbsp>I<pid_file>]
16 [B<-t>E<nbsp>I<write_threads>]
17 [B<-j>E<nbsp>I<journal_dir>]
18 [-F]
19 [-g]
20 [B<-b>E<nbsp>I<base_dir>E<nbsp>[B<-B>]]
21
22 =head1 DESCRIPTION
23
24 B<rrdcached> is a daemon that receives updates to existing RRD files,
25 accumulates them and, if enough have been received or a defined time has
26 passed, writes the updates to the RRD file. A I<flush> command may be used to
27 force writing of values to disk, so that graphing facilities and similar can
28 work with up-to-date data.
29
30 The daemon was written with big setups in mind. Those setups usually run into
31 IOE<nbsp>related problems sooner or later for reasons that are beyond the scope
32 of this document. Check the wiki at the RRDTool homepage for details. Also
33 check L<SECURITY CONSIDERATIONS> below before using this daemon! A detailed
34 description of how the daemon operates can be found in the L<HOW IT WORKS>
35 section below.
36
37 =head1 OPTIONS
38
39 =over 4
40
41 =item B<-l> I<address>
42
43 Tells the daemon to bind to I<address> and accept incoming connections on that
44 socket. If I<address> begins with C<unix:>, everything following that prefix is
45 interpreted as the path to a UNIX domain socket. Otherwise the address or node
46 name are resolved using L<getaddrinfo>.
47
48 For network sockets, a port may be specified by using the form
49 C<B<[>I<address>B<]:>I<port>>. If the address is an IPv4 address or a fully
50 qualified domain name (i.E<nbsp>e. the address contains at least one dot
51 (C<.>)), the square brackets can be omitted, resulting in the (simpler)
52 C<I<address>B<:>I<port>> pattern. The default port is B<42217/udp>. If you
53 specify a network socket, it is mandatory to read the
54 L</"SECURITY CONSIDERATIONS"> section.
55
56 The following formats are accepted. Please note that the address of the UNIX
57 domain socket B<must> start with a slash in the second case!
58
59    unix:</path/to/unix.sock>
60    /<path/to/unix.sock>
61    <hostname-or-ip>
62    [<hostname-or-ip>]:<port>
63    <hostname-or-ipv4>:<port>
64
65 If the B<-l> option is not specified the default address,
66 C<unix:/tmp/rrdcached.sock>, will be used.
67
68 =item B<-P> I<command>[,I<command>[,...]]
69
70 Specifies the commands accepted via a network socket. This allows
71 administrators of I<RRDCacheD> to control the actions accepted from various
72 sources.
73
74 The arguments given to the B<-P> option is a comma separated list of commands.
75 For example, to allow the C<FLUSH> and C<PENDING> commands one could specify:
76
77   rrdcached -P FLUSH,PENDING $MORE_ARGUMENTS
78
79 The B<-P> option effects the I<following> socket addresses (the following B<-l>
80 options). In the following example, only the IPv4 network socket (address
81 C<10.0.0.1>) will be restricted to the C<FLUSH> and C<PENDING> commands:
82
83   rrdcached -l unix:/some/path -P FLUSH,PENDING -l 10.0.0.1
84
85 A complete list of available commands can be found in the section
86 L</"Valid Commands"> below. There are two minor special exceptions:
87
88 =over 4
89
90 =item *
91
92 The C<HELP> and C<QUIT> commands are always allowed.
93
94 =item *
95
96 If the C<BATCH> command is accepted, the B<.>E<nbsp>command will automatically
97 be accepted, too.
98
99 =back
100
101 Please also read L</"SECURITY CONSIDERATIONS"> below.
102
103 =item B<-w> I<timeout>
104
105 Data is written to disk every I<timeout> seconds. If this option is not
106 specified the default interval of 300E<nbsp>seconds will be used.
107
108 =item B<-z> I<delay>
109
110 If specified, rrdcached will delay writing of each RRD for a random number
111 of seconds in the rangeE<nbsp>[0,I<delay>).  This will avoid too many
112 writes being queued simultaneously.  This value should be no greater than
113 the value specified in B<-w>.  By default, there is no delay.
114
115 =item B<-f> I<timeout>
116
117 Every I<timeout> seconds the entire cache is searched for old values which are
118 written to disk. This only concerns files to which updates have stopped, so
119 setting this to a high value, such as 3600E<nbsp>seconds, is acceptable in most
120 cases. This timeout defaults to 3600E<nbsp>seconds.
121
122 =item B<-p> I<file>
123
124 Sets the name and location of the PID-file. If not specified, the default,
125 C<I<$localststedir>/run/rrdcached.pid> will be used.
126
127 =item B<-t> I<write_threads>
128
129 Specifies the number of threads used for writing RRD files.  The default
130 isE<nbsp>4.  Increasing this number will allow rrdcached to have more
131 simultaneous I/O requests into the kernel.  This may allow the kernel to
132 re-order disk writes, resulting in better disk throughput.
133
134 =item B<-j> I<dir>
135
136 Write updates to a journal in I<dir>.  In the event of a program or system
137 crash, this will allow the daemon to write any updates that were pending
138 at the time of the crash.
139
140 On startup, the daemon will check for journal files in this directory.  If
141 found, all updates therein will be read into memory before the daemon
142 starts accepting new connections.
143
144 The journal will be rotated with the same frequency as the flush timer
145 given by B<-f>.
146
147 When journaling is enabled, the daemon will use a fast shutdown procedure.
148 Rather than flushing all files to disk, it will make sure the journal is
149 properly written and exit immediately.  Although the RRD data files are
150 not fully up-to-date, no information is lost; all pending updates will be
151 replayed from the journal next time the daemon starts up.
152
153 To disable fast shutdown, use the B<-F> option.
154
155 =item B<-F>
156
157 ALWAYS flush all updates to the RRD data files when the daemon is shut
158 down, regardless of journal setting.
159
160 =item B<-g>
161
162 Run in the foreground.  The daemon will not fork().
163
164 =item B<-b> I<dir>
165
166 The daemon will change into a specific directory at startup. All files passed
167 to the daemon, that are specified by a B<relative> path, will be interpreted
168 to be relative to this directory. If not given the default, C</tmp>, will be
169 used.
170
171   +------------------------+------------------------+
172   ! Command line           ! File updated           !
173   +------------------------+------------------------+
174   ! foo.rrd                ! /tmp/foo.rrd           !
175   ! foo/bar.rrd            ! /tmp/foo/bar.rrd       !
176   ! /var/lib/rrd/foo.rrd   ! /var/lib/rrd/foo.rrd   !
177   +------------------------+------------------------+
178   Paths given on the command  line and paths actually
179   updated by the daemon,  assuming the base directory
180   "/tmp".
181
182 B<WARNING:> The paths up to and including the base directory B<MUST NOT BE>
183 symbolic links.  In other words, if the base directory is
184 specified as:
185
186     -b /base/dir/somewhere
187
188 ... then B<NONE> of the following should be symbolic links:
189
190     /base
191     /base/dir
192     /base/dir/somewhere
193
194 =item B<-B>
195
196 Only permit writes into the base directory specified in B<-b> (and any
197 sub-directories).  This does B<NOT> detect symbolic links.  Paths
198 containing C<../> will also be blocked.
199
200 =back
201
202 =head1 AFFECTED RRDTOOL COMMANDS
203
204 The following commands may be made aware of the B<rrdcached> using the command
205 line argument B<--daemon> or the environment variable B<RRDCACHED_ADDRESS>:
206
207 =over 4
208
209 =item B<dump>
210
211 =item B<fetch>
212
213 =item B<flush>
214
215 =item B<graph>
216
217 =item B<graphv>
218
219 =item B<info>
220
221 =item B<last>
222
223 =item B<lastupdate>
224
225 =item B<update>
226
227 =item B<xport>
228
229 =back
230
231 The B<update> command can send values to the daemon instead of writing them to
232 the disk itself. All other commands can send a B<FLUSH> command (see below) to
233 the daemon before accessing the files, so they work with up-to-date data even
234 if the cache timeout is large.
235
236 =head1 ERROR REPORTING
237
238 The daemon reports errors in one of two ways: During startup, error messages
239 are printed to C<STDERR>. One of the steps when starting up is to fork to the
240 background and closing C<STDERR> - after this writing directly to the user is
241 no longer possible. Once this has happened, the daemon will send log messages
242 to the system logging daemon using L<syslog(3)>. The facility used is
243 C<LOG_DAEMON>.
244
245 =head1 HOW IT WORKS
246
247 When receiving an update, B<rrdcached> does not write to disk but looks for an
248 entry for that file in its internal tree. If not found, an entry is created
249 including the current time (called "First" in the diagram below). This time is
250 B<not> the time specified on the command line but the time the operating system
251 considers to be "now". The value and time of the value (called "Time" in the
252 diagram below) are appended to the tree node.
253
254 When appending a value to a tree node, it is checked whether it's time to write
255 the values to disk. Values are written to disk if
256 S<C<now() - First E<gt>= timeout>>, where C<timeout> is the timeout specified
257 using the B<-w> option, see L<OPTIONS>. If the values are "old enough" they
258 will be enqueued in the "update queue", i.E<nbsp>e. they will be appended to
259 the linked list shown below.  Because the tree nodes and the elements of the
260 linked list are the same data structures in memory, any update to a file that
261 has already been enqueued will be written with the next write to the RRD file,
262 too.
263
264 A separate "update thread" constantly dequeues the first element in the update
265 queue and writes all its values to the appropriate file. So as long as the
266 update queue is not empty files are written at the highest possible rate.
267
268 Since the timeout of files is checked only when new values are added to the
269 file, "dead" files, i.E<nbsp>e. files that are not updated anymore, would never
270 be written to disk. Therefore, every now and then, controlled by the B<-f>
271 option, the entire tree is walked and all "old" values are enqueued. Since this
272 only affects "dead" files and walking the tree is relatively expensive, you
273 should set the "flush interval" to a reasonably high value. The default is
274 3600E<nbsp>seconds (one hour).
275
276 The downside of caching values is that they won't show up in graphs generated
277 from the RRDE<nbsp>files. To get around this, the daemon provides the "flush
278 command" to flush specific files. This means that the file is inserted at the
279 B<head> of the update queue or moved there if it is already enqueued. The flush
280 command will return only after the file's pending updates have been written
281 to disk.
282
283  +------+   +------+                               +------+
284  ! head !   ! root !                               ! tail !
285  +---+--+   +---+--+                               +---+--+
286      !         /\                                      !
287      !        /  \                                     !
288      !       /\  /\                                    !
289      !      /\/\ \ `----------------- ... --------,    !
290      V     /      `-------,                       !    V
291  +---+----+---+    +------+-----+             +---+----+---+
292  ! File:  foo !    ! File:  bar !             ! File:  qux !
293  ! First: 101 !    ! First: 119 !             ! First: 180 !
294  ! Next:&bar -+--->! Next:&... -+---> ... --->! Next:NULL  !
295  | Prev:NULL  !<---+-Prev:&foo  !<--- ... ----+-Prev: &... !
296  +============+    +============+             +============+
297  ! Time:  100 !    ! Time:  120 !             ! Time:  180 !
298  ! Value:  10 !    ! Value: 0.1 !             ! Value: 2,2 !
299  +------------+    +------------+             +------------+
300  ! Time:  110 !    ! Time:  130 !             ! Time:  190 !
301  ! Value:  26 !    ! Value: 0.1 !             ! Value: 7,3 !
302  +------------+    +------------+             +------------+
303  :            :    :            :             :            :
304  +------------+    +------------+             +------------+
305  ! Time:  230 !    ! Time:  250 !             ! Time:  310 !
306  ! Value:  42 !    ! Value: 0.2 !             ! Value: 1,2 !
307  +------------+    +------------+             +------------+
308
309 The above diagram demonstrates:
310
311 =over
312
313 =item *
314
315 Files/values are stored in a (balanced) tree.
316
317 =item *
318
319 Tree nodes and entries in the update queue are the same data structure.
320
321 =item *
322
323 The local time ("First") and the time specified in updates ("Time") may differ.  
324
325 =item *
326
327 Timed out values are inserted at the "tail".
328
329 =item *
330
331 Explicitly flushed values are inserted at the "head".
332
333 =item *
334
335 ASCII art rocks.
336
337 =back
338
339 =head1 SECURITY CONSIDERATIONS
340
341 =head2 Authentication
342
343 There is no authentication.
344
345 The client/server protocol does not yet have any authentication mechanism. It
346 is likely that authentication and encryption will be added in a future version,
347 but for the time being it is the administrator's responsibility to secure the
348 traffic from/to the daemon!
349
350 It is highly recommended to install a packet filter or similar mechanism to
351 prevent unauthorized connections. Unless you have a dedicated VLAN or VPN for
352 this, using network sockets is probably a bad idea!
353
354 =head2 Authorization
355
356 There is minimal per-socket authorization.
357
358 Authorization is currently done on a per-socket basis. That means each socket
359 has a list of commands it will accept and it will accept. It will accept only
360 those commands explicitly listed but it will (currently) accept these commands
361 from anyone reaching the socket.
362
363 If the networking sockets are to be used, it is necessary to restrict the
364 accepted commands to those needed by external clients. If, for example,
365 external clients want to draw graphs of the cached data, they should only be
366 allowed to use the C<FLUSH> command.
367
368 =head2 Encryption
369
370 There is no encryption.
371
372 Again, this may be added in the future, but for the time being it is your job
373 to keep your private data private. Install a VPN or an encrypted tunnel if you
374 statistics are confidential!
375
376 =head2 Sanity checking
377
378 There is no sanity checking.
379
380 The daemon will blindly write to any file it gets told, so you really should
381 create a separate user just for this daemon. Also it does not do any sanity
382 checks, so if it gets told to write values for a time far in the future, your
383 files will be messed up good!
384
385 =head2 Conclusion
386
387 =over 4
388
389 =item *
390
391 Security is the job of the administrator.
392
393 =item *
394
395 We recommend to allow write access via UNIX domain sockets only.
396
397 =item *
398
399 You have been warned.
400
401 =back
402
403 =head1 PROTOCOL
404
405 The daemon communicates with clients using a line based ASCII protocol which is
406 easy to read and easy to type. This makes it easy for scripts to implement the
407 protocol and possible for users to use L<telnet> to connect to the daemon
408 and test stuff "by hand".
409
410 The protocol is line based, this means that each record consists of one or more
411 lines. A line is terminated by the line feed character C<0x0A>, commonly
412 written as C<\n>. In the examples below, this character will be written as
413 C<E<lt>LFE<gt>> ("line feed").
414
415 After the connection has been established, the client is expected to send a
416 "command". A command consists of the command keyword, possibly some arguments,
417 and a terminating newline character. For a list of commands, see
418 L<Valid Commands> below.
419
420 Example:
421
422   FLUSH /tmp/foo.rrd<LF>
423
424 The daemon answers with a line consisting of a status code and a short status
425 message, separated by one or more space characters. A negative status code
426 signals an error, a positive status code or zero signal success. If the status
427 code is greater than zero, it indicates the number of lines that follow the
428 status line.
429
430 Examples:
431
432  0 Success<LF>
433
434  2 Two lines follow<LF>
435  This is the first line<LF>
436  And this is the second line<LF>
437
438 =head2 Valid Commands
439
440 The following commands are understood by the daemon:
441
442 =over 4
443
444 =item B<FLUSH> I<filename>
445
446 Causes the daemon to put I<filename> to the B<head> of the update queue
447 (possibly moving it there if the node is already enqueued). The answer will be
448 sent B<after> the node has been dequeued.
449
450 =item B<FLUSHALL>
451
452 Causes the daemon to start flushing ALL pending values to disk.  This
453 returns immediately, even though the writes may take a long time.
454
455 =item B<PENDING> I<filename>
456
457 Shows any "pending" updates for a file, in order.  The updates shown have
458 not yet been written to the underlying RRD file.
459
460 =item B<FORGET> I<filename>
461
462 Removes I<filename> from the cache.  Any pending updates B<WILL BE LOST>.
463
464 =item B<QUEUE>
465
466 Shows the files that are on the output queue.  Returns zero or more lines
467 in the following format, where E<lt>num_valsE<gt> is the number of values
468 to be written for the E<lt>fileE<gt>:
469
470     <num_vals> <file>
471
472 =item B<HELP> [I<command>]
473
474 Returns a short usage message. If no command is given, or I<command> is
475 B<HELP>, a list of commands supported by the daemon is returned. Otherwise a
476 short description, possibly containing a pointer to a manual page, is returned.
477 Obviously, this is meant for interactive usage and the format in which the
478 commands and usage summaries are returned is not well defined.
479
480 =item B<STATS>
481
482 Returns a list of metrics which can be used to measure the daemons performance
483 and check its status. For a description of the values returned, see
484 L<Performance Values> below.
485
486 The format in which the values are returned is similar to many other line based
487 protocols: Each value is printed on a separate line, each consisting of the
488 name of the value, a colon, one or more spaces and the actual value.
489
490 Example:
491
492  9 Statistics follow
493  QueueLength: 0
494  UpdatesReceived: 30
495  FlushesReceived: 2
496  UpdatesWritten: 13
497  DataSetsWritten: 390
498  TreeNodesNumber: 13
499  TreeDepth: 4
500  JournalBytes: 190
501  JournalRotate: 0
502
503 =item B<UPDATE> I<filename> I<values> [I<values> ...]
504
505 Adds more data to a filename. This is B<the> operation the daemon was designed
506 for, so describing the mechanism again is unnecessary. Read L<HOW IT WORKS>
507 above for a detailed explanation.
508
509 Note that rrdcached only accepts absolute timestamps in the update values.
510 Updates strings like "N:1:2:3" are automatically converted to absolute
511 time by the RRD client library before sending to rrdcached.
512
513 =item B<WROTE> I<filename>
514
515 This command is written to the journal after a file is successfully
516 written out to disk.  It is used during journal replay to determine which
517 updates have already been applied.  It is I<only> valid in the journal; it
518 is not accepted from the other command channels.
519
520 =item B<BATCH>
521
522 This command initiates the bulk load of multiple commands.  This is
523 designed for installations with extremely high update rates, since it
524 permits more than one command to be issued per read() and write().
525
526 All commands are executed just as they would be if given individually,
527 except for output to the user.  Messages indicating success are
528 suppressed, and error messages are delayed until the client is finished.
529
530 Command processing is finished when the client sends a dot (".") on its
531 own line.  After the client has finished, the server responds with an
532 error count and the list of error messages (if any).  Each error messages
533 indicates the number of the command to which it corresponds, and the error
534 message itself.  The first user command after B<BATCH> is command number one.
535
536     client:  BATCH
537     server:  0 Go ahead.  End with dot '.' on its own line.
538     client:  UPDATE x.rrd 1223661439:1:2:3            <--- command #1
539     client:  UPDATE y.rrd 1223661440:3:4:5            <--- command #2
540     client:  and so on...
541     client:  .
542     server:  2 Errors
543     server:  1 message for command 1
544     server:  12 message for command 12
545
546 =item B<QUIT>
547
548 Disconnect from rrdcached.
549
550 =back
551
552 =head2 Performance Values
553
554 The following counters are returned by the B<STATS> command:
555
556 =over 4
557
558 =item B<QueueLength> I<(unsigned 64bit integer)>
559
560 Number of nodes currently enqueued in the update queue.
561
562 =item B<UpdatesReceived> I<(unsigned 64bit integer)>
563
564 Number of UPDATE commands received.
565
566 =item B<FlushesReceived> I<(unsigned 64bit integer)>
567
568 Number of FLUSH commands received.
569
570 =item B<UpdatesWritten> I<(unsigned 64bit integer)>
571
572 Total number of updates, i.E<nbsp>e. calls to C<rrd_update_r>, since the
573 daemon was started.
574
575 =item B<DataSetsWritten> I<(unsigned 64bit integer)>
576
577 Total number of "data sets" written to disk since the daemon was
578 started. A data set is one or more values passed to the B<UPDATE>
579 command. For example: C<1223661439:123:456> is one data set with two
580 values. The term "data set" is used to prevent confusion whether
581 individual values or groups of values are counted.
582
583 =item B<TreeNodesNumber> I<(unsigned 64bit integer)>
584
585 Number of nodes in the cache.
586
587 =item B<TreeDepth> I<(unsigned 64bit integer)>
588
589 Depth of the tree used for fast key lookup.
590
591 =item B<JournalBytes> I<(unsigned 64bit integer)>
592
593 Total number of bytes written to the journal since startup.
594
595 =item B<JournalRotate> I<(unsigned 64bit integer)>
596
597 Number of times the journal has been rotated since startup.
598
599 =back
600
601 =head1 SIGNALS
602
603 =over 4
604
605 =item SIGINT and SIGTERM
606
607 The daemon exits normally on receipt of either of these signals.  Pending
608 updates are handled in accordance with the B<-j> and B<-F> options.
609
610 =item SIGUSR1
611
612 The daemon exits AFTER flushing all updates out to disk.  This may take a
613 while.
614
615 =item SIGUSR2
616
617 The daemon exits immediately, without flushing updates out to disk.
618 Pending updates will be replayed from the journal when the daemon starts
619 up again.  B<WARNING: if journaling (-j) is NOT enabled, any pending
620 updates WILL BE LOST>.
621
622 =back
623
624 =head1 BUGS
625
626 No known bugs at the moment.
627
628 =head1 SEE ALSO
629
630 L<rrdtool>, L<rrdgraph>
631
632 =head1 AUTHOR
633
634 B<rrdcached> and this manual page have been written by Florian Forster
635 E<lt>octoE<nbsp>atE<nbsp>verplant.orgE<gt>.
636
637 =head1 CONTRIBUTORS
638
639 kevin brintnall E<lt>kbrint@rufus.netE<gt>
640
641 =cut
642