Build Grafana Dashboards

Grafana-Dashboards erstellen

Grafana-Dashboards mit Best Practices fuer Wartbarkeit, Wiederverwendbarkeit und Versionskontrolle entwerfen und bereitstellen.

Wann verwenden

• Visuelle Darstellungen von Prometheus-, Loki- oder anderen Datenquellen-Metriken erstellen
• Operative Dashboards fuer SRE-Teams und Incident-Responder aufbauen
• Executive-Level-Reporting-Dashboards fuer SLO-Compliance einrichten
• Dashboards von manueller Erstellung zu versionskontrolliertem Provisioning migrieren
• Dashboard-Layouts teamuebergreifend mit Template-Variablen standardisieren
• Drill-down-Erlebnisse von High-Level-Uebersichten bis hin zu detaillierten Metriken erstellen

Eingaben

• Pflichtfeld: Datenquellen-Konfiguration (Prometheus, Loki, Tempo usw.)
• Pflichtfeld: Metriken oder Logs zur Visualisierung mit ihren Abfragemustern
• Optional: Template-Variablen fuer Multi-Service- oder Multi-Environment-Ansichten
• Optional: Vorhandenes Dashboard-JSON fuer Migration oder Anpassung
• Optional: Annotationsabfragen fuer Ereignis-Korrelation (Deployments, Incidents)

Vorgehensweise

Unter Extended Examples sind vollstaendige Konfigurationsdateien und Templates verfuegbar.

Schritt 1: Dashboard-Struktur entwerfen

Dashboard-Layout und -Organisation planen, bevor Panels erstellt werden.

Ein Dashboard-Spezifikationsdokument erstellen:

# Service Overview Dashboard

## Purpose
Real-time operational view for on-call engineers monitoring the API service.

## Rows
1. High-Level Metrics (collapsed by default)
   - Request rate, error rate, latency (RED metrics)
   - Service uptime, instance count
2. Detailed Metrics (expanded by default)
   - Per-endpoint latency breakdown
   - Error rate by status code
   - Database connection pool status
3. Resource Utilization
   - CPU, memory, disk usage per instance
   - Network I/O rates
4. Logs (collapsed by default)
   - Recent errors from Loki
   - Alert firing history

## Variables
- `environment`: production, staging, development
- `instance`: all instances or specific instance selection
- `interval`: aggregation window (5m, 15m, 1h)

## Annotations
- Deployment events from CI/CD system
- Alert firing/resolving events

Wichtige Designprinzipien:

• Wichtigste Metriken zuerst: Kritische Metriken oben, Details darunter
• Konsistente Zeitbereiche: Zeit ueber alle Panels synchronisieren
• Drill-down-Pfade: Von High-Level zu Detaildashboards verlinken
• Responsives Layout: Reihen und Panel-Breiten verwenden, die auf verschiedenen Bildschirmen funktionieren

Erwartet: Klare Dashboard-Struktur dokumentiert, Stakeholder zu Metriken und Layout-Prioritaeten abgestimmt.

Bei Fehler:

• Dashboard-Designreview mit Endnutzern durchfuehren (SREs, Entwickler)
• Mit Branchenstandards vergleichen (USE-Methode, RED-Methode, Four Golden Signals)
• Bestehende Dashboards im Team auf Konsistenzmuster ueberpruefen

Schritt 2: Dashboard mit Template-Variablen erstellen

Dashboard-Grundlage mit wiederverwendbaren Variablen zur Filterung aufbauen.

Dashboard-JSON-Struktur erstellen (oder Benutzerflaeche verwenden und exportieren):

{
  "dashboard": {
    "title": "API Service Overview",
    "uid": "api-service-overview",
    "version": 1,
    "timezone": "browser",
    "editable": true,
    "graphTooltip": 1,
    "time": {
      "from": "now-6h",
      "to": "now"
    },
    "refresh": "30s",
    "templating": {
      "list": [
        {
          "name": "environment",
          "type": "query",
          "datasource": "Prometheus",
          "query": "label_values(up{job=\"api-service\"}, environment)",
          "multi": false,
          "includeAll": false,
          "refresh": 1,
          "sort": 1,
          "current": {
            "selected": false,
            "text": "production",
            "value": "production"
          }
        },
        {
          "name": "instance",
          "type": "query",
          "datasource": "Prometheus",
          "query": "label_values(up{job=\"api-service\",environment=\"$environment\"}, instance)",
          "multi": true,
          "includeAll": true,
          "refresh": 1,
          "allValue": ".*",
          "current": {
            "selected": true,
            "text": "All",
            "value": "$__all"
          }
        },
        {
          "name": "interval",
          "type": "interval",
          "options": [
            {"text": "1m", "value": "1m"},
            {"text": "5m", "value": "5m"},
            {"text": "15m", "value": "15m"},
            {"text": "1h", "value": "1h"}
          ],
          "current": {
            "text": "5m",
            "value": "5m"
          },
          "auto": false
        }
      ]
    },
    "annotations": {
      "list": [
        {
          "name": "Deployments",
          "datasource": "Prometheus",
          "enable": true,
          "expr": "changes(app_version{job=\"api-service\",environment=\"$environment\"}[5m]) > 0",
          "step": "60s",
          "iconColor": "rgba(0, 211, 255, 1)",
          "tagKeys": "version"
        }
      ]
    }
  }
}

Variablentypen und Anwendungsfaelle:

• Query-Variablen: Dynamische Listen aus der Datenquelle (label_values(), query_result())
• Intervall-Variablen: Aggregationsfenster fuer Abfragen
• Benutzerdefinierte Variablen: Statische Listen fuer Nicht-Metrik-Auswahlen
• Konstantenvariablen: Gemeinsame Werte ueber Panels hinweg (Datenquellennamen, Schwellenwerte)
• Textfeld-Variablen: Freitext-Eingabe zur Filterung

Erwartet: Variablen werden korrekt aus der Datenquelle befuellt, kaskadierende Filter funktionieren (Umgebung filtert Instanzen), Standardauswahl angemessen.

Bei Fehler:

• Variablenabfragen unabhaengig in der Prometheus-Benutzerflaeche testen
• Auf Zirkularabhaengigkeiten pruefen (Variable A haengt von B ab, das von A abhaengt)
• Regex-Muster im allValue-Feld fuer Multi-Select-Variablen ueberpruefen
• Variablen-Refresh-Einstellungen pruefen (beim Dashboard-Laden vs. bei Zeitbereichsaenderung)

Schritt 3: Visualisierungs-Panels erstellen

Panels fuer jede Metrik mit geeigneten Visualisierungstypen erstellen.

Time-Series-Panel (Request Rate):

{
  "type": "timeseries",
  "title": "Request Rate",
  "gridPos": {"h": 8, "w": 12, "x": 0, "y": 0},
  "targets": [
    {
      "expr": "sum(rate(http_requests_total{job=\"api-service\",environment=\"$environment\",instance=~\"$instance\"}[$interval])) by (method)",
      "legendFormat": "{{method}}",
      "refId": "A"
    }
  ],
  "fieldConfig": {
    "defaults": {
      "unit": "reqps",
      "color": {
        "mode": "palette-classic"
      },
      "custom": {
        "drawStyle": "line",
        "lineInterpolation": "smooth",
        "fillOpacity": 10,
        "spanNulls": true
      },
      "thresholds": {
        "mode": "absolute",
        "steps": [
          {"value": null, "color": "green"},
          {"value": 1000, "color": "yellow"},
          {"value": 5000, "color": "red"}
        ]
      }
    }
  },
  "options": {
    "tooltip": {
      "mode": "multi",
      "sort": "desc"
    },
    "legend": {
      "displayMode": "table",
      "placement": "right",
      "calcs": ["mean", "max", "last"]
    }
  }
}

Stat-Panel (Fehlerrate):

{
  "type": "stat",
  "title": "Error Rate",
  "gridPos": {"h": 4, "w": 6, "x": 12, "y": 0},
  "targets": [
    {
# ... (see EXAMPLES.md for complete configuration)

Heatmap-Panel (Latenz-Verteilung):

{
  "type": "heatmap",
  "title": "Request Duration Heatmap",
  "gridPos": {"h": 8, "w": 12, "x": 0, "y": 8},
  "targets": [
    {
# ... (see EXAMPLES.md for complete configuration)

Panel-Auswahlhilfe:

• Time series: Trends ueber Zeit (Raten, Zaehler, Dauern)
• Stat: Einzelner aktueller Wert mit Schwellenwerteinfaerbung
• Gauge: Prozentwerte (CPU, Arbeitsspeicher, Festplattenauslastung)
• Bar gauge: Mehrere Werte zu einem Zeitpunkt vergleichen
• Heatmap: Werteverteilung ueber Zeit (Latenz-Perzentile)
• Table: Detaillierte Aufschluesselung mehrerer Metriken
• Logs: Rohe Log-Zeilen aus Loki mit Filterung

Erwartet: Panels werden mit Daten korrekt gerendert, Visualisierungen entsprechen den beabsichtigten Metriktypen, Legenden beschreibend, Schwellenwerte heben Probleme hervor.

Bei Fehler:

• Abfragen in der Explore-Ansicht mit demselben Zeitbereich und Variablen testen
• Auf Metriknamen-Tippfehler oder falsche Label-Filter pruefen
• Aggregationsfunktionen mit dem Metriktyp abgleichen (rate fuer Counter, avg fuer Gauges)
• Einheitenkonfigurationen pruefen (Bytes, Sekunden, Anfragen pro Sekunde)
• "Show query inspector" aktivieren, um leere Ergebnisse zu debuggen

Schritt 4: Reihen und Layout konfigurieren

Panels in zusammenfaltbare Reihen zur logischen Gruppierung organisieren.

{
  "panels": [
    {
      "type": "row",
      "title": "High-Level Metrics",
      "collapsed": false,
# ... (see EXAMPLES.md for complete configuration)

Layout-Best-Practices:

• Das Raster ist 24 Einheiten breit, jedes Panel gibt w (Breite) und h (Hoehe) an
• Reihen verwenden, um verwandte Panels zu gruppieren, weniger kritische Abschnitte standardmaessig einklappen
• Wichtigste Metriken im ersten sichtbaren Bereich platzieren (y=0-8)
• Konsistente Panel-Hoehen innerhalb von Reihen beibehalten (typischerweise 4, 8 oder 12 Einheiten)
• Volle Breite (24) fuer Time-Series-Panels verwenden, halbe Breite (12) fuer Vergleiche

Erwartet: Dashboard-Layout logisch organisiert, Reihen klappen korrekt ein/aus, Panels richten sich optisch ohne Luecken aus.

Bei Fehler:

• Validieren, dass gridPos-Koordinaten sich nicht ueberschneiden
• Pruefen, dass Reihen-Panels-Array Panels enthaelt (nicht null)
• Sicherstellen, dass y-Koordinaten logisch nach unten zunehmen
• Grafana-Benutzerflaeche "Edit JSON" verwenden, um Rasterpositionen zu inspizieren

Schritt 5: Links und Drill-downs hinzufuegen

Navigationspfade zwischen verwandten Dashboards erstellen.

Dashboard-Level-Links in JSON:

{
  "links": [
    {
      "title": "Service Details",
      "type": "link",
      "icon": "external link",
# ... (see EXAMPLES.md for complete configuration)

Panel-Level-Datenlinks:

{
  "fieldConfig": {
    "defaults": {
      "links": [
        {
          "title": "View Logs for ${__field.labels.instance}",
# ... (see EXAMPLES.md for complete configuration)

Link-Variablen:

• $service, $environment: Dashboard-Template-Variablen
• ${__field.labels.instance}: Label-Wert aus dem angeklickten Datenpunkt
• ${__from}, ${__to}: Aktueller Dashboard-Zeitbereich
• $__url_time_range: Kodierter Zeitbereich fuer URL

Erwartet: Das Klicken auf Panel-Elemente oder Dashboard-Links navigiert zu verwandten Ansichten, wobei der Kontext erhalten bleibt (Zeitbereich, Variablen).

Bei Fehler:

• Sonderzeichen in Abfrageparametern URL-kodieren
• Links mit verschiedenen Variablenauswahlen testen (All vs. spezifischer Wert)
• Pruefen, ob Ziel-Dashboard-UIDs vorhanden und zugaenglich sind
• Sicherstellen, dass includeVars- und keepTime-Flags wie erwartet funktionieren

Schritt 6: Dashboard-Provisioning einrichten

Dashboards als Code versionieren fuer reproduzierbare Deployments.

Provisioning-Verzeichnisstruktur erstellen:

mkdir -p /etc/grafana/provisioning/{dashboards,datasources}

Datenquellen-Provisioning (/etc/grafana/provisioning/datasources/prometheus.yml):

apiVersion: 1

datasources:
  - name: Prometheus
    type: prometheus
    access: proxy
# ... (see EXAMPLES.md for complete configuration)

Dashboard-Provisioning (/etc/grafana/provisioning/dashboards/default.yml):

apiVersion: 1

providers:
  - name: 'default'
    orgId: 1
    folder: 'Services'
    type: file
    disableDeletion: false
    updateIntervalSeconds: 30
    allowUiUpdates: true
    options:
      path: /var/lib/grafana/dashboards
      foldersFromFilesStructure: true

Dashboard-JSON-Dateien in /var/lib/grafana/dashboards/ speichern:

/var/lib/grafana/dashboards/
├── api-service/
│   ├── overview.json
│   └── details.json
├── database/
│   └── postgres.json
└── infrastructure/
    ├── nodes.json
    └── kubernetes.json

Mit Docker Compose:

version: '3.8'
services:
  grafana:
    image: grafana/grafana:10.2.0
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - ./grafana/provisioning:/etc/grafana/provisioning
      - ./grafana/dashboards:/var/lib/grafana/dashboards
    environment:
      - GF_SECURITY_ADMIN_PASSWORD=admin
      - GF_USERS_ALLOW_SIGN_UP=false
      - GF_AUTH_ANONYMOUS_ENABLED=true
      - GF_AUTH_ANONYMOUS_ORG_ROLE=Viewer

Erwartet: Dashboards werden beim Grafana-Start automatisch geladen, Aenderungen an JSON-Dateien werden nach dem Aktualisierungsintervall uebernommen, Versionskontrolle verfolgt Dashboard-Aenderungen.

Bei Fehler:

• Grafana-Logs pruefen: docker logs grafana | grep -i provisioning
• JSON-Syntax validieren: python -m json.tool dashboard.json
• Dateiberechtigungen sicherstellen, dass Grafana lesen kann: chmod 644 *.json
• Mit allowUiUpdates: false testen, um UI-Aenderungen zu verhindern
• Provisioning-Konfiguration validieren: curl http://localhost:3000/api/admin/provisioning/dashboards/reload -X POST -H "Authorization: Bearer $GRAFANA_API_KEY"

Validierung

• Dashboard laedt ohne Fehler in der Grafana-Benutzerflaeche
• Alle Template-Variablen werden mit erwarteten Werten befuellt
• Variablen-Kaskadierung funktioniert (Umgebung filtert Instanzen)
• Panels zeigen Daten fuer konfigurierte Zeitbereiche an
• Panel-Abfragen verwenden Variablen korrekt (keine fest codierten Werte)
• Schwellenwerte heben Problemzustaende angemessen hervor
• Legende beschreibend und uebersichtlich
• Annotationen erscheinen fuer relevante Ereignisse
• Links navigieren zu korrekten Dashboards mit erhaltenem Kontext
• Dashboard aus JSON-Datei provisioniert (versionskontrolliert)
• Responsives Layout funktioniert auf verschiedenen Bildschirmgroessen
• Tooltip- und Hover-Interaktionen bieten nuetzlichen Kontext

Haeufige Stolperfallen

• Variable aktualisiert Panels nicht: Sicherstellen, dass Abfragen die $variable-Syntax verwenden, keine fest codierten Werte. Variablen-Refresh-Einstellungen pruefen.
• Leere Panels mit korrekter Abfrage: Pruefen, ob der Zeitbereich Datenpunkte enthaelt. Scrape-Intervall vs. Aggregationsfenster beachten (5m-Rate benoetigt >5m an Daten).
• Zu ausfuehrliche Legende: legendFormat verwenden, um nur relevante Labels anzuzeigen, nicht den vollstaendigen Metriknamen. Beispiel: {{method}} - {{status}} statt Standard.
• Inkonsistente Zeitbereiche: Dashboard-Zeitsynchronisation einstellen, damit alle Panels dasselbe Zeitfenster teilen. "Sync cursor" fuer korrelierte Untersuchungen verwenden.
• Performance-Probleme: Abfragen vermeiden, die hochkardinalitaere Serien zurueckgeben (>1000). Recording Rules oder Voraggregation verwenden. Zeitbereiche fuer aufwaendige Abfragen begrenzen.
• Dashboard-Drift: Ohne Provisioning fuehren manuelle UI-Aenderungen zu Versionskonflikten. In Produktion allowUiUpdates: false verwenden.
• Fehlende Datenlinks: Datenlinks benoetigen genaue Label-Namen. ${__field.labels.labelname} sorgfaeltig verwenden und Label im Abfrageergebnis verifizieren.
• Annotationsueberlastung: Zu viele Annotationen trueben die Ansicht. Annotationen nach Wichtigkeit filtern oder separate Annotationsspuren verwenden.

Verwandte Skills

• setup-prometheus-monitoring - Prometheus-Datenquellen konfigurieren, die Grafana-Dashboards speisen
• configure-log-aggregation - Loki fuer Log-Panel-Abfragen und Log-basierte Annotationen einrichten
• define-slo-sli-sla - SLO-Compliance und Fehlerbudgets mit Grafana-Stat- und Gauge-Panels visualisieren
• instrument-distributed-tracing - Trace-ID-Links von Metrik-Panels zu Tempo-Trace-Ansichten hinzufuegen