服务链路追踪

一、服务链路追踪导论

1.背景

对于一个大型的几十个、几百个微服务构成的微服务架构系统,通常会遇到下面一些问题,比如:

  1. 如何串联整个调用链路,快速定位问题?
  2. 如何理清各个微服务之间的依赖关系?
  3. 如何进行各个微服务接口的性能分折?
  4. 如何跟踪整个业务流程的调用处理顺序?

2.链路追踪选型

  1. Zipkin是Twitter开源的调用链分析工具,目前基于springcloud sleuth得到了广泛的使用,特点是轻量,使用部署简单。
  2. Pinpoint是韩国人开源的基于字节码注入的调用链分析,以及应用监控分析工具。特点是支持多种插件,UI功能强大,接入端无代码侵入。
  3. SkyWalking是本土开源的基于字节码注入的调用链分析,以及应用监控分析工具。特点是支持多种插件,UI功能较强,接入端无代码侵入。目前已加入Apache孵化器。
  4. CAT是大众点评开源的基于编码和配置的调用链分析,应用监控分析,日志采集,监控报警等一系列的监控平台工

起对比如下:

探针性能对比

模拟了三种并发用户:500,750,1000。使用jmeter测试,每个线程发送30个请求,设置思考时间为10ms。使用的采样率为1,即100%,这边与生产可能有差别。pinpoint默认的采样率为20,即50%,通过设置agent的配置文件改为100%。zipkin默认也是1。组合起来,一共有12种。下面看下汇总表:

从上表可以看出,在三种链路监控组件中,skywalking的探针对吞吐量的影响最小,zipkin的吞吐量居中。pinpoint的探针对吞吐量的影响较为明显,在500并发用户时,测试服务的吞吐量从1385降低到774,影响很大。然后再看下CPU和memory的影响,在内部服务器进行的压测,对CPU和memory的影响都差不多在10%之内。 

二、Skywalking

1.Skywalking基础概念

1.什么是Skywalking?

skywalking是一个国产开源框架,2015年由吴晟开源 , 2017年加入Apache孵化器。skywalking是分布式系统的应用程序性能监视工具,专为微服务、云原生架构和基于容器(Docker、K8s、Mesos)架构而设计。SkyWalking 是观察性分析平台和应用性能管理系统,提供分布式追踪、服务网格遥测分析、度量聚合和可视化一体化解决方案。

官网:Apache SkyWalking

下载:Downloads | Apache SkyWalking

Github:GitHub - apache/skywalking: APM, Application Performance Monitoring System

文档: https://skywalking.apache.org/docs/main/v8.4.0/readme/

中文文档: SkyWalking 文档中文版(社区提供)

2. Skywalking主要功能特性

1、多种监控手段,可以通过语言探针和service mesh获得监控的数据;

2、支持多种语言自动探针,包括 Java,.NET Core 和 Node.JS;

3、轻量高效,无需大数据平台和大量的服务器资源;

4、模块化,UI、存储、集群管理都有多种机制可选;

5、支持告警;

6、优秀的可视化解决方案;

3. Skywalking支持三种探针

● Agent – 基于ByteBuddy字节码增强技术实现,通过jvm的agent参数加载,并在程序启动时拦截指定的方法来收集数据。

● SDK – 程序中显式调用SkyWalking提供的SDK来收集数据,对应用有侵入。

● Service Mesh – 通过Service mesh的网络代理来收集数据。

2.架构设计

1. Skywalking整体架构

整个架构分成四部分:

1、上部分Agent :负责从应用中,收集链路信息,发送给 SkyWalking OAP 服务器;

2、下部分 SkyWalking OAP :负责接收Agent发送的Tracing数据信息,然后进行分析(Analysis Core),存储到外部存储器(Storage),最终提供查询(Query)功能;

3、右部分Storage:Tracing数据存储,目前支持ES、MySQL、Sharding Sphere、TiDB、H2多种存储器,目前采用较多的是ES,主要考虑是SkyWalking开发团队自己的生产环境采用ES为主;

4、左部分SkyWalking UI:负责提供控制台,查看链路等等;

简单来说就是负责数据采集-数据分析-数据存储-数据查询可视化页面。

2.模块交互流程

后端(Backend)

接受探针发送过来的数据,进行度量分析,调用链分析和存储。后端主要分为两部分:

● OAP(Observability Analysis Platform)- 进行度量分析和调用链分析的后端平台,并支持将数据存储到各种数据库中,如:ElasticSearch,MySQL,InfluxDB等。

● OAL(Observability Analysis Language)- 用来进行度量分析的DSL,类似于SQL,用于查询度量分析结果和警报。

界面(UI)

● RocketBot UI – SkyWalking 7.0.0 的默认web UI

● CLI – 命令行界面

这三个模块的交互流程:

0

3.SkyWalking 部署实战

  • skywalking agent和业务系统绑定在一起,负责收集各种监控数据
  • Skywalking oapservice是负责处理监控数据的,比如接受skywalking agent的监控数据,并存储在数据库中;接受skywalking webapp的前端请求,从数据库查询数据,并返回数据给前端。Skywalking oapservice通常以集群的形式存在。
  • skywalking webapp,前端界面,用于展示数据。
  • 用于存储监控数据的数据库,比如mysql、elasticsearch等。

启动成功后访问对应UI页面,页面地址为http://localhost:8080/

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