分布式跟踪系统调研

jopen 10年前

原文  http://www.zenlife.tk/distributed-tracing.md

分布式跟踪系统调研

介绍

把分布式系统中各个组件的工作汇总起来，就可以得到一个全面的跟踪系统。

每个公司都会有一套自己的分布式跟踪系统。Google的Dapper，推ter的zipkin，淘宝的鹰眼，新浪的Watchman，京东的Hydra，唯品会的Microscope，窝窝网的Tracing。

重要的基础设施。

应用场景

一次竞价请求中要经历哪些事情？广告位查不到会怎么样？cookie mapping查不到会怎么样？调用栈。

竞价的平均QPS是多少？最高QPS是多少？波动情况如何？监控QPS。

为什么这个请求很慢？是哪一个环节出了问题？监控latency。

数据库的请求量突然上涨了，如何排查来源是怎么样的？链路分析。

这个操作需要依赖哪些东西？是数据库还是消息队列？如果某个redis挂了，哪些业务会受影响？依赖分析。

架构

(~~stolen from~~)Inspired by 鹰眼

分布式跟踪系统调研

处理过程包括应用内部埋点，日志数据收集，在线和离线的数据分析，结果的存储和展示。

埋点

不能造成性能负担：一个价值未被验证，却会影响性能的东西，是很难在公司推广的！

因为要写log，业务QPS越高，性能影响越重。通过采样和异步log解决。 

type Span struct {    TraceID int64    Name    string    ID   int64    ParentID   int64    Annotation []Annotation    Debug   bool  }

Span代表某个特定的方法调用，有一个名称和一个id。由一系列的标注组成。 

type Annotation struct {    Timestamp int64    Value  string    Host   Endpoint    Duration  int32  }

Trace是关联到同一个请求的一系列的Span。

收集

每个机器上有一个deamon做日志收集。业务进程把自己的Trace发到daemon。

daemon把收集Trace往上一级发送。

多级的collector，类似pub/sub架构。可以负载均衡。

对聚合的数据进行实时分析和离线存储。

离线分析需要将同一条调用链的日志汇总在一起。

分析

调用链跟踪：把同一TraceID的Span收集起来，按时间排序就是timeline。把ParentID串起来就是调用栈。

抛异常或者超时，在日志里打印TraceID。利用TraceID查询调用链情况，定位问题。

依赖度量：

  • 强依赖：调用失败会直接中断主流程
  • 高度依赖：一次链路中调用某个依赖的几率高
  • 频繁依赖：一次链路调用同一个依赖的次数多

分布式跟踪系统调研

离线分析按TraceID汇总，通过Span的ID和ParentID还原调用关系，分析链路形态。

实时分析对单条日志直接分析，不做汇总，重组。得到当前QPS，延迟。

存储

数据保留两个星期。

展示

必须能读才有价值。

技术选型

zipkin算是整套的解决方案，但是按照它的get start，装不上！

打算自己组装轮子。尽量采用Go语言的！

埋点肯定是自己做的。可以参考 这个 ，但是性能方面要注意下。

日志收集系统听说有flume/scribe等。知乎开源的kid看了一下，很小巧，redis的pub/sub协议很不错。heka的可扩展性比较好，实时分析应该可以直接做在里面。

展现如果有前端帮忙可以考虑ECharts或D3.js，不懂前端。graphite可以做数据展现。在osx下安装，依赖好麻烦!

初步决定：Heka + Influxdb + Grafana

展望

tracing和monitor的区别。

monitor可分为系统监控和应用监控。系统监控比如CPU，内存，网络，磁盘等等整体的系统负载的数据，细化可具体到各进程的相关数据。这 一类信息是直接可以从系统中得到的。应用监控需要应用提供支持，暴露了相应的数据。比如应用内部请求的QPS，请求处理的延时，请求处理的error数， 消息队列的队列长度，崩溃情况，进程垃圾回收信息等等。monitor主要目标是发现异常，及时报警。

tracing的基础和核心都是调用链。相关的metric大多都是围绕调用链分析得到的。tracing主要目标是系统分析。提前找到问题比出现问题后再去解决更好。

tracing和应用级的monitor技术栈上有很多共同点。都有数据的采集，分析，存储和展式。只是具体收集的数据维度不同，分析过程不一样。

tracing是一期的内容，本次调研用到的各组件都是有机会在其它地方使用的。这些轮子用熟之后，二期可以做更多监控方面的东西。

我们的目标是--让我们的基础设施更加完善和强大！

参考资料

  1. google的大规模分布式系统的跟踪系统 Dapper ，经典论文
  2. 推ter的 zipkin ，开源，scala的，装不上
  3. 淘宝的 鹰眼 技术分享PPT，干货!
  4. 窝窝网介绍Tracing的一篇 博客
  5. 唯品会 Microscope
  6. 一个老外写的PPT
  7. 埋点要用到的轮子
  8. Kids 知乎开源的日志聚合系统
  9. 介绍heka的一个PPT
  10. graphite，Scalable Realtime Graphing
  11. InfluxDB 是一个开源分布式时序、事件和指标数据库
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