关于云原生:OPLG新一代云原生可观测最佳实践

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作者:夏明(涯海)

OPLG 是什么

随着云原生架构的衰亡,可观测的边界与分工被从新定义,传统的容器 / 利用 / 业务分层监控边界被突破,Dev、Ops、Sec 的分工逐步含糊。大家意识到 IT 零碎作为一个有机的整体,对 IT 零碎状态的监测与诊断也须要一体化的计划。通过近几年的摸索与实际,基于 OPLG 的新一代云原生可观测体系,逐渐成为了社区与企业的热门抉择。

OPLG 是指将 (O)penTelemetry Traces、(P)rometheus Metrics、(L)oki Logs 通过 (G)rafana Dashboards 进行对立展现,满足企业级监控与剖析的大部分场景,如下图所示(图片来源于 Youtobe Grafana Labs)。基于 OPLG 体系能够疾速构建一套笼罩云原生利用全栈的对立可观测平台,全面监测基础设施、容器、中间件、利用及终端用户体验,将链路、指标、日志、事件有机整合,更高效的达成稳定性运维与商业化剖析指标。

OPLG 自建计划

小明退出了一家潮牌买手公司,专门帮忙年轻人寻找优质潮牌好货。随着业务规模的不断扩大,零碎稳定性及商业化剖析对全局可观测的要求也“水涨船高”,底层系统故障间接了影响业务营收与客户满意度。为此,小明所在的 IT 部门通过 OPLG 体系构建了一套全新的可观测平台,具备“疾速接入、灵便扩大、无缝迁徙、异构交融”等劣势。

OPLG 劣势

疾速接入 :因为 OpenTelemetry 和 Prometheus 社区提供的大量成熟的开源 SDK/Agent/Exporter,无需大量代码革新,即可疾速接入支流组件与框架的链路追踪与指标监控。
灵便扩大 :基于 PromQL/LogQL 灵便的查问语法,与 Grafana 丰盛的大盘定制性能,能够满足各个业务线或运维团队的个性化可观测需要。
无缝迁徙 :思考到数据安全性及将来海内业务倒退布局,可观测平台积淀的组件埋点、自定义大盘可能在不同云服务商之间无缝迁徙。相比于商业化大盘深度锁定用户,Grafana 能够集成多种数据源,真正实现“端到端迁徙自在”。
异构交融:Java、Go、Node.js 等不同语言的利用,以及多云环境的可观测数据可能互联互通,对立展现。

OPLG 挑战

尽管 OPLG 体系具备多种劣势,然而企业自建也会面临多重挑战,特地是在深度应用的过程中,许多规模化运维、性能、老本等非功能性问题将逐步凸显。

组件规模化降级与配置:客户端探针的规模化治理简直是运维团队的“梦魇”,探针异样引发的各种故障也是不足为奇。此外,动静配置下推与性能降级这类“保命大招”,通常也须要企业自建配置核心,自行开发与治理。

Traces 全量采集与存储老本:中大型企业生产零碎的日均调用量能够达到上亿级别,调用链全量上报和存储的老本是个不小的开销,对哪些链路进行采样老本最优?链路采样导致的指标监控与告警不准问题又该如何解决?

Metrics 大体量查问性能:一次查问扫描的指标数越多,查问性能越差。当查问工夫范畴超过一周或者一个月时,常常会遇到查询卡顿甚至于无奈查问出后果。此外,APM Metrics 还会常常遇到 URL / SQL 发散导致的指标线过多,打爆存储与查问层。

海量告警调度时延与性能:每一条告警规定都代表着一个定期轮询工作,当告警规定超过千级别,甚至万级别时,常常会遇到告警提早发送,甚至无奈发送的状况,错失了故障排查的最佳时机。

组件容灾能力弱 :多地区 / 可用区容灾,是保障服务高可用的重要伎俩。然而,因为容灾能力建设,须要技术与资源的双重投入,很多企业自建零碎都不具备容灾能力。
上述问题都是企业自建可观测体系过程中会遇到的经典问题,这些因为规模带来的性能及可用性问题,须要投入大量研发和工夫进行积淀,大幅减少了企业运维老本。因而,越来越多的企业抉择将可观测服务端托管给云服务商,在享受开源计划技术红利的同时,也能失去继续、稳固的服务保障。

OPLG 托管计划

为了升高运维老本,更稳固的提供可观测服务,小明所在的 IT 部门决定采纳由阿里云 ARMS 提供的 OPLG 托管计划,该计划在保留开源计划劣势的根底上,提供了高性能、高可用、免运维的后端服务,帮忙小明团队解决了海量数据场景下的规模化运维难题。此外,通过 eBPF 网络探测、Satellite 边缘计算和 Insights 智能诊断,进一步晋升了可观测数据的覆盖度和集成度,如下图所示。

• 高性能:反对无损统计,数据压缩,连贯优化,发散指标主动收敛,DownSample 等技术,大幅升高海量数据场景下的性能开销。

• 高可用:客户端反对资源限额与主动限流爱护,保障低压场景下的集群稳定性;后端服务反对弹性程度扩容,多地区 / 多可用区容灾,尽最大可能保障服务可用性。

• 灵便易用:JavaAgent、OT Collector、Grafana Dashboard Template 托管降级,主动适配更新,无需用户治理;反对动静配置下推,实时调整流量开关,调用链采样率,接口过滤与收敛规定等参数。

网络探测:通过 eBPF 无侵入地剖析网络申请,主动解析网络协议,构建网络拓扑,展现特定容器之间或容器与特定云产品实例之间的网络性能。

• 边缘计算:通过 Satellite(OpenTelemetry Collector)实现了可观测数据在用户集群内的边缘采集与计算能力,标准数据格式,对立数据标签,无效晋升 Trace/Metrics/Logs 数据之间的关联度。

• 智能诊断:联合多年积淀的畛域知识库和算法模型,对常见线上故障问题(如慢 SQL、流量不均)进行定期巡检,主动给出具体的根因剖析与倡议。

ARMS for OpenTelemetry Satellite

近两年 OpenTelemetry 和 SkyWalking 等社区都在鼎力研发边缘采集与计算 Satellite 计划。ARMS for OpenTelemetry Satellite(简称 ARMS Satellite)是一套基于 OpenTelemetry Collector 开发的可观测数据(Traces、Metrics、Logs)边缘侧对立采集与解决平台,具备平安、牢靠、易用等个性,适宜生产环境接入。

ARMS Satellite 通过边缘侧的数据采集、解决、缓存与路由,能够实现多源异构数据的标准化;加强 Traces、Metrics、Logs 可观测数据间的关联性;反对无损统计,升高数据上报和长久化存储老本等。

实用场景一:全景监控数据一键采集与剖析(容器环境)

ARMS Satellite 在容器服务 ACK 环境下,深度集成了阿里云 Kubernetes 监控组件与 Prometheus 监控组件,一键装置实现后,会主动采集 Kubernetes 容器资源层和网络性能数据。联合用户上报的应用层数据(只需批改 Endpoint,无代码革新)与主动预聚合指标,全副上报至全托管的服务端数据中心,再通过 Grafana 进行对立展现。最终实现笼罩利用、容器、网络、云组件的全景监控数据采集与剖析。

实用场景二:多云 / 混合云网络,异构 Tracing 框架数据关联与对立展现

在多云 / 混合云架构下,不同集群或利用间的链路追踪技术选型可能存在差别,比方 A 采纳了 Jaeger,B 采纳了 Zipkin,不同链路追踪协定上报的数据格式互不兼容,无奈串联,大幅升高了全链路诊断效率。

通过 ARMS Satellite 能够将不同起源的链路对立转化为 OpenTelemetry Trace 格局,并上报至对立的服务端进行解决和存储,用户能够轻松实现跨网络或异构链路框架的联结数据查问与剖析。

实用场景三:链路采样 + 无损统计,低成本实现利用监控告警精准统计

生产零碎的日均调用量能够达到亿级别,调用链全量上报和存储的老本是个不小的开销,对调用链执行采样存储是个不错的抉择。然而,传统的链路采样会导致链路统计指标的准确性大幅降落,比方一百万次实在调用通过 10% 采样后保留的十万次调用,对其统计失去的后果会产生显著的“样本歪斜”,最终导致监控告警误报率过高,根本处于不可用状态。

ARMS Satellite 反对 Trace 数据无损统计,对接管到的 Trace 数据主动进行本地预聚合,失去精准的统计后果后再执行链路采样上报,这样在升高网络开销和长久化存储老本的同时,保障了利用监控与告警指标的准确性。默认集成的 Satellite APM Dashboard 如下图所示。

总结

OPLG 体系领有成熟且富裕生机的开源社区生态,同时也通过了大量企业生产环境的实际测验,是当下建设新一代云原生对立可观测平台的热门抉择。然而,OPLG 只是提供了一个技术体系,如何灵活运用,解决理论问题,积淀出通用行业或场景的最佳实际,还须要大家一起来摸索。

相干链接

[1] OpenTelemetry
https://opentelemetry.io/

[2] Prometheus
https://prometheus.io/

[3] Grafana Loki
https://grafana.com/oss/loki/

[4] Grafana Labs
https://grafana.com/

[5] ARMS for OpenTelemetry Satellite —— 助力边缘可观测
https://help.aliyun.com/docum…

[6] 阿里云 Prometheus 监控
https://help.aliyun.com/docum…

[7] 阿里云 Kubernetes 监控
https://help.aliyun.com/docum…

[8] 阿里云 Grafana 服务
https://help.aliyun.com/docum…

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