分布式服务跟踪系统

Posted 2022-04-20 doit8791

一个分布式服务跟踪系统主要由三部分构成：

• 数据收集
• 数据存储
• 数据展示

根据系统大小不同，每一部分的结构又有一定变化。譬如，对于大规模分布式系统，数据存储可分为实时数据和全量数据两部分，实时数据用于故障排查（Trouble Shooting），全量数据用于系统优化；数据收集除了支持平台无关和开发语言无关系统的数据收集，还包括异步数据收集（需要跟踪队列中的消息，保证调用的连贯性），以及确保更小的侵入性；数据展示又涉及到数据挖掘和分析。虽然每一部分都可能变得很复杂，但基本原理都类似。

服务追踪的追踪单元是从客户发起请求（request）抵达被追踪系统的边界开始，到被追踪系统向客户返回响应（response）为止的过程，称为一个 trace。每个 trace 中会调用若干个服务，为了记录调用了哪些服务，以及每次调用的消耗时间等信息，在每次调用服务时，埋入一个调用记录，称为一个 span。这样，若干个有序的 span 就组成了一个 trace。在系统向外界提供服务的过程中，会不断地有请求和响应发生，也就会不断生成 trace，把这些带有 span 的 trace 记录下来，就可以描绘出一幅系统的服务拓扑图。附带上 span 中的响应时间，以及请求成功与否等信息，就可以在发生问题的时候，找到异常的服务；根据历史数据，还可以从系统整体层面分析出哪里性能差，定位性能优化的目标。

ZipKin就是一个常用的开源分布式跟踪系统，它主要有下面四部分组成：

Collector（收集器组件）：主要负责收集外部系统跟踪信息，转化为Zipkin内部的Span格式。

Storage（存储组件）：主要负责收到的跟踪信息的存储，默认为存储在内存中，同时支持存储到mysql、Cassandra以及ElasticSearch。

API（Query）： 负责查询Storage中存储的数据，提供简单的JSON API获取数据，主要提供给web UI使用。

Web UI（展示组件）：提供简单的web界面，方便进行跟踪信息的查看以及查询，同时进行相关的分析。

Spring Cloud Sleuth是Spring Could提供的分布式追踪方案，它实现让用户无感的情况下对应用添加追踪日志，然后将其发送到远端跟踪系统，如ZipKin。用户只需将它放到应用的classPath中，就能自动完成Span、Trace等信息的生成、接入HTTP Request，以及向Zipkin Server发送采集信息。