Παρατηρησιμότητα των μικρουπηρεσιών: ένας ολοκληρωμένος οδηγός από τον Brajesh Kumar

Καθώς τα συστήματα λογισμικού γίνονται όλο και πιο πολύπλοκα, οι μικροϋπηρεσίες έχουν γίνει ο τρόπος για να δημιουργηθούν εφαρμογές που είναι επεκτάσιμες, ανθεκτικές και ευκολότερες στη συντήρηση.Αλλά με αυτή την ευελιξία έρχεται ένας συμβιβασμός: τα πράγματα γίνονται πιο δύσκολο να παρακολουθούνται.Η κατανόηση του πώς όλα τα κινούμενα μέρη συμπεριφέρονται σε ένα κατανεμημένο σύστημα δεν είναι εύκολη, και αυτός είναι ακριβώς ο λόγος για τον οποίο η παρατηρησιμότητα δεν είναι απλά ωραίο να έχει πια, είναι ένα must. Η παρατήρηση εκτείνεται πέρα από την παραδοσιακή παρακολούθηση για να παρέχει βαθιές πληροφορίες σχετικά με την εσωτερική κατάσταση των πολύπλοκων συστημάτων με βάση τις εξωτερικές εξόδους τους. Ενώ η παρακολούθηση σας λέει πότε κάτι είναι λάθος, η παρατήρηση σας βοηθά να καταλάβετε γιατί είναι λάθος - συχνά πριν οι χρήστες παρατηρήσουν προβλήματα. Οι τρεις πυλώνες της παρατήρησης 1. Metrics: Quantitative System Behaviour Οι μετρήσεις παρέχουν αριθμητικές αναπαραστάσεις των επιδόσεων του συστήματος και της επιχείρησης με την πάροδο του χρόνου.Είναι συνήθως ελαφριά, ιδιαίτερα δομημένα σημεία δεδομένων που επιτρέπουν στις ομάδες να ανιχνεύουν τάσεις και ανωμαλίες. Key Metrics Types: Μέτρηση συστήματος: CPU, μνήμη, χρήση δίσκου και απόδοση δικτύου Μέτρηση εφαρμογής: ποσοστά αιτήσεων, ποσοστά σφάλματος και χρόνοι απόκρισης Επιχειρηματικές μετρήσεις: Συμμετοχή χρηστών, ποσοστά μετατροπής και όγκοι συναλλαγών Προσαρμοσμένες μετρήσεις: Ειδικοί δείκτες τομέα σχετικοί με τις συγκεκριμένες υπηρεσίες σας Advantages of Metrics: Χαμηλή επιφάνεια για συλλογή και αποθήκευση Εύκολη συγκέντρωση και ανάλυση με στατιστικές μεθόδους Ιδανικό για την προειδοποίηση για γνωστές συνθήκες αποτυχίας Ιδανικό για dashboards και απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο Η αποτελεσματική εφαρμογή των μετρήσεων περιλαμβάνει την καθιέρωση βασικών γραμμών για την κανονική συμπεριφορά και τον καθορισμό κατάλληλων ορίων για τις προειδοποιήσεις.Η μέθοδος RED (Ταχύτητα, σφάλματα, διάρκεια) και η μέθοδος USE (Χρήση, κορεσμός, σφάλματα) παρέχουν πλαίσια για τα οποία οι μετρήσεις πρέπει να δώσουν προτεραιότητα. 2. Logs: Detailed Event Records Τα αρχεία καταγραφής αντιπροσωπεύουν διακριτά συμβάντα που συμβαίνουν εντός εφαρμογών και στοιχείων υποδομής και παρέχουν πλούσιες σε πλαίσιο πληροφορίες σχετικά με συγκεκριμένες ενέργειες, λάθη ή αλλαγές κατάστασης. Βελτίωση των βέλτιστων πρακτικών: Εφαρμόστε δομημένη καταγραφή με συνεπείς μορφές (το JSON είναι δημοφιλές) Συμπεριλάβετε πληροφορίες περιβάλλοντος (όνομα υπηρεσίας, έκδοση, περιβάλλον) Προσθήκη αναγνωριστικών συσχέτισης για την παρακολούθηση αιτημάτων σε όλες τις υπηρεσίες Εφαρμόστε τα κατάλληλα επίπεδα καταγραφής (DEBUG, INFO, WARN, ERROR) Πρακτική πολιτική περιστροφής ημερολογίου και διατήρησης Προκλήσεις διαχείρισης λογαριασμών: Υψηλός όγκος σε κατανεμημένα συστήματα Κόστος αποθήκευσης και επιπτώσεις απόδοσης Βρείτε το σωστό σήμα σε θορυβώδη δεδομένα Ισορροπία της ομιλίας με την απόδοση Οι σύγχρονες λύσεις διαχείρισης αρχείων καταγραφής συγκεντρώνουν αρχεία καταγραφής από όλες τις υπηρεσίες, επιτρέποντας την αναζήτηση, το φιλτράρισμα και την ανάλυση σε όλο το σύστημα. 3. Traces: Request Journeys Η κατανεμημένη παρακολούθηση ακολουθεί τα αιτήματα καθώς διαδίδονται μέσω των μικρουπηρεσιών, δημιουργώντας μια ολοκληρωμένη εικόνα του κύκλου ζωής του αιτήματος.Κάθε ίχνος αποτελείται από διαστήματα - μεμονωμένες λειτουργίες εντός των υπηρεσιών - που αποτελούν ιεραρχική αναπαράσταση της διαδρομής του αιτήματος. Tracing Components: Trace IDs: Μοναδικά αναγνωριστικά για αιτήματα end-to-end Περιοχές: Ατομικές λειτουργίες μέσα σε ένα ίχνος Περιοδικό Span: Μεταδεδομένα που συνοδεύουν πεδία διασυνοριακών υπηρεσιών Σημειώσεις / ετικέτες: Πρόσθετες πληροφορίες που επισυνάπτονται στα spans Tracing Benefits: Οραματισμός ροών αιτήσεων σε σύνθετες αρχιτεκτονικές Πινακίδες απόδοσης και προβλήματα καθυστέρησης Κατανοήστε τις εξαρτήσεις υπηρεσιών και τα μοτίβα αλληλεπίδρασης Debug σύνθετες κατανεμημένες συναλλαγές Η αποτελεσματική παρακολούθηση απαιτεί οργάνωση σε όλες τις υπηρεσίες, συνήθως μέσω βιβλιοθηκών που συλλαμβάνουν αυτόματα δεδομένα χρονοδιαγράμματος και διαδίδουν το πλαίσιο παρακολούθησης μεταξύ των υπηρεσιών. Στρατηγικές και εργαλεία εφαρμογής Service Mesh Τα δίκτυα υπηρεσιών όπως το Istio, το Linkerd και το Consul παρέχουν παρατηρησιμότητα εκτός κουτιού με την αναχαίτιση της επικοινωνίας υπηρεσίας-υπηρεσίας σε επίπεδο δικτύου. Key Features: Αυτόματη συλλογή μετρήσεων: όγκοι αιτήσεων, καθυστερήσεις και ποσοστά σφάλματος Κατανεμημένη ενοποίηση παρακολούθησης: εξάπλωση των κεφαλίδων παρακολούθησης Οραματισμός κυκλοφορίας: Χάρτες εξάρτησης υπηρεσιών Προηγμένη διαχείριση της κυκλοφορίας: διάσπαση κυκλώματος, επαναλήψεις και διαίρεση της κυκλοφορίας Τα δίκτυα υπηρεσιών είναι ιδιαίτερα πολύτιμα σε περιβάλλοντα Kubernetes, όπου μπορούν να αναπτυχθούν ως proxy sidecar χωρίς αλλαγές κώδικα στις ίδιες τις υπηρεσίες. Open Telemetry: The Unified Standard Η Ανοικτή Τηλεμετρία έχει αναδειχθεί ως το βιομηχανικό πρότυπο για την οργάνωση, προσφέροντας έναν τρόπο ουδέτερο από τον προμηθευτή για τη συλλογή και εξαγωγή δεδομένων τηλεμετρίας. Components: API: Ορίζει τον τρόπο δημιουργίας δεδομένων τηλεμετρίας SDK: Εφαρμόζει το API με επιλογές διαμόρφωσης Συλλέκτης: λαμβάνει, επεξεργάζεται και εξάγει δεδομένα τηλεμετρίας Εξαγωγείς: Αποστολή δεδομένων σε διάφορα backend Με την υιοθέτηση της Ανοικτής Τηλεμετρίας, οι οργανισμοί αποφεύγουν την κλειδαριά του προμηθευτή και μπορούν να εναλλάσσονται μεταξύ διαφορετικών τμημάτων παρατήρησης ανάλογα με την ανάγκη. Monitoring Platforms Υπάρχουν διάφορες λύσεις για την αποθήκευση, ανάλυση και απεικόνιση δεδομένων παρατήρησης: Popular Combinations: Prometheus + Grafana: Παρακολούθηση και απεικόνιση μετρητών ανοιχτού κώδικα ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana): Συγκέντρωση και ανάλυση καταγραφών Jaeger/Zipkin: Διανεμημένη παρακολούθηση ανοιχτού κώδικα Εμπορικές πλατφόρμες: Datadog, New Relic, Dynatrace, Honeycomb Πολλοί οργανισμοί υιοθετούν ένα μείγμα εργαλείων, αν και οι ενιαίες πλατφόρμες παρατήρησης κερδίζουν έλξη για την ικανότητά τους να συσχετίζονται σε μετρήσεις, αρχεία καταγραφής και ίχνη. Προκλήσεις παρακολούθησης σε μικροεπιχειρήσεις Data Volume and Cardinality Οι μικρουπηρεσίες παράγουν τεράστιους όγκους δεδομένων τηλεμετρίας με υψηλή καρδινικότητα (πολλοί μοναδικοί συνδυασμοί διαστάσεων). Κόστος αποθήκευσης: εξισορρόπηση της διατήρησης δεδομένων με τους περιορισμούς του προϋπολογισμού Απόδοση ερωτήματος: Διατήρηση της ταχύτητας με αυξημένο όγκο δεδομένων Σήμα προς θόρυβο: Εύρεση σχετικών πληροφοριών σε τεράστια σύνολα δεδομένων Context Propagation Η διατήρηση του πλαισίου πέρα από τα όρια των υπηρεσιών απαιτεί προσεκτική εξέταση: Συνεπείς επικεφαλίδες: τυποποιημένη μορφοποίηση για τα trace ID και το πλαίσιο Ασύγχρονες λειτουργίες: Διατήρηση του πλαισίου σε ολόκληρη την ουρά μηνυμάτων Υπηρεσίες τρίτων: Διαχείριση εξωτερικών συστημάτων που δεν υποστηρίζουν τους μηχανισμούς παρακολούθησης Tool Proliferation Το τοπίο παρατήρησης διαθέτει πολυάριθμα εξειδικευμένα εργαλεία, που οδηγούν σε: Σύνθετη ενσωμάτωση: Διασφάλιση της ομαλής συνεργασίας των εργαλείων Κατακερματισμός της γνώσης: Απαιτούνται ομάδες για να μάθουν πολλαπλά συστήματα Διαχείριση κόστους: έλεγχος των δαπανών σε πολλούς προμηθευτές Βέλτιστες πρακτικές για την παρακολούθηση των μικροεξυπηρεσιών Στρατηγικές εργαλείων Από προεπιλογή σε οργάνωση: Κάντε την παρατήρηση ένα πρότυπο χαρακτηριστικό, όχι μια μετά-σκέψη Χρησιμοποιήστε αυτόματο εργαλείο όπου είναι δυνατόν για να μειώσετε την ανάπτυξη Τυποποίηση σε συνεπείς βιβλιοθήκες σε υπηρεσίες και ομάδες Εξετάστε την παρατηρησιμότητα στα API σχεδιάζοντας με την ιχνηλασιμότητα στο μυαλό Παρακολούθηση της υγείας και SLIs / SLOs Εφαρμογή ελέγχων υγείας υπηρεσιών για τη βασική παρακολούθηση της διαθεσιμότητας Καθορισμός δεικτών επιπέδου υπηρεσιών (SLI) που αντικατοπτρίζουν την εμπειρία του χρήστη Καθορισμός Στόχων Επίπεδο Υπηρεσιών (SLOs) ως στόχων αξιοπιστίας Δημιουργία προϋπολογισμών σφαλμάτων για την εξισορρόπηση της αξιοπιστίας με την ταχύτητα ανάπτυξης Φιλοσοφία προειδοποίησης Προειδοποίηση για συμπτώματα, όχι αιτίες: Εστίαση στον αντίκτυπο του χρήστη Μειώστε την κούραση συναγερμού: Εξαλείψτε τις θορυβώδεις ή περιττές ειδοποιήσεις Καθιέρωση σαφούς ιδιοκτησίας: Προειδοποιήσεις διαδρομής στις σωστές ομάδες Δημιουργία ενεργών ειδοποιήσεων: Συμπεριλάβετε το πλαίσιο και τα πιθανά βήματα διόρθωσης Η παρατήρηση ως πολιτισμός Μετατόπιση προς τα αριστερά: Ενσωματώστε την παρατήρηση στη διαδικασία ανάπτυξης Διεξαγωγή αξιολογήσεων παρατήρησης παράλληλα με αξιολογήσεις κώδικα Πρακτική μηχανική χάους για την επαλήθευση της παρατηρήσιμης κατά τη διάρκεια αποτυχιών Δημιουργία playbooks για κοινά σενάρια που προσδιορίζονται από δεδομένα παρατηρησιμότητας New Relic’s Comprehensive Approach to Microservice Observability Αυτό που ξεχωρίζει το New Relic είναι η ενοποιημένη προσέγγιση της πλατφόρμας για την παρατήρηση. Αντί να συνδυάζει πολλαπλά εξειδικευμένα εργαλεία, το New Relic παρέχει ορατότητα από άκρη σε άκρη σε ολόκληρο το οικοσύστημα μικροεξυπηρέτησης μέσω ενός ενιαίου γυαλιού. Το New Relic παρέχει ειδοποιήσεις που βοηθούν στην απομάκρυνση των προβλημάτων επίλυσης θορύβου πριν γίνουν μπουκάλι. Παρέχει συνθετικές διαδρομές που βοηθούν στον προσδιορισμό της υγείας των υπηρεσιών. Παρέχει το NerdGraph api για την αυτοματοποίηση της κλίμακας κ.λπ. με βάση τις ειδοποιήσεις ή τα συμβάντα που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε Service Architecture Intelligence Ο πυρήνας της παρατηρησιμότητας μικροεξυπηρέτησης της New Relic είναι η υπηρεσία Αρχιτεκτονικής Πληροφορικής. Αυτή η δυνατότητα ανακαλύπτει και χαρτογραφεί αυτόματα τις σχέσεις μεταξύ των υπηρεσιών, παρέχοντας απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο των εξαρτήσεων των υπηρεσιών σας. Οι μηχανικοί μπορούν να εντοπίζουν γρήγορα τα εμπόδια, τα προβλήματα αντιμετώπισης προβλημάτων και να κατανοούν πώς οι αλλαγές σε μία υπηρεσία μπορεί να επηρεάσουν άλλες. Οι χάρτες αρχιτεκτονικής υπηρεσιών δεν είναι στατικά διαγράμματα αλλά δυναμικές απεικονίσεις που αντικατοπτρίζουν την πραγματική συμπεριφορά του συστήματός σας. Queues & Streams Monitoring Οι σύγχρονες αρχιτεκτονικές μικροεξυπηρέτησης βασίζονται σε μεγάλο βαθμό σε ουρές μηνυμάτων και ρεύματα για ασύγχρονη επικοινωνία. Η παρακολούθηση ουρές και ρεύματα της New Relic παρέχει αμφίδρομη ορατότητα που συνδέει θέματα τόσο με τους παραγωγούς όσο και με τις υπηρεσίες των καταναλωτών. Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση επιτρέπει στις ομάδες DevOps να εντοπίζουν γρήγορα και να επιλύουν προβλήματα όπως οι αργοί παραγωγοί, τα υπερφορτωμένα θέματα ή οι καταναλωτές που αγωνίζονται. Fleet and Agent Control Η διαχείριση των οργάνων σε πολυάριθμες μικρουπηρεσίες μπορεί να είναι χρονοβόρα και επιρρεπής σε σφάλματα.Ο έλεγχος στόλου και ο έλεγχος πράκτορα της New Relic παρέχουν ένα ολοκληρωμένο επίπεδο ελέγχου παρατήρησης που συγκεντρώνει όλες τις εργασίες του κύκλου ζωής των οργάνων σε όλο το περιβάλλον σας.Με αυτά τα εργαλεία, οι ομάδες μπορούν: Κεντρική λειτουργία του πράκτορα για τη μείωση της χειρωνακτικής εργασίας Αναβαθμίστε τις εκδόσεις του πράκτορα για ολόκληρους στόλους υπηρεσιών με λίγα μόνο κλικ Εξαλείψτε τα τυφλά σημεία τηλεμετρίας σε ομάδες Kubernetes Αυτοματοποιήστε τα όργανα σε κλίμακα με API για το εργαλείο ως κώδικα Αυτή Enhanced Application Performance Monitoring (eAPM) Το eAPM της New Relic αξιοποιεί την τεχνολογία eBPF για να παρέχει βαθιές πληροφορίες σχετικά με την απόδοση εφαρμογών χωρίς τροποποίηση κώδικα ή επανεκκίνηση υπηρεσιών. Οι δυνατότητες του eAPM προσφέρουν: Πληροφορίες με τεχνητή νοημοσύνη που συσχετίζουν αυτόματα μετρήσεις σε εφαρμογές και ομίλους Kubernetes Παρακολούθηση χρυσών μετρήσεων, συναλλαγών και απόδοσης βάσεων δεδομένων Ομαλή μετάβαση σε παραδοσιακούς πράκτορες APM όταν απαιτούνται βαθύτερες γνώσεις Αυτό επιτρέπει στις ομάδες να εφαρμόζουν γρήγορα την παρατήρηση σε όλο το τοπίο μικροεξυπηρέτησης χωρίς εκτεταμένη εργασία οργάνωσης. Cloud Cost Intelligence Οι αρχιτεκτονικές μικροεξυπηρέτησης λειτουργούν συνήθως σε περιβάλλοντα cloud όπου οι δαπάνες μπορούν να ξεφύγουν γρήγορα από τον έλεγχο.Η δυνατότητα Cloud Cost Intelligence της New Relic παρέχει πραγματικό χρόνο, ολοκληρωμένη προβολή στο κόστος των πόρων cloud, επιτρέποντας στις ομάδες να: Βλέπουν και να διαχειρίζονται το κόστος cloud σε ολόκληρο τον οργανισμό Εκτιμούν τον αντίκτυπο του κόστους των πόρων υπολογιστών πριν από την ανάπτυξη Συλλέγουν και απεικονίζουν αυτόματα δεδομένα τηλεμετρίας σε πραγματικό χρόνο για βαθύτερες γνώσεις κόστους Δυναμώνουν τη συνεργασία μεταξύ των ομάδων μηχανικής, χρηματοδότησης και προϊόντων για να ευθυγραμμίσουν τις δαπάνες με τους επιχειρηματικούς στόχους Αυτή η ενσωμάτωση Real-Time Collaboration and Knowledge Sharing Η αποτελεσματική παρατηρησιμότητα μικροεξυπηρέτησης απαιτεί συνεργασία μεταξύ ομάδων.Το New Relic διευκολύνει αυτό μέσω των δημόσιων πίνακες παρακολούθησης, επιτρέποντας στις ομάδες να μοιράζονται κρίσιμες γνώσεις με τα ενδιαφερόμενα μέρη εντός και εκτός του οργανισμού. Αυτοί οι πίνακες επιτρέπουν στις ομάδες να Δημιουργήστε και μοιραστείτε εύκολα πληροφορίες χρησιμοποιώντας τη γλώσσα ενοποιημένης βάσης δεδομένων και ερωτήσεων της New Relic Παροχή μετρήσεων σε πραγματικό χρόνο σε ακροατήρια χωρίς να απαιτείται σύνδεση στο New Relic Εφαρμογή ελέγχων πρόσβασης βάσει ρόλων για την ασφάλεια Αυτή η ικανότητα σπάει τα κενά μεταξύ των ομάδων ανάπτυξης, των επιχειρήσεων και των επιχειρηματικών ενδιαφερομένων, προωθώντας μια ενοποιημένη προσέγγιση για την αξιοπιστία των υπηρεσιών. ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΤΩΝ ΜΙΚΡΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ Ο τομέας συνεχίζει να εξελίσσεται με διάφορες αναδυόμενες τάσεις: Ανάλυση με τεχνητή νοημοσύνη: Μηχανική μάθηση για να ανιχνεύσει ανωμαλίες και να προτείνει ριζικές αιτίες Τεχνολογία eBPF: Μηχανισμοί σε επίπεδο πυρήνα με ελάχιστη υπερφόρτωση Ανοικτή σύγκλιση τηλεμετρίας: Συνεχής τυποποίηση της συλλογής τηλεμετρίας Παρατηρησιμότητα ως κώδικας: Ορισμός απαιτήσεων παρατηρησιμότητας παράλληλα με την υποδομή Συμπέρασμα Η αποτελεσματική παρατήρηση μετατρέπει τις μικροεπιχειρήσεις από αδιαφανή μαύρα κουτιά σε διαφανή, διαχειρίσιμα συστήματα.Με την εφαρμογή μιας ολοκληρωμένης στρατηγικής που περιλαμβάνει μετρήσεις, αρχεία καταγραφής και ίχνη, οι οργανισμοί μπορούν να οικοδομήσουν εμπιστοσύνη στις κατανεμημένες αρχιτεκτονικές τους και να προσφέρουν πιο αξιόπιστες εμπειρίες χρηστών. Η επένδυση στην παρατηρησιμότητα αποδίδει μερίσματα όχι μόνο στη μείωση των χρόνων διακοπής λειτουργίας και στην ταχύτερη εκκαθάριση, αλλά και στη δυνατότητα των ομάδων να καινοτομούν με εμπιστοσύνη, γνωρίζοντας ότι μπορούν να κατανοήσουν τα πολύπλοκα συστήματα που χτίζουν και συντηρούν.