Skywalking 介绍 | 学习笔记

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Skywalking 介绍

什么是 Skywalking

1. Skywalking 概述

（1）一句话介绍：Skywalking 是基于 Open Tracing 规范使用了分布式链路追踪技术的 APM 系统。

根据官方的解释， Skywalking 不只是 APM 系统，同时还是一个可观测性分析平台(Observability Analysis Platform，简称 OAP)，提供了在线分析的功能，和应用性能管理系统(Application Performance Management 简称 APM)。

提供分布式链路追踪、服务网格(Service Mesh)、遥测分析、度量(Metric)、聚合和可视化等一体化解决方案。

下面是 Skywalking 的几大特点：

①具备多语言自动探针。支持 Java、.Net Core 和 Node.JS 这些语言的探针。探针可以自动做集成，不需要手动添加代码。

②支持多种监控手段。除了语言探针，还支持微服务下比较热门的 service mesh。

③轻量高效。不需要额外搭建大数据平台（有些 APM 系统是需要额外搭建大数据平台的）。

④基于模块化架构。UI、存储、集群管理都可以模块化，也就是可以通过配置去进行替换，多种机制可选。

⑤支持告警功能。

⑥提供了优秀的可视化效果(5.0->6.0)。在 Skywalking 由5.0升级到6.0的提升下，UI 的效果也提升了很大的幅度。

（2）如图，Skywalking 整体架构如下：

解析：这张架构图实际上分为两个部分，首先是客服端，也就是说探针会在应用进行一个处理，把它的数据进行上报。然后服务端又分为两个部分，一个部分是观测平台，也就是说 UI 页面；另外一个部分是后端服务，这个后端服务相对来说比较复杂，要接收到探针上报的数据，包括 Service Mesh 上报的数据也可以接收，它是通过 gRPC 或 HTTP 协议进行接收；上报的数据分为两部分，第一个部分是 Tracing ，也就是分布式链路追踪，每一次调用都会有一个调用链进行上报，另一个部分是 Metric 这个概念，Metrics 实际上是一个可累加的数据，比如说当前的接口在十分钟内上报了多少次，平均的耗时是多少，这些都是一些统计性的数据，称为 Metrics 。这两个部分的数据会被 OPA 平台接收同时处理，把这些数据处理之后会存储到存储介质中。存储介质可以分为多种实现，如Elaticsearch、MYSQL TIDB、H2数据库等都可以进行存储。

如果此时 UI 页面想要访问这些数据，就会去调用 OAP 平台提供的查询引擎的接口，这样就能访问存储层的数据。

需要注意：①Metric 的特点是，它是可累加的：它们具有原子性，每个都是一个逻辑计量单元，或者一个时间段内的柱状图，例如：队列的当前深度可以被定义为一个计量单元，在写入或读取时被更新统计；输入 HTTP 请求的数量可以被定义为一个计数器，用于简单累加；请求的执行时间可以被定义为一个柱状图，在指定时间片上更新和统计汇总。

②Tracing 的最大特点就是，它在单词请求的范围内，处理信息。任何的数据、元数据信息都被绑定到系统中的单个事务上。例如：一次调用远程服务的 RPC 执行过程；一次实际的 SQL 查询语句；一次 HTTP 请求的业务性 ID。

③总结：Metric 主要用来进行数据的统计，比如 HTTP 请求数的计算。Tracing 主要包含了某一次请求的链路数据。

详细的内容可以查看 Skywalking 开发者吴晟翻译的文章，Metrics、Tracing 和 Logging 的关系：http://blog.oneapm.com/apm-tech/811.html

这里做一个总结，整体架构包含如下三个组成部分：

①探针(agent)负责数据的上报，包含了 Tracing 和 Metrics 两部分的数据，这个探针布置在应用服务所在的服务器上，agent 会被安装到服务所在的服务器上，以方便数据的获取。

②可观测性分析平台 OAP(Observability Analysis Platform)，不只需要接收探针发送的数据，还需要对数据进行加工处理，即在内存中使用分析引擎(Analysis Core)进行数据的整合运算，然后将数据存储到对应的存储介质上，比如 Elasticsearch、MySQL 数据库、H2 数据库等。另外还提供了 UI 页面数据查询这个能力即同时 OAP 还使用查询引擎(Query Core)提供 HTTP 查询接口。

④Skywalking 提供单独的 UI 进行数据的查看，此时 UI 会调用 OAP 提供的接口，获取对应的数据，然后进行展示。

2. Skywalking 优势

Skywalking 相比较其它的分布式链路监控工具，具有以下特点：

1. 社区相当活跃。Skywalking 已经进入 Apache 孵化阶段，目前的 star 数已经超过 11k；它的版本更新的很快，最新版本 6.5.0 已经发布。开发者吴胜是中国人，可以直接和项目发起人交流进行问题的解决。
   
2. Skywalking 支持探针的语言很多：Java、.Net Core 和 Node.JS 语言。相对于其它平台：比如 Pinpoint 支持 Java 和 PHP，具有较大的优势。
   
3. 探针无侵入性。对比 CAT 具有侵入性的探针需要进行代码编写，优势较大。不修改原有项目一行代码就可以把它引入进框架中进行集成。
   
4. 探针性能优秀。有网友对 Pinpoint 和 Skywalking 的性能进行过测试，Pinpoint 每次收集的数据过多，所以对性能损耗较大，而 Skywalking 探针性能十分出色。
   

（5）支持组件较多。特别是对 RPC 框架的支持，这是其它框架所不具备的。Skywalking 对 Dubbo、gRPC 等有原生的支持，甚至连小众的 motan 和 sofarpc 都支持。

可以看到，Skywalking 对比其他有很大的优势，这也是人们选择 Skywalking 的原因。

3. Skywalking 主要概念介绍

（1）Skywalking 主要概念包含：服务(Service)、端点(Endpoint)和实例(Instance)

如图，使用如下案例来进行 Skywalking 主要概念的介绍：

上图中，编写了用户服务，这是一个 Web 项目，在生产中部署了两个节点：192.168.1.100 和 192.168.1.101。

浏览器发送了一个请求，这个请求的地址是usr query All，通过负载均衡器到达后端的用户服务集群，在这里，用户服务的概念是部署了很多用户服务的应用，这整个用户集群化的概念就叫服务，也称之为应用。由于服务暴露了接口也就是/usr/query/All，这个接口对于 Skywalking 来说就是一个端点，这个端点是可以经过其他服务来进行访问的。为了保证这个服务的高可用性，服务在集群上可能会部署多份，部署多份这个概念就叫做实例，比如说用户在192.168.1.100和192.168.1.101上部署了一个，也就是有两个实例分别进行了部署。

（2）总结：

服务就是指一个比较宽泛的概念，一份代码在线上上线了，就是一个服务。

这个服务在线上如果要保证高可用性，就需要部署多个节点，这个节点就是 Skywalking 的实例这个概念。

如果服务需要对外暴露接口，那么这些接口就称之为端点