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阿里云Kubernetes Service Mesh实践进行时(4): 分布式追踪

简介: 本系列前面文章中已经介绍了利用阿里云Kubernetes容器服务,如何快速搭建一套用于连接、管理以及安全化微服务的开放平台Istio,为应用引入和配置多个相关服务。本文通过一个示例演示了如何在启用了Istio的应用中使用分布式追踪系统Jaeger。
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概述

注意:在使用阿里云Kubernetes容器服务Istio 1.0的过程中,如果遇到类似CRD版本问题,请参考我们提供的问题分析。 我们会持续更新遇到的问题及其解决方法。

本系列前面文章中已经介绍了利用阿里云Kubernetes容器服务,如何快速搭建一套用于连接、管理以及安全化微服务的开放平台Istio,为应用引入和配置多个相关服务。

阿里云Kubernetes Service Mesh实践进行时(1): Istio初体验
阿里云Kubernetes Service Mesh实践进行时(2): 通过示例深入Istio
阿里云Kubernetes Service Mesh实践进行时(3): 智能路由
阿里云Kubernetes Service Mesh实践进行时(4): 分布式追踪
阿里云Kubernetes Service Mesh实践进行时(5): 遥测数据收集、查询及可视化
阿里云Kubernetes Service Mesh实践进行时(6): 故障诊断与检测工具Weave Scope
阿里云Kubernetes Service Mesh实践进行时(7): 可观测性分析服务Kiali

本文通过一个示例演示了如何在启用了Istio的应用中使用分布式追踪系统Jaeger。

在由单体架构迁移至微服务时,传统的监视工具往往无法提供跨越不同服务的可见性。因此就有必要引入分布式跟踪的工具。

为了解决不同的分布式追踪系统 API 不兼容的问题,诞生了 OpenTracing 规范。OpenTracing 是一个轻量级的标准化层,它位于应用程序/类库和追踪或日志分析程序之间。OpenTracing 已进入 CNCF,正在为全球的分布式追踪,提供统一的概念和数据标准。它通过提供平台无关、厂商无关的 API,使得开发人员能够方便的添加(或更换)追踪系统的实现。

Jaeger 是 CNCF下的一款开源分布式追踪系统,兼容 OpenTracing API。

image.png

Istio分布式调用链跟踪

Jaeger收集启用了Istio的应用程序的调用链信息,点击阿里云容器服务页面中左侧服务栏,找到 tracing 服务,如下:

image.png

点击 tracing 服务的外部地址,会看到如下一个Jaeger UI页面:

image.png

Jaeger UI显示了分布式服务追踪信息的结果,右上角显示的时刻和持续时间散点图用可视化方式呈现了结果,并提供了向下挖掘能力。

用户可以选择用多种不同视图对追踪结果进行可视化,例如追踪时段内的直方图,或服务在追踪过程中的累积时间:

image.png

除了使用默认的时序渲染方式,还可以通过其他视图渲染为有向无环图或关键路径图:

image.png

实现原理

尽管Istio代理能够自动发送spans,但他们需要一些标识来将整个调用链关系联系起来。应用程序需要传入合适的HTTP header信息,便于代理发送span信息到Jaeger时,span可以准确地把每次调用关联起来。

为此,应用程序需要从传入的请求中收集如下的header信息并将其传入到每个传出请求:

x-request-id
x-b3-traceid
x-b3-spanid
x-b3-parentspanid
x-b3-sampled
x-b3-flags
x-ot-span-context

示例服务中的productpage应用(Python应用)从HTTP请求中提取所需的header信息:

def getForwardHeaders(request):
    headers = {}

    user_cookie = request.cookies.get("user")
    if user_cookie:
        headers['Cookie'] = 'user=' + user_cookie

    incoming_headers = [ 'x-request-id',
                         'x-b3-traceid',
                         'x-b3-spanid',
                         'x-b3-parentspanid',
                         'x-b3-sampled',
                         'x-b3-flags',
                         'x-ot-span-context'
    ]

    for ihdr in incoming_headers:
        val = request.headers.get(ihdr)
        if val is not None:
            headers[ihdr] = val
            #print "incoming: "+ihdr+":"+val

    return headers

在应用程序中调用其他服务时,这些header信息会被传播下去形成一个调用链。

总结

我们可以利用阿里云Kubernetes容器服务,快速搭建一套用于连接、管理以及安全化微服务的开放平台Istio,为应用引入和配置多个相关服务。本文通过一个示例演示了如何在启用了Istio的应用中使用分布式追踪系统Jaeger。 欢迎大家使用阿里云上的容器服务,快速搭建微服务的开放治理平台Istio,比较简单地集成到自己项目的微服务开发中。

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王夕宁, 阿里云服务网格ASM技术负责人, 关注Kubernetes/云原生/服务网格等领域。之前曾在IBM中国开发中心工作, 作为架构师和主要开发人员负责或参与了一系列在SOA中间件/云计算等领域的工作, 曾担任中国研发中心专利技术评审主席, 并拥有60多项相关领域的国际技术专利。
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