Skywalking分散式追蹤與監控：起始篇

如上圖所示：OpenTracing旨在標準化Trace資料結構和格式，其目的是：

不同語言開發的Trace客戶端的互操作性，Java/.Net/PHP/Python/NodeJs等語言開發的客戶端，只要遵循OpenTracing標準，就都可以對接OpenTracing相容的監控後端。

Tracing監控後端的互操作性，只要遵循OpenTracing標準，企業可以根據需要替換具體的Tracing監控後端產品，比如從Zipkin替換成Jaeger/CAT/Skywalking等後端。

OpenTracing初衷和方向是好的，但是目前還不明朗，不少呼叫鏈監控產品並未明確支援OpenTracning標準。對其後續走勢我們可以持續關注。

在構建監控系統時，大家往往在Metrics,Tracing和Logging幾個名詞和方式之間糾結。 總體說來，我們是在一些通用的名詞間糾結。可以通過圖表來定義監控的作用域，使各名詞的作用範圍更明確。比如通過維恩圖（Venn diagram）來描述Metrics, tracing, logging三個概念的定義：

‘

Metric的特點是，它是可累加的：他們具有原子性，每個都是一個邏輯計量單元，或者一個時間段內的柱狀圖。 例如：佇列的當前深度可以被定義為一個計量單元，在寫入或讀取時被更新統計； 輸入HTTP請求的數量可以被定義為一個計數器，用於簡單累加； 請求的執行時間可以被定義為一個柱狀圖，在指定時間片上更新和統計彙總。

Logging的特點是，它描述一些離散的（不連續的）事件。 例如：應用通過一個滾動的檔案輸出debug或error資訊，並通過日誌收集系統，儲存到Elasticsearch中； 審批明細資訊通過Kafka，儲存到資料庫（BigTable）中； 又或者，特定請求的元資料資訊，從服務請求中剝離出來，傳送給一個異常收集服務，如NewRelic。

Tracing的最大特點就是，它在單次請求的範圍內，處理資訊。 任何的資料、元資料資訊都被繫結到系統中的單個事務上。 例如：一次呼叫遠端服務的RPC執行過程；一次實際的SQL查詢語句；一次HTTP請求的業務性ID。

在OpenTracing中，有幾個基本概念我們需要提前瞭解清楚：

1、Trace(追蹤):

在廣義上，一個trace代表了一個事務或者流程在（分散式）系統中的執行過程。在OpenTracing標準中，trace是多個span組成的一個有向無環圖（DAG），每一個span代表trace中被命名並計時的連續性的執行片段。

2、Span(跨度)：一個span代表系統中具有開始時間和執行時長的邏輯執行單元。span之間通過巢狀或者順序排列建立邏輯因果關係。

3、Logs：每個span可以進行多次Logs操作，每一次Logs操作，都需要一個帶時間戳的時間名稱，以及可選的任意大小的儲存結構。

4、Tags：每個span可以有多個鍵值對（key:value）形式的Tags，Tags是沒有時間戳的，支援簡單的對span進行註解和補充。

其中單個Trace和各個Span之間的關係：

一個span可以和一個或者多個span間存在因果關係。OpenTracing定義了兩種關係：ChildOf 和 FollowsFrom。這兩種引用型別代表了子節點和父節點間的直接因果關係。

Skywalking可以理解為實現了OpenTracing規範，同時提供了更加現代化、酷炫的UI，供人們可以對應用更加的直觀的監控。

接下來，我們將結合Skywalking的介面來了解如何檢視單個Trace：

首先，在Skywalking中，官方針對Java應用封裝了一個Segment概念，實質上就是Span陣列的封裝，為的是更好的表示Java中跨執行緒間的呼叫（後續文章將會詳細講到），因此，在Skywalking裡面，一次完整的追蹤所包含的資料結構應該是:

- Trace = Segment1 + Segment2 + ...... + SegmentN

- 其中每個Segment所包含的資料：Segment = Span1 + Span2 + ...... + SpanN

通過一張官方的截圖來講解：

圖中藍色部分是一個程序呼叫，代表的是Kafka/test-trace-topic/Consumer這個服務為呼叫入口，緊隨著下面的白色長塊則代表跨程序或跨執行緒的呼叫塊，點選進去並通過瀏覽器檢視返回的資料：

我們可以看到右側有一組spans陣列，陣列中每一組資料中都帶有traceId,segmentId,parentSegmentId,refs陣列,spanId,parentSpanId,type等資料。Skywalking介面上那些層級關聯關係就是根據這些資料來進行展示的，比如：

在同一個Segment中，spanId最頂層數值為-1，預設從0開始自增，依次代表層級。即Span與Span時間通過parentSpanId表示關係。Segment與Segment之間通過refs陣列中的parentSegmentId表示關係

好了，其實最後一段才是我想表達的東西，順帶將整個東西理清楚記錄一下，使用過程中碰到的問題會陸續記錄到這裡。

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文章轉自：http://zhuanlan.zhihu.com/p/41252484

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