一、服務鏈路追蹤導論

1.背景

對于一個大型的幾十個、幾百個微服務構成的微服務架構系統，通常會遇到下面一些問題，比如：

1. 如何串聯整個調用鏈路，快速定位問題？
2. 如何理清各個微服務之間的依賴關系？
3. 如何進行各個微服務接口的性能分折？
4. 如何跟蹤整個業務流程的調用處理順序？

2.鏈路追蹤選型

1. Zipkin是Twitter開源的調用鏈分析工具，目前基于springcloud sleuth得到了廣泛的使用，特點是輕量，使用部署簡單。
2. Pinpoint是韓國人開源的基于字節碼注入的調用鏈分析，以及應用監控分析工具。特點是支持多種插件，UI功能強大，接入端無代碼侵入。
3. SkyWalking是本土開源的基于字節碼注入的調用鏈分析，以及應用監控分析工具。特點是支持多種插件，UI功能較強，接入端無代碼侵入。目前已加入Apache孵化器。
4. CAT是大眾點評開源的基于編碼和配置的調用鏈分析，應用監控分析，日志采集，監控報警等一系列的監控平臺工

起對比如下：

探針性能對比

模擬了三種并發用戶：500，750，1000。使用jmeter測試，每個線程發送30個請求，設置思考時間為10ms。使用的采樣率為1，即100%，這邊與生產可能有差別。pinpoint默認的采樣率為20，即50%，通過設置agent的配置文件改為100%。zipkin默認也是1。組合起來，一共有12種。下面看下匯總表：

從上表可以看出，在三種鏈路監控組件中，skywalking的探針對吞吐量的影響最小，zipkin的吞吐量居中。pinpoint的探針對吞吐量的影響較為明顯，在500并發用戶時，測試服務的吞吐量從1385降低到774，影響很大。然后再看下CPU和memory的影響，在內部服務器進行的壓測，對CPU和memory的影響都差不多在10%之內。?

二、Skywalking

1.Skywalking基礎概念

1.什么是Skywalking？

skywalking是一個國產開源框架，2015年由吳晟開源 ， 2017年加入Apache孵化器。skywalking是分布式系統的應用程序性能監視工具，專為微服務、云原生架構和基于容器（Docker、K8s、Mesos）架構而設計。SkyWalking 是觀察性分析平臺和應用性能管理系統，提供分布式追蹤、服務網格遙測分析、度量聚合和可視化一體化解決方案。

官網：Apache SkyWalking

下載：Downloads | Apache SkyWalking

Github：GitHub - apache/skywalking: APM, Application Performance Monitoring System

文檔： https://skywalking.apache.org/docs/main/v8.4.0/readme/

中文文檔： SkyWalking 文檔中文版（社區提供）

2. Skywalking主要功能特性

1、多種監控手段，可以通過語言探針和service mesh獲得監控的數據；

2、支持多種語言自動探針，包括 Java，.NET Core 和 Node.JS；

3、輕量高效，無需大數據平臺和大量的服務器資源；

4、模塊化，UI、存儲、集群管理都有多種機制可選；

5、支持告警；

6、優秀的可視化解決方案；

3. Skywalking支持三種探針

● Agent – 基于ByteBuddy字節碼增強技術實現，通過jvm的agent參數加載，并在程序啟動時攔截指定的方法來收集數據。

● SDK – 程序中顯式調用SkyWalking提供的SDK來收集數據，對應用有侵入。

● Service Mesh – 通過Service mesh的網絡代理來收集數據。

2.架構設計

1. Skywalking整體架構

整個架構分成四部分：

1、上部分Agent ：負責從應用中，收集鏈路信息，發送給 SkyWalking OAP 服務器；

2、下部分 SkyWalking OAP ：負責接收Agent發送的Tracing數據信息，然后進行分析(Analysis Core)，存儲到外部存儲器(Storage)，最終提供查詢(Query)功能；

3、右部分Storage：Tracing數據存儲，目前支持ES、MySQL、Sharding Sphere、TiDB、H2多種存儲器，目前采用較多的是ES，主要考慮是SkyWalking開發團隊自己的生產環境采用ES為主；

4、左部分SkyWalking UI：負責提供控制臺，查看鏈路等等；

簡單來說就是負責數據采集-數據分析-數據存儲-數據查詢可視化頁面。

2.模塊交互流程

后端（Backend）

接受探針發送過來的數據，進行度量分析，調用鏈分析和存儲。后端主要分為兩部分：

● OAP（Observability Analysis Platform）- 進行度量分析和調用鏈分析的后端平臺，并支持將數據存儲到各種數據庫中，如：ElasticSearch，MySQL，InfluxDB等。

● OAL（Observability Analysis Language）- 用來進行度量分析的DSL，類似于SQL，用于查詢度量分析結果和警報。

界面(UI)

● RocketBot UI – SkyWalking 7.0.0 的默認web UI

● CLI – 命令行界面

這三個模塊的交互流程：

3.SkyWalking 部署實戰

• skywalking agent和業務系統綁定在一起，負責收集各種監控數據
• Skywalking oapservice是負責處理監控數據的，比如接受skywalking agent的監控數據，并存儲在數據庫中;接受skywalking webapp的前端請求，從數據庫查詢數據，并返回數據給前端。Skywalking oapservice通常以集群的形式存在。
• skywalking webapp，前端界面，用于展示數據。
• 用于存儲監控數據的數據庫，比如mysql、elasticsearch等。

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