华为云DevOps系列之 —— 持续运维与监控(四)应用性能管理

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ruochen 发表于 2021/10/24 14:38:03 2021/10/24
【摘要】 华为云DevOps系列之 —— 持续运维与监控(四)应用性能管理

为什么需要应用性能监控

业务爆发式增长

  • 在云时代,分布式微服务架构下应用日益丰富,用户数量爆发式增长,纷杂的应用异常问题接踵而来
  • 传统运维模式下,多套运维系统上的各项指标无法关联分析,运维人员需要根据运维经验逐一排查应用异常,分析定位问题效率低,维护成本高且稳定性差
  • 海量业务下应用运维面临以下两个方面的挑战
    • 大型分布式应用关系错综复杂,分析定位应用问题困难,应用运维面临如何 保障应用正常快速完成问题定位迅速找到性能瓶颈 的挑战
    • 应用体验差导致用户流失,运维人员不能实时感知并追踪体验差的业务,未能及时诊断应用异常,严重影响用户体验

微服务化趋势明显

  • 微服务对业务进行拆分,微服务数量增多,研发运维管理对象过成倍数增长、对业务应用的性能和容量带来新挑战
    • 管理对象增加
    • 版本多、变更更为频繁
    • 服务调用复杂性增加、故障概率增加、问题定界定位困难

什么是 APM

  • APM(Application Performance Management),是对应用程序的性能和可用性的监控管理
  • APM主要是针对企业关键业务的 IT 应用性能用户体验 的监测、优化,提高企业 IT 应用的可靠性和质量。旨在确保最终用户获得高质量的体验,降低 IT 总拥有成本 TCO (Total Cost of Ownership ),包括产品采购到后期使用、维护的成本。这是一种公司经常采用的技术评价标准
  • 常见的应用性能监控管理包括 应用的接口性能和错误监控,分布式调用链路跟踪,以及其他各类用于诊断(内存,线程等)的监控信息,随着云管端的不断延展,已经延伸到了前端,手机 App 端,IOT 等领域监控,并且与容器监控、服务器监控,以及其他平台组件如中间件、数据库等层面的监控一起协同起来,将整个应用给看护起来

分布式链路跟踪

  • 目前市面的系统基本都是参考 Google 的 Dapper 来做的
  • 跟踪业务请求的处理过程:完成对应用系统在前后端处理、服务端调用的性能消耗跟踪,通过汇聚业务系统各处理环节的实时数据,实现对应用的全链路性能监测

分布式调用跟踪原理

  • 在分布式系统中,一次请求会包含很多的 RPC 调用,迫切需要一些可以帮助理解系统行为和分析性能问题的工具,需要诊断具体哪个服务性能容量存在问题,从而对整个系统造成瓶颈
  • 例如,下图展示的是一个5台服务器相关的服务,包括前端(A服务),两个中间层(B和C服务),两个后端(D和E服务)。当一个用户(这个用例的发起人)发起一个请求时,首先到达前端,然后发送两个 RPC 到服务器B和C。B会马上做出反应,但是C需要和后端的D和E交互之后再返还给A,由A来响应最初的请求。对于这样一个请求,简单实用的分布式跟踪的实现,就是为服务器上每一次你发送和接收动作来收集跟踪 标识符(message identifiers)时间戳(timestamped events)

Google 基于标注的方案(annotation-based):

  • 分布式系统要做的就是记录每次发送和接受动作的跟踪标识符(message identifiers)和时间戳(timestamped events),将一次请求涉及到的所有服务串联起来,只有这样才能弄清楚一次请求的完整调用链

主流 APM 产品的对比

类别 Zipkin Pinpoint SkyWalking CAT
实现方式 拦截请求,发送(HTTP,mq)数据至 Zipkin 服务 Java 探针,字节码增强 Java 探针,字节码增强 代理埋点(拦截器,注解,过滤器等)
接入方式 基于 linkerd 或者 sleuth 方式,引入配置即可 javaagent 字节码 javaagent 字节码 代码侵入
颗粒度 接口级 方法级 方法级 代码级
全局调用统计 ×
traceid 查询 × ×
报警 ×
JVM 监控 × ×
  • Zipkin 由 Twitter 开源,调用链分析工具,基于 spring-cloud-sleuth 得到广泛使用,非常 轻量,使用部署简单
  • Pinpoint 专注于 链路和性能监控,韩国研发团队开源,埋点无侵入,UI 功能较强,但毕竟是小团队,不知道会不会一直维护着,目前版本仍在更新中
  • Skywalking 专注于 链路和性能监控,国产开源,埋点无侵入,UI 功能较强。能够加入 Apache 孵化器,设计思想及代码得到一定认可,后期应该也会有更多的发展空间及研发人员投入。目前使用厂商最多。版本更新较快
  • CAT 是一个更综合性的平台,提供的监控功能最 全面,但研发进度及版本更新相对较慢

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