分布式监控系统zipkin介绍

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-01-26 00:01 272阅读 0赞

[zipkin][]是Twitter基于google的分布式监控系统Dapper（[论文][Link 1]）的开发源实现，zipkin用于跟踪分布式服务之间的应用数据链路，分析处理延时，帮助我们改进系统的性能和定位故障。

### zipkin架构 ###

![536401-20170911203301610-1772415729.png][]

Instrumented client和Instrumented server是分布式系统中的服务，通过装备库采集跟踪信息，装备库再调用Transport，把跟踪信息发送给zipkin。

### 装备库 ###

针对不同语言，不同RPC框架，有不同的装备库实现，目前已有实现列表[见此][Link 2]，其中[Brave][]是zipkin官方提供的Java的装备库。  
一个装备库的实现需要考虑如下情况：

*  实现语言，和需要装备的服务的语言一致
 *  zipkin需要的核心数据结构信息记录，包括tracerid,spanid的生成，延迟时间的计算，事件记录，tag记录等
 *  服务之间跟踪信息的传递，称为植入，不同RPC接口植入的方式不一样，例如HTTP接口采用[B3][]协议植入  
    植入的信息包括：Trace Id、Span Id、Parent Id、Sampled、Flags
 *  采样，减少跟踪导致的系统负荷
 *  报告给zipkin，调用Transport将跟踪信息传给zipkin

### Transport ###

Transport是zipkin对外提供的接口，目前有HTTP、Kafka、Scribe三种。

*  HTTP：采用json格式，接口定义见https://github.com/openzipkin/zipkin-api
 *  Kafka：分布式发布订阅消息系统
 *  Scribe：Facebook的日志收集系统https://github.com/facebook/scribe

### 核心数据结构 ###

[v2版本][v2]：  
![536401-20170914191149157-1376182025.png][]

*  traceId：64位或128位，全局唯一，
 *  parentId：父spanid，64位，根span的parentId为空
 *  id：spanid，64位，tranceId内唯一
 *  name：方法名
 *  serviceName：服务名
 *  timestamp：自1970-1-1 00:00:00 UTC的微秒
 *  duration：开始span到结束span的时间，单位微秒
 *  annotations：记录事件，value有一些预定义的值，例如客户端发送(cs)，客户端接收(cr)，服务端接收(sr)，服务端发送(ss)等
 *  tags：记录附加数据

一个Span就是记录\[remoteEndpoint.serviceName\]服务的\[Span.name\]方法的执行过程，其中的annotation记录了中间的一些事件发生时间，通过这些时间可以得到\[Span.name\]方法的网络传输时间，服务端执行时间，客户端响应时间等信息，从而对其进行诊断优化。多个Span通过parentId构成一个树形结构，根Span的parentId为空，描述了一次trace（tranceId标识）中多个服务之间的调用过程。

### 示例说明 ###

[https://github.com/zhongpan/zipkin-ice][https_github.com_zhongpan_zipkin-ice]  
![536401-20170914191204657-1093322547.png][]

假设service1.fun1中调用service2.fun2和service3.fun3，service2.fun2中调用service4.fun4。本次跟踪各个服务中会创建如上的span1~span7，span1为根span。span2和span4为一次RPC的客户端和服务端行为，可以共享spanid，span4不用新生成spanid，span2和span4在zipkin中会合并为1个span，span3/span5以及span6/span7类似。最终，在zipkin界面展示的树形结构为：

[zipkin]: http://zipkin.io/
[Link 1]: http://bigbully.github.io/Dapper-translation/
[536401-20170911203301610-1772415729.png]: /images/20220126/c9d62a720b9f4e2c8868e3a4b8b6bdfb.png
[Link 2]: http://zipkin.io/pages/existing_instrumentations.html
[Brave]: https://github.com/openzipkin/brave
[B3]: https://github.com/openzipkin/b3-propagation
[v2]: https://github.com/openzipkin/zipkin-api/blob/master/zipkin2-api.yaml
[536401-20170914191149157-1376182025.png]: /images/20220126/b05241c5e30e4a24a46c90a5b56fae80.png
[https_github.com_zhongpan_zipkin-ice]: https://github.com/zhongpan/zipkin-ice
[536401-20170914191204657-1093322547.png]: /images/20220126/3c71c567150441fab83cd138e5ad22cf.png