サービスメッシュと OpenTelemetry の連携を探る: 分散トレース

この記事が公開された後、一部の読者から javaagent の「非侵入性」についてコメントがありましたが、ここで説明する必要があります。 「非侵入的」とは、主にアプリケーションのビジネス ロジック コードを変更せずに実装できる機能を指します。透過的でアプリケーションを意識する必要がないため、開発者はビジネス開発に集中できます。同時に、アプリケーションコードを変更する必要がないため、統合が容易になります。また、メンテナンスも簡単で、複数の言語やフレームワーク間での機能の一貫性も確保されます。

Java エージェントは JVM の起動時にロードされ、アプリケーションのソース コード レベルを変更するのではなく、実行時にバイトコードを変更して追跡コードを挿入します。

背景

分散トレース

分散トレースは、マイクロサービス リクエスト フローを監視および診断するための重要なテクノロジであり、可観測性の重要なコンポーネントであり、マイクロサービス アーキテクチャにおける複雑な相互作用やパフォーマンスの問題に関する深い洞察を提供します。サービス間のリクエスト リンクを明確に表示することで複雑さを管理し、パフォーマンスのボトルネックを特定し、リソース割り当てを最適化し、障害を迅速に特定して解決し、システム全体の信頼性を向上させるのに役立ちます。

サービスメッシュのための非侵入型分散トレース

再び非侵襲的！サービス メッシュ内のプロキシは、すべての受信および送信ネットワーク通信を自動的に処理し、要求時間、期間、ステータス コード、その他のメタデータなど、サービス間の要求と応答に関する詳細な情報を自動的にキャプチャ、記録、分析します。この実装[1]はアプリケーション自体に対して透過的であり、実行時にバイトコードを変更するJavaエージェントよりも徹底的です。

ここでの前提は、アプリケーションがリクエストでコンテキスト情報を渡すことができるため、サイドカー プロキシによって生成され、送信されたトレース情報が、切断されることなく最終的に連結されることです。

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メッシュの非侵入型分散トレースではリクエスト リンクが表示されますが、上図に示すように、各スパンはサイドカー プロキシの情報です。

前回の記事に続き、今日はService Mesh FSM[2]とOpenTelemetryを統合して、アプリケーションとメッシュのフルリンク分散トレースを実装する方法について説明します。

デモ

建築

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環境設定

Jaeger、cert-manager、Otel Operator のインストールについては、前の記事を参照してください。

計測の設定

次のステップは、プローブをインストールして構成することです。詳細な設定手順については、Instrumentation APIドキュメント[3]を参照してください。

FSM分散トレースドキュメント[4]によれば、FSMはZipkinプロトコルをサポートしています。したがって、プロパゲータでは b3multi を使用し、B3 マルチヘッダー形式を使用してリクエスト ヘッダーに次の情報を渡します。

• x-b3-トレースID
• x-b3-スパニッド
• x-b3-親spanid
• x-b3 サンプル
• x-b3-フラグ

今回はサンプル名前空間を使用します。

 kubectl create namespace sample kubectl apply -n sample -f - <<EOF apiVersion: opentelemetry.io/v1alpha1 kind: Instrumentation metadata: name: instrumentation-sample spec: propagators: - b3multi sampler: type: parentbased_traceidratio argument: "1" env: - name: OTEL_EXPORTER_OTLP_ENDPOINT value: otel-collector.default:4318 EOF

OpenTelemetry Collector を構成する

Otelコレクターの詳細な設定については、公式ドキュメント[5]を参照してください。

• 受信側では、アプリケーションからトレース情報を受信するように otlp を構成し、エンドポイント 0.0.0.0:9411 を使用して、サイドカーからレポートを受信するように zipkin を使用します。
• エクスポーター、Jager の otlp エンドポイント jaeger.default:4317 を構成します。
• 入力ソースとして otlp と zipkin を使用し、出力先として jaeger を使用するパイプライン サービス。

 kubectl apply -f - <<EOF apiVersion: opentelemetry.io/v1alpha1 kind: OpenTelemetryCollector metadata: name: otel spec: config: | receivers: otlp: protocols: grpc: http: zipkin: endpoint: "0.0.0.0:9411" exporters: otlp/jaeger: endpoint: "jaeger.default:4317" tls: insecure: true service: pipelines: traces: receivers: [otlp, zipkin] exporters: [otlp/jaeger] EOF

サービスメッシュ FSM のインストール

FSM は CLI 経由でインストールします。今すぐ FSM をダウンロードし、最新の公式バージョン 1.1.4 を使用してください。

 system=$(uname -s | tr '[:upper:]' '[:lower:]') arch=$(uname -m | sed -E 's/x86_/amd/' | sed -E 's/aarch/arm/') release=v1.1.4 curl -L https://github.com/flomesh-io/fsm/releases/download/$release/fsm-$release-$system-$arch.tar.gz | tar -vxzf - ./$system-$arch/fsm version

インストール中に、分散トレースを有効にし、アドレスを Otel Collector の zipkin シンクにポイントします。zipkin シンクのエンドポイントは /api/v2/spans です。

 fsm install \ --set=fsm.tracing.enable=true \ --set=fsm.tracing.address=otel-collector.default \ --set=fsm.tracing.port=9411 \ --set=fsm.tracing.endpoint=/api/v2/spans

サンプルアプリケーションをデプロイする

サンプル名前空間をサービス グリッドに追加し、アプリケーションをデプロイします。

 fsm namespace add sample kubectl apply -n sample -f https://raw.githubusercontent.com/addozhang/http-sample/main/manifests/service-v1.yaml

アプリケーション ポッドにサイドカーが挿入され、正常に実行されることを確認します。

 kubectl get po -n sample NAME READY STATUS RESTARTS AGE service-c-66bf9dcc7b-pdj8p 2/2 Running 0 38s service-b-586cfc5ccd-k9qrs 2/2 Running 0 37s service-a-7cf7bc5bcc-tgjzz 2/2 Running 0 37s

テスト

pod_name="$(kubectl get pod -n sample -l app=service-a -o jsnotallow='{.items[0].metadata.name}')" kubectl port-forward -n sample $pod_name 8080:8080 & curl localhost:8080

リクエストを送信した後、Jaeger UI を開きます。

 jaeger_pod="$(kubectl get pod -l app=jaeger -o jsnotallow='{.items[0].metadata.name}')" kubectl port-forward $jaeger_pod 16686:16686 &

Jaeger UI では、リンクの内容がより豊富であることがわかります。これには、アプリケーションのスパン データとサイドカー プロキシが含まれています。

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参考文献

[1] 実装: https://fsm-docs.flomesh.io/guides/observability/tracing/

[2] サービスメッシュFSM: http://fsm-docs.flomesh.io

[3] インストルメンテーションAPIドキュメント: https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-operator/blob/main/docs/api.md#instrumentation

[4] FSM分散トレースのドキュメント: https://fsm-docs.flomesh.io/guides/observability/tracing/

[5] 公式ドキュメント: https://opentelemetry.io/docs/collector/configuration/