Skywalking整体架构

链路追踪介绍

对于一个大型的微服务架构系统，由几百个微服务构成，通常会遇到下面的一系列问题。

• 如何串联整个调用链路，快速定位问题？
• 如何澄清各个微服务之间的依赖关系？
• 如何进行各个微服务接口的性能分析？
• 如何追踪各个业务流程的调用处理顺序？

在这种模式下当请求发生故障时，或者进行优化时，需要分析链路性能，追踪调用链路，排查和解决链路故障。要完成上述流程，需要对请求的链路有完整的监控，并且采集和分析各个环节的数据，这样才能清晰地理解系统的行为信息，比如耗时分析，故障原因发现，从而进行优化和解决；能实现这种能力的组件很多，这里来看看基于SkyWalking的实践方式。

链路追踪框架对比

目前市面上开源的APM系统主要有CAT、Zipkin、Pinpoint、SkyWalking

常见的APM系统功能和技术方案对比

• CAT：CAT是由大众点评开源的项目，基于Java开发的实时应用监控平台，目前提供Java、C/C++、Node.js、Python、Go等语言的客户端，监控数据会全量统计，国内很多公司在用，例如美团点评、携程、拼多多等，CAT跟下边要介绍的Zipkin都需要在应用程序中埋点，对代码侵入性强。
• Zipkin：是Twitter开源的调用链路分析工具，是分布式链路调用监控系统，聚合各业务系统调用延迟数据，达到链路调用监控跟踪。Zipkin基于Google的Dapper论文实现，主要完成数据的收集、存储、搜索与界面展示，目前基于Spingcloud sleuth得到了广泛的应用，特点是轻量，部署简单。
• Pinpoint：是由一个韩国团队实现并开源，针对Java编写的大规模分布式系统设计，通过JavaAgent的机制做字节代码植入，实现加入traceid和获取性能数据的目的，对应用代码零侵入。
• SkyWalking：是分布式系统的应用程序性能监视工具，专为微服务，云原生架构和基于容器（Docker，K8S,Mesos）架构而设计，它是一款优秀的APM（Application Performance Management）工具，包括了分布式追踪，性能指标分析和服务依赖分析等，特点是支持多种插件，UI功能较强，接入端无代码侵入。

Skywalking介绍

Skywalking是一个可观测性分析平台（Observability Analysis Platform简称OAP）和应用性能管理系统（Application Performance Management简称APM）。提供分布式链路追踪、服务网格(Service Mesh)遥测分析、度量(Metric)聚合和可视化一体化解决方案。
下面是Skywalking的几大特点：

1. 多语言自动探针，Java，.NET Core和Node.JS。
2. 多种监控手段，语言探针和service mesh。
3. 轻量高效。不需要额外搭建大数据平台。
4. 模块化架构。UI、存储、集群管理多种机制可选。
5. 支持告警。
6. 优秀的可视化效果。

Skywalking架构

SkyWalking 逻辑上分为四部分: 探针, 平台后端, 存储和用户界面。

• 探针 基于不同的来源可能是不一样的, 一切作用都是收集数据, 将数据格式化为 SkyWalking 适用的格式.
• 平台后端 支持数据聚合, 数据分析以及驱动数据流从探针到用户界面的流程。分析包括 Skywalking 原生追踪和性能指标以及第三方来源，包括 Istio 及 Envoy telemetry , Zipkin 追踪格式化等。 你甚至可以使用 Observability Analysis Language 对原生度量指标 和 用于扩展度量的计量系统 自定义聚合分析。
• 存储 通过开放的插件化的接口存放 SkyWalking 数据. 你可以选择一个既有的存储系统, 如 ElasticSearch, H2 或 MySQL 集群(Sharding-Sphere 管理),也可以选择自己实现一个存储系统。
• UI 一个基于接口高度定制化的Web系统，用户可以可视化查看和管理 SkyWalking 数据。

环境搭建

接下来我们在虚拟机CentOS中搭建Skywalking的可观测性分析平台OAP环境。Skywalking默认使用H2内存中进行数据的存储，我们可以替换存储源为ElasticSearch保证其查询的高效及可用性。

SkyWalking下载地址：

https://www.apache.org/dyn/closer.cgi/skywalking/9.2.0/apache-skywalking-apm-9.2.0.tar.gz

安装Backend后端服务

#修改配置文件
vim config/application.yml
storage:
  selector: ${SW_STORAGE:h2}
把存储由h2改为elasticsearch：
storage:
  selector: ${SW_STORAGE:elasticsearch}
  
#注意把自己的ES地址配置上
SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES
#有用户名密码，也要配置上
user: ${SW_ES_USER:"elastic"}
password: ${SW_ES_PASSWORD:"123456"}

初始化数据

bin/oapServiceInit.sh 
SkyWalking OAP started successfully!

查看初始化完成的数据

ES数据库中的数据

安装UI服务

#修改UI配置
server:
  port: 8081  # 端口
    discovery:
      client:
        simple:
          instances:
            oap-service:
              - uri: http://127.0.0.1:12800 #Skywalking的后台地址

启动Skywalking服务端

bin/startup.sh 
SkyWalking OAP started successfully!
SkyWalking Web Application started successfully!

#查看SkyWalking是否已经启动
#jps
52129 skywalking-webapp.jar
58738 Jps
72919 OAPServerStartUp
#已经启动成功

进入SkyWalking的UI界面

Skywalking的UI界面

UI界面服务默认是8080端口，如果存在占用问题，可以修改：webapp/webapp.yml文件，更换端口；启动完成后访问IP:port即可

好了，SkyWalking的服务端已经安装好了，下一篇说一下SkyWalking怎样和微服务集成。