Concepts et architecture d'X-Ray

Supervision et dépannage sur AWS

John Q. Martin

Principal Consultant

Le défi des systèmes distribués

Application monolithique

Flux linéaire, dans un seul processus
Débogage simple

Application distribuée

Une requête touche plusieurs services, BDD, API externes
En cas d'échec, quel service en est la cause ?

Un gros nœud emmêlé de fils multicolores, illustrant la difficulté de tracer une requête dans un système distribué

Qu'est-ce qu'AWS X-Ray ?

X-Ray est un service de traçage distribué qui :

Suit les requêtes de bout en bout entre services
Mesure la latence et détecte les erreurs à chaque étape
Visualise l'architecture via une carte des services

Exemple de chemin de requête :

Schéma d'un chemin de requête traversant plusieurs services dans un traçage distribué

Cinq capacités clés

Cinq capacités clés d'X-Ray : traçage des requêtes, analyse des performances, détection d'erreurs, carte des services et insights

Comment fonctionne le traçage

Flux de traçage distribué : une requête entre dans le Service A, qui appelle le Service B puis le Service C, chacun transmettant le Trace ID dans l'en-tête HTTP ; chaque service émet un segment avec le même Trace ID vers le démon X-Ray, qui les transfère à X-Ray pour les assembler en un traçage complet

Propagation du Trace ID et des en-têtes

Format du Trace ID :

Format du Trace ID X-Ray avec numéro de version, horodatage Unix en hexadécimal et identifiant unique

En-tête HTTP :

X-Amzn-Trace-Id:
  Root=1-5e8c1234-...;
  Parent=abc123;
  Sampled=1

Root, Trace ID, identique sur tous les services
Parent, ID du segment amont
Sampled, 0 ou 1, tracé ou ignoré

Le démon X-Ray

Ce qu'il fait :

Écoute sur le port UDP 2000
Reçoit les données de segments de votre application
Met en mémoire tampon, regroupe et envoie à l'API X-Ray
Désaccouple votre app du service X-Ray

Déploiement selon l'environnement :

Déploiement du démon X-Ray selon l'environnement : automatique sur Lambda, service sur EC2 et sidecar sur ECS

Échantillonnage

Règle par défaut :

Première requête par seconde : toujours tracée
5 % des requêtes supplémentaires : échantillonnées

Champs de règle personnalisée :

fixed_target : requêtes/s toujours tracées
rate : pourcentage des requêtes supplémentaires
priority : le nombre le plus bas l'emporte

Stratégie d'exemple :

Règle 1 (priorité 1) :
  Erreurs 5xx -> échantillonnage 100 %

Règle 2 (priorité 10) :
  Trafic normal -> échantillonnage 5 %

Segments

Ce qu'un segment enregistre :

Nom du service
Heure de début et de fin
Trace ID
Détails de la requête et de la réponse HTTP
Compte et région AWS

États d'un segment :

Cinq états d'un segment X-Ray : in progress, ok, error, fault et throttle

Sous-segments

Comparaison de chronologie : sans sous-segments une seule barre de 800 ms ; avec sous-segments, les 800 ms se décomposent en DynamoDB 50 ms, PaymentService 400 ms mis en évidence comme goulot d'étranglement, et InventoryService 300 ms

Rôle des sous-segments :

Donnent un minutage fin à l'intérieur d'un segment
Suivent les appels en aval
Transforment 800 ms en :
- DynamoDB.PutItem : 50 ms
- Appel à PaymentService : 400 ms
- Appel à InventoryService : 300 ms

Espaces de noms :

Trois espaces de noms de sous-segments : aws pour les appels AWS, remote pour le HTTP externe et local pour le code personnalisé

Annotations

Points clés :

Paires clé-valeur indexées – recherchables et filtrables
Limite : 50 indexées par traçage
Types : string, number, boolean

À utiliser pour :

user_id, order_id, environment
version, feature flags, error codes

Syntaxe de filtre :

annotation.user_id = "user-123"

annotation.environment = "production"
AND annotation.version = "1.2.3"

Métadonnées

Points clés :

Non indexées – ni recherche ni filtre
Aucune limite de taille
Prend en charge toute structure JSON

À utiliser pour :

Corps complets de requêtes et de réponses
Messages d'erreur et traces de pile
Contexte métier (articles de commande, adresses)

Annotations vs. Metadata :

Tableau comparatif : annotations indexées et recherchables, versus metadata détaillées non indexées

Structure de traçage complète

Structure de traçage complète avec quatre segments et l'API de paiement externe comme opération la plus lente

Récapitulatif

X-Ray – service de traçage distribué pour une visibilité de bout en bout entre services
Mécanisme de traçage – propagation du Trace ID via en-têtes HTTP, segments collectés par le démon, règles d'échantillonnage configurables
Composants du traçage :
- Segments – enregistrements de travail au niveau service
- Sous-segments – minutage détaillé des opérations en aval
- Annotations – paires clé-valeur indexées pour filtrer et rechercher
- Métadonnées – contexte détaillé, non indexé

Passons à la pratique !

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