Conceptos y arquitectura de X-Ray

Supervisión y resolución de problemas en AWS

John Q. Martin

Principal Consultant

El reto de los sistemas distribuidos

Aplicación monolítica

Flujo lineal, en un único proceso
Depuración sencilla

Aplicación distribuida

Una petición pasa por varios servicios, BDs y APIs externas
Si falla, ¿qué servicio lo causó?

Un gran nudo enredado de hilos de muchos colores, que transmite lo difícil que es seguir una petición en un sistema distribuido

¿Qué es AWS X-Ray?

X-Ray es un servicio de trazado distribuido que:

Sigue peticiones de extremo a extremo entre servicios
Mide latencia y detecta errores en cada paso
Visualiza la arquitectura como un mapa de servicios

Ejemplo de ruta de petición:

Diagrama de una ruta de petición que fluye por varios servicios en un trazado distribuido

Cinco capacidades clave

Cinco capacidades clave de X-Ray: trazado de peticiones, análisis de rendimiento, detección de errores, mapa de servicios e insights

Cómo funciona el trazado

Flujo de trazado distribuido: una petición entra en el Servicio A, que llama al Servicio B y luego al C, pasando el Trace ID en la cabecera HTTP; cada servicio emite un segmento con el mismo Trace ID al daemon de X-Ray, que los reenvía a X-Ray, donde se ensamblan en un único trazo completo

Propagación del Trace ID y de cabeceras

Formato del Trace ID:

Formato del Trace ID de X-Ray con número de versión, marca de tiempo Unix en hex y un identificador único

Cabecera HTTP:

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

Root, Trace ID, igual en todos los servicios
Parent, ID del segmento ascendente
Sampled, 0 o 1, trazado o omitido

El daemon de X-Ray

Qué hace:

Escucha en el puerto UDP 2000
Recibe datos de segmentos de tu aplicación
Almacena en búfer, agrupa y reenvía a la API de X-Ray
Desacopla tu app del servicio X-Ray

Despliegue por entorno:

Despliegue del daemon de X-Ray por entorno: automático en Lambda, un servicio en EC2 y sidecar en ECS

Muestreo

Regla por defecto:

Primera petición por segundo: siempre trazada
5% de las adicionales: muestreadas

Campos de reglas personalizadas:

fixed_target: peticiones/s a trazar siempre
rate: porcentaje de peticiones adicionales
priority: gana el número menor

Estrategia de ejemplo:

Rule 1 (priority 1):
  5xx errors -> 100% sampling

Rule 2 (priority 10):
  Normal traffic -> 5% sampling

Segmentos

Qué registra un segmento:

Nombre del servicio
Hora de inicio y fin
Trace ID
Detalles de la solicitud y respuesta HTTP
Cuenta y región de AWS

Estados de los segmentos:

Cinco estados de segmento en X-Ray: in progress, ok, error, fault y throttle

Subsegmentos

Comparación de cronogramas: sin subsegmentos, una única barra total de 800 ms; con subsegmentos, los mismos 800 ms divididos en DynamoDB 50 ms, PaymentService 400 ms resaltado como cuello de botella e InventoryService 300 ms

Qué hacen los subsegmentos:

Dan tiempos granulares dentro de un segmento
Siguen llamadas descendentes
Desglosan 800 ms en:
- DynamoDB.PutItem: 50 ms
- Llamada a PaymentService: 400 ms
- Llamada a InventoryService: 300 ms

Namespaces:

Tres namespaces de subsegmentos: aws para llamadas a AWS, remote para HTTP externo y local para código propio

Anotaciones

Datos clave:

Pares clave-valor indexados: se pueden buscar y filtrar
Límite: 50 indexados por trazo
Tipos: string, number, boolean

Úsalas para:

user_id, order_id, environment
version, feature flags, códigos de error

Sintaxis de filtros:

annotation.user_id = "user-123"

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

Metadatos

Datos clave:

No indexado: no se puede buscar ni filtrar
Sin límite de tamaño
Admite cualquier estructura JSON

Úsalo para:

Cuerpos completos de solicitud y respuesta
Mensajes de error y trazas de pila
Contexto de negocio (artículos del pedido, direcciones)

Anotaciones vs. metadatos:

Tabla comparativa de anotaciones (indexadas y buscables) frente a metadatos (detallados y no indexados)

Estructura completa del trazo

Estructura completa de un trazo con cuatro segmentos y la API de pagos externa como la operación más lenta

Resumen de la lección

X-Ray: servicio de trazado distribuido para visibilidad de extremo a extremo entre servicios
Mecanismo de trazado: propagación del Trace ID por cabeceras HTTP, segmentos recogidos por el daemon, reglas de muestreo configurables
Componentes del trazo:
- Segmentos: registros de trabajo a nivel de servicio
- Subsegmentos: temporización granular de operaciones descendentes
- Anotaciones: pares clave-valor indexados para filtrar y buscar
- Metadatos: contexto detallado, no indexado

¡Vamos a practicar!

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