Concepte și arhitectură X-Ray

Monitorizare și depanare în AWS

John Q. Martin

Principal Consultant

Provocarea sistemelor distribuite

Aplicație monolitică

Flux liniar, conținut într-un singur proces
Ușor de depanat

Aplicație distribuită

O cerere atinge mai multe servicii, BD-uri, API-uri externe
Când apare o eroare, care serviciu a cauzat-o?

Un ghem mare de fire colorate încâlcite, ilustrând cât de greu este să urmărești o cerere printr-un sistem distribuit

Ce este AWS X-Ray?

X-Ray este un serviciu de trasare distribuită care:

Urmărește cererile între servicii, de la cap la coadă
Măsoară latența și detectează erorile la fiecare pas
Vizualizează arhitectura aplicației ca hartă a serviciilor

Exemplu de traseu al unei cereri:

Diagramă a traseului unei cereri care traversează mai multe servicii într-o trasare distribuită

Cinci capabilități principale

Cinci capabilități principale X-Ray: trasarea cererilor, analiza performanței, detectarea erorilor, harta serviciilor și insights

Cum funcționează trasarea

Flux de trasare distribuită: o cerere intră în Serviciul A, care apelează Serviciul B și Serviciul C, fiecare transmițând Trace ID-ul în antetul HTTP; fiecare serviciu emite un segment cu același Trace ID către daemonul X-Ray, care le trimite mai departe către X-Ray, unde sunt asamblate într-o trasare completă

Trace ID și propagarea antetului

Formatul Trace ID:

Formatul Trace ID din X-Ray: număr de versiune, timestamp Unix în hex și identificator unic

Antet HTTP:

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

Root, Trace ID, același pentru toate serviciile
Parent, ID-ul segmentului din amonte
Sampled, 0 sau 1, trasat sau omis

Daemonul X-Ray

Ce face:

Ascultă pe portul UDP 2000
Primește date de segment din aplicație
Bufferează, grupează și trimite către API-ul X-Ray
Decuplează aplicația de serviciul X-Ray

Implementare pe medii:

Implementarea daemonului X-Ray pe medii: automat pe Lambda, ca serviciu pe EC2 și ca sidecar pe ECS

Eșantionare

Regula implicită:

Prima cerere pe secundă – întotdeauna trasată
5% din cererile suplimentare – eșantionate

Câmpurile regulii personalizate:

fixed_target – cereri/secundă trasate mereu
rate – procentul cererilor suplimentare
priority – numărul mai mic are prioritate

Exemplu de strategie:

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

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

Segmente

Ce înregistrează un segment:

Numele serviciului
Ora de început și de sfârșit
Trace ID
Detalii despre cererea și răspunsul HTTP
Contul și regiunea AWS

Stările segmentului:

Cinci stări ale segmentului X-Ray: in progress, ok, error, fault și throttle

Subsegmente

Comparație cronologică: fără subsegmente – o singură bară de 800ms; cu subsegmente – aceiași 800ms împărțiți în DynamoDB 50ms, PaymentService 400ms marcat ca blocaj și InventoryService 300ms

Ce fac subsegmentele:

Oferă timing granular în interiorul unui segment
Urmăresc apelurile din aval
Descompun cei 800ms totali în:
- DynamoDB.PutItem: 50ms
- Apel PaymentService: 400ms
- Apel InventoryService: 300ms

Spații de nume:

Trei spații de nume pentru subsegmente: aws pentru apeluri AWS, remote pentru HTTP extern și local pentru cod personalizat

Adnotări

Informații cheie:

Perechi cheie-valoare indexate – căutabile și filtrabile
Limită: 50 indexate per trasare
Tipuri: string, number, boolean

Utilizare pentru:

user_id, order_id, environment
version, feature flags, coduri de eroare

Sintaxa de filtrare:

annotation.user_id = "user-123"

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

Metadate

Informații cheie:

Neindexate – nu pot fi căutate sau filtrate
Fără limită de dimensiune
Suportă orice structură JSON

Utilizare pentru:

Corpurile complete ale cererilor și răspunsurilor
Mesaje de eroare și stack trace-uri
Context de business (articole din comandă, adrese)

Adnotări vs. Metadate:

Tabel comparativ: adnotări – indexate și căutabile; metadate – detaliate și neindexate

Structura completă a unei trasări

Structura completă a unei trasări cu patru segmente și API-ul extern de plăți ca operațiunea cea mai lentă

Rezumatul lecției

X-Ray – serviciu de trasare distribuită pentru vizibilitate end-to-end între servicii
Mecanism de trasare – propagarea Trace ID prin anteturi HTTP, segmente colectate de daemon, reguli de eșantionare configurabile
Componentele unei trasări:
- Segmente – înregistrări ale activității la nivel de serviciu
- Subsegmente – timing granular al operațiunilor din aval
- Adnotări – perechi cheie-valoare indexate, pentru filtrare și căutare
- Metadate – context detaliat, neindexat

Hai să exersăm!

Monitorizare și depanare în AWS