Koncepty a architektura X-Ray

Monitoring and Troubleshooting AWS

John Q. Martin

Principal Consultant

Výzva distribuovaných systémů

Monolitická aplikace

Lineární tok, vše v jednom procesu
Snadné ladění

Distribuovaná aplikace

Jeden požadavek prochází více službami, DB a externími API
Když selže, která služba za tím stojí?

Velký zamotaný uzel z barevných vláken – znázornění, jak těžké je sledovat jeden požadavek distribuovaným systémem

Co je AWS X-Ray?

X-Ray je služba pro distribuované trasování, která:

Sleduje požadavky napříč službami od začátku do konce
Měří latenci a detekuje chyby v každém kroku
Vizualizuje architekturu aplikace jako mapu služeb

Ukázková cesta požadavku:

Diagram cesty požadavku procházejícího více službami v distribuovaném trasování

Pět klíčových schopností

Pět klíčových schopností X-Ray: trasování požadavků, analýza výkonu, detekce chyb, mapa služeb a přehledy

Jak trasování funguje

Tok distribuovaného trasování: požadavek vstoupí do služby A, která volá službu B a pak C; každá předává Trace ID v HTTP hlavičce; každá služba odesílá segment se stejným Trace ID do X-Ray daemona, který je přeposílá do X-Ray, kde se sestaví do jednoho úplného trasování

Trace ID a šíření hlaviček

Formát Trace ID:

Formát Trace ID v X-Ray: číslo verze, Unix timestamp v hexadecimálním formátu a jedinečný identifikátor

HTTP hlavička:

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

Root, Trace ID, stejné ve všech službách
Parent, ID nadřazeného segmentu
Sampled, 0 nebo 1, trasováno nebo přeskočeno

X-Ray daemon

Co dělá:

Naslouchá na UDP portu 2000
Přijímá data segmentů z tvé aplikace
Ukládá do vyrovnávací paměti, dávkuje a odesílá do X-Ray API
Odděluje tvoji aplikaci od služby X-Ray

Nasazení podle prostředí:

Nasazení X-Ray daemona podle prostředí: automaticky na Lambda, jako služba na EC2 a jako sidecar na ECS

Vzorkování

Výchozí pravidlo:

První požadavek za sekundu – vždy trasován
5 % dalších požadavků – vzorkováno

Pole vlastního pravidla:

fixed_target – počet požadavků/s vždy trasovaných
rate – procento dalších požadavků
priority – nižší číslo má přednost

Ukázková strategie:

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

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

Segmenty

Co segment zaznamenává:

Název služby
Čas začátku a konce
Trace ID
Podrobnosti HTTP požadavku a odpovědi
Účet AWS a region

Stavy segmentu:

Pět stavů segmentu X-Ray: in progress, ok, error, fault a throttle

Subsegmenty

Srovnání časové osy: bez subsegmentů jeden celkový pruh 800 ms; se subsegmenty stejných 800 ms rozdělených na DynamoDB 50 ms, PaymentService 400 ms jako úzké hrdlo a InventoryService 300 ms

K čemu subsegmenty slouží:

Poskytují podrobné časování uvnitř segmentu
Sledují volání navazujících služeb
Rozdělují celkových 800 ms na:
- DynamoDB.PutItem: 50 ms
- Volání PaymentService: 400 ms
- Volání InventoryService: 300 ms

Jmenné prostory:

Tři jmenné prostory subsegmentů: aws pro volání AWS, remote pro externí HTTP a local pro vlastní kód

Anotace

Klíčové vlastnosti:

Indexované páry klíč–hodnota – prohledávatelné a filtrovatelné
Limit: 50 indexovaných na trasování
Typy: string, number, boolean

Použití pro:

user_id, order_id, environment
version, příznaky funkcí, kódy chyb

Syntaxe filtru:

annotation.user_id = "user-123"

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

Metadata

Klíčové vlastnosti:

Neindexováno – nelze prohledávat ani filtrovat
Bez omezení velikosti
Podporuje libovolnou strukturu JSON

Použití pro:

Celá těla požadavků a odpovědí
Chybové zprávy a stack traces
Obchodní kontext (položky objednávky, adresy)

Anotace vs. metadata:

Srovnávací tabulka: anotace jsou indexované a prohledávatelné, metadata jsou podrobná a neindexovaná

Úplná struktura trasování

Úplná struktura trasování se čtyřmi segmenty; externí platební API je nejpomalejší operací

Shrnutí lekce

X-Ray – služba distribuovaného trasování pro viditelnost napříč službami od začátku do konce
Mechanismus trasování – šíření Trace ID přes HTTP hlavičky, segmenty sbírané daemonem, konfigurovatelná pravidla vzorkování
Komponenty trasování:
- Segmenty – záznamy práce na úrovni služby
- Subsegmenty – podrobné časování navazujících operací
- Anotace – indexované páry klíč–hodnota pro filtrování a vyhledávání
- Metadata – podrobný kontext, neindexováno

Pojďme cvičit!

Monitoring and Troubleshooting AWS