如何基于标准化的OpenTelemetry构建APM探针能力

导语 | 本文推选自腾讯云开发者社区-【技思广益 · 腾讯技术人原创集】专栏。该专栏是腾讯云开发者社区为腾讯技术人与广泛开发者打造的分享交流窗口。栏目邀约腾讯技术人分享原创的技术积淀，与广泛开发者互启迪共成长。本文作者是腾讯前端高级开发工程师常敏。

云原生为传统监控带来挑战。云原生场景下，企业大规模地部署 容器 ，应用节点呈指数级增长，故障可能发生在任意节点，无法感知与预测的因素越来越多。业界将“可观测性”能力划分为5个层级，其中告警（Alerting）与应用概览（Overview）属于传统监控的概念范畴。腾讯云“ 应用性能观测 ”则补齐主动发现的能力。构建简单易用，高性能的全链路监控系统。如何做到简单易用，满足用户拿来即用的需求？构建标准化，完善的探针能力是关键。

（一）“监控”是“可观测性”能力的一部分

• 排错（Degugging），即运用数据和信息去诊断故障出现的原因。
  

• 剖析 （Profiling），即运用数据和信息进行性能分析。

• 依赖分析 （Dependency Analysis），即运用数据信息厘清系统之前的模块，并进行关联分析。

（二）面向的核心用户不同

（三）维度不同

（四）展现的信息不同

• Traces：分布式链路跟踪，提供了一个请求从接收到处理完成整个生命周期的跟踪路径。
  

• Metrics ： 提供cpu、请求延迟、用户访问数等Counter、Gauge、Histogram指标。

  
  

• Logs ： 传统的日志，提供精确的系统记录。

• 基于Metrics告警发现异常。
  
• 通过 Tracing定位到具体的系统和方法。
  
  
• 根据模块的日志最终定位到错误详情和根源。
  
• 调整Metrics等设置，更精确的告警/发现问题。

（ 一）OpenTelemetry是什么？

OpenTelemetry是CNCF的一个可观测性项目，旨在提供可观测性领域的标准化方案，解决观测数据的数据模型、采集、处理、导出等的标准化问题，提供 与三方vendor无关的服务。

（二）APM探针技术选型和开发

• 满足大客户定探针制化需求。
  

• 降低接入门槛； 降低部署成本。

  
  

• 完善 语言生态。 完善各个语言组件生态环境； Java语言方法栈、堆栈快照能力等。

  
  
• 组件维度协议标准化，降低接入定制化成本。

Node开源框架对比 ：

• 完全中立的厂商，不收费。
  

• 统一协议。 现在与未来链路的标准协议，一套系统，数据关联。

  
  
• 完善探针和组件。
  
• 易扩展。
  

• 兼容性好。 兼容OpenTracing，OpenCensus，Promethus...

（一）OpenTelemetry JS项目概况

• opentelemetry-js : 区分Node和Web等不同的场景，提供了 OpenTelemetry 的核心SDK，包含了OpenTelemetry的基础能力。

• opentelemetry-js-api : 为用户提供了使用OpenTelemetry所需的 API，但默认不提供任何具体的实现。可以理解为，该仓库仅提供了 interface，然后通过SDK来注册具体的实现方式。也由于API不涉及具体实现，因此它在Node和Web等场景下都是通用的，只是需要在不同场景下使用不同的SDK进行注册。

• opentelemetry-js-contrib : 区分Node和Web等不同的场景，提供了OpenTelemetry的非核心SDK，为JS生态下的常用库提供OpenTelemetry的能力，如koa、ioredis等。

（二）NodeJS项目如何接入自动插桩的能力

import { BasicTracerProvider } from '@opentelemetry/sdk-trace-base';// 创建 tracerProviderconst tracerProvider = new BasicTracerProvider(/* 创建选项 */)// 添加 Span 上报方式tracerProvider.addSpanProcessor(/* Span 处理器，上报器 */)// 全局注册 tracerProvidertracerProvider.register(/* 注册选项 */)

import { Resource } from '@opentelemetry/resources';import { SemanticResourceAttributes } from '@opentelemetry/semantic-conventions';import { ApmResourceAttributes } from './ApmResourceAttributes';/** * 获取上报的服务资源标签 */export const getResource = async (): Promise<Resource> => {  // 如果要上报apm，请添加这些字段。  // 服务名称等基础字段。更多字段可参考 @opentelemetry/semantic-conventions  return new Resource({    // 必填，服务名称（在“应用列表”或“调用链”等地方显示对应的服务）    [SemanticResourceAttributes.SERVICE_NAME]: 'node_simple_server',    // 必填，token（上报鉴权 ApmResourceAttributes.APM_TOKEN = token)    [ApmResourceAttributes.APM_TOKEN]: 'oSmwaUrjLIbBiTZiNtSv',    // 可选    [ApmResourceAttributes.APP_ID]: 'node_simple_server',    // 可选    [ApmResourceAttributes.SERVER_ID]: 'node_simple_server',    // 可选    [ApmResourceAttributes.SERVER_OWNER]: 'foo;bar',  })};

/** * APM约定的 ResourceAttributes * * @see 暂时没有对外文档 */export const ApmResourceAttributes = {    /**     * (必选)APM的token     * 在APM创建一个实例后，APM会给这个实例创建一个对应的“上报地址”和“token”     *     * @see https://console.cloud.tencent.com/apm/monitor/access     */    APM_TOKEN: 'token',    /**     * (可选)模块 ID     *     * @example 'bigdata'     */    APP_ID: 'app.id',    /**     * (可选)模块名称     *     * @example '大数据模块'     */    APP_NAME: 'app.name',    /**     * (可选)server ID     *     * @example 'collector'     */    SERVER_ID: 'server.id',    /**     * (可选)server 名称     *     * @example '收集服务'     */    SERVER_NAME: 'server.name',    /**     * (可选)server 负责人     *     * 多个负责人用英文分号分隔     *     */    SERVER_OWNER: 'server.owner',};

  import { OTLPTraceExporter } from '@opentelemetry/exporter-trace-otlp-grpc';  import { SimpleSpanProcessor } from '@opentelemetry/sdk-trace-base';  // 如果要将 trace 信息上报apm，请使用 grpc OTLPTraceExporter 上报至对应 URL  tracerProvider.addSpanProcessor(    new SimpleSpanProcessor(      new OTLPTraceExporter({        // apm-collector URL（配置上报的实例地址）        url: 'grpc://ap-guangzhou.apm.tencentcs.com:4317',        concurrencyLimit: 200,      }),    ),  );

（三）OpenTelemetry nodejs探针支持的插件

OpenTelemetry支持 丰富自动检测 插件，使用比较简单。唯一要注意的是，需要认真查看插件client支持的版本号。

（一）应用性能观测的架构

红色字体模块代表APM模块， 蓝色背景色区域代表监控中台模块。

（二）应用性能监控的优势

• APM基于OpenTelemetry探针进行了二次开发，给用户提供使用简单，功能强大的探针能力。用户拿来即用。
  
• 提供监控中台计算、存储，查询和告警能力。
  
• 高性能自研可视化图表库，提供高性能，差异化的调用链拓扑图。
  
• 未来云原生下可观测性展望。

等级1： 智能告警，能够自动去扫描所有的可观察性数据，利用机器学习的方式去识别一些异常并进行自动告警，免去人工设置/调整各种基线告警的工作。

常敏 腾讯云开发者社区【技思广益·腾讯技术人原创集】作者

腾讯前端高级工程师，负责腾讯基础监控和全链路监控相关业务。在数据可视化领域具有丰富的开发和设计经验。

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