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所謂應(yīng)用導(dǎo)圖，就是分布式應(yīng)用內(nèi)部組件的拓?fù)鋱D，該拓?fù)鋱D包含了組件連接成的網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)間的信息交互。AppDynamics、OpenTracing以及Netsil等工具內(nèi)部都使用了多種不同的應(yīng)用導(dǎo)圖繪制方法，近期有 文章 針對(duì)這些方法進(jìn)行了綜述。

可以把應(yīng)用導(dǎo)圖看做一個(gè)圖，組件對(duì)應(yīng)圖的節(jié)點(diǎn)，而組件間的交互對(duì)應(yīng)圖的邊。這里說(shuō)的組件，可以單指進(jìn)程(同一機(jī)器內(nèi)部)以及計(jì)算實(shí)例，或者二者的組合。如果是前者，進(jìn)程間通信(IPC)就是圖的邊，而這種通信又是架構(gòu)在后者構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)之上。應(yīng)用導(dǎo)圖有很多重要特征，例如執(zhí)行實(shí)例分組、提供應(yīng)用級(jí)別的詳細(xì)信息和錯(cuò)誤率等關(guān)鍵度量指標(biāo)的可視性等。

應(yīng)用導(dǎo)圖之所以重要，主要是因?yàn)閷?duì)內(nèi)部組件的觀測(cè)、獲取組件的依賴信息等，都離不開(kāi)應(yīng)用導(dǎo)圖。應(yīng)用導(dǎo)圖可以快速定位問(wèn)題根因，加快甄別監(jiān)控和告警中的關(guān)鍵路徑，同時(shí)，在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)能力規(guī)劃和潛在的安全問(wèn)題方面，應(yīng)用導(dǎo)圖也可以發(fā)揮作用。

上述的文章總結(jié)了具體實(shí)踐中導(dǎo)圖的兩種常用制作方法，即靜態(tài)方法和動(dòng)態(tài)方法，并詳述了動(dòng)態(tài)方法。通過(guò)追蹤各種組件間的請(qǐng)求路徑，導(dǎo)圖生成軟件可以繪制出分布式應(yīng)用的應(yīng)用導(dǎo)圖。動(dòng)態(tài)跟蹤技術(shù)包含了端到端跟蹤方式和個(gè)體跟蹤方式。

應(yīng)用性能管理(APM)工具和代碼儀表盤SDK等工具都屬于端到端(E2E)跟蹤軟件，對(duì)這類工具來(lái)說(shuō)，要么需要提供本地軟件代理，要么能夠直接修改遠(yuǎn)程應(yīng)用源碼，二者必選其一。AppDynamic、 Dynatrace 以及 New Relic 通過(guò)對(duì)代碼做profiling和跟蹤事務(wù)處理路徑來(lái)創(chuàng)建導(dǎo)圖。對(duì)APM工具來(lái)說(shuō)，只要有新技術(shù)棧出現(xiàn)，就需要對(duì)其增加支持，這對(duì)新技術(shù)棧的廣泛傳播帶來(lái)了較大的挑戰(zhàn)。 OpenTracing 、 Datadog APM 以及AWS X-Ray這三個(gè)工具在發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，會(huì)把唯一ID和元數(shù)據(jù)夾裹到請(qǐng)求消息的頭部，來(lái)搜集組件間的相關(guān)性，以協(xié)助完成導(dǎo)圖的構(gòu)建。

端到端跟蹤方式雖然可以跟蹤到請(qǐng)求的精準(zhǔn)路徑，但代價(jià)巨大，因?yàn)樽粉欉^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，入侵威脅也會(huì)在路徑集成時(shí)被引入，因?yàn)槿肭植粫?huì)影響到性能，所以這種入侵也不易被察覺(jué)。但是像Zipkin等工具已經(jīng)專注于分析性能的微小波動(dòng)了。

個(gè)體追蹤(也指Ingress和Egress)有兩類數(shù)據(jù)源，即日志文件跟蹤和系統(tǒng)級(jí)跟蹤，這兩類數(shù)據(jù)源相比動(dòng)態(tài)方法中的技術(shù)棧來(lái)說(shuō)波動(dòng)較小，較為穩(wěn)定。由于工作在網(wǎng)絡(luò)層，個(gè)體跟蹤技術(shù)可以把在網(wǎng)絡(luò)上通信的組件一一進(jìn)行繪制，也可以處理那些通過(guò)E2E方式不能追蹤到的組件。但是，這種方法也有弊端，那就是由于其內(nèi)在的低層次特征，在請(qǐng)求的生命周期內(nèi)產(chǎn)生的特定數(shù)據(jù)包的上下文對(duì)于這種追蹤方式來(lái)說(shuō)并不明顯，而且獲取上下文的復(fù)雜性對(duì)于不同的應(yīng)用軟件來(lái)說(shuō)不一樣。所以這種方法對(duì)經(jīng)過(guò)加密的調(diào)用請(qǐng)求無(wú)能為力，同時(shí)，為了找到數(shù)據(jù)和上層業(yè)務(wù)內(nèi)部事務(wù)執(zhí)行過(guò)程之間的相關(guān)性，引入深度的包檢測(cè)機(jī)制是非常必要的。