什么是可觀測性？

可觀測性是通過檢查其輸出來衡量系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)的能?。如果僅使?來?輸出的信息（即傳感器數(shù)據(jù)）可以估計當(dāng)前狀態(tài)，則系統(tǒng)被認為是“可觀測的”。雖然它似乎是最近的流?詞，但該術(shù)語起源于??年前的控制理論（它是關(guān)于描述和理解?我調(diào)節(jié)系統(tǒng)的）。然?，它越來越多地應(yīng)?于提?分布式 IT 系統(tǒng)的性能。在這種情況下，可觀測性使?三種類型的遙測數(shù)據(jù)?指標、?志和跟蹤?來提供對分布式系統(tǒng)的深?可?性，并允許團隊找到?量問題的根本原因并提?系統(tǒng)性能。

在過去?年中，企業(yè)以微服務(wù)、?服務(wù)器和容器技術(shù)的形式迅速采?了云原?基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，例如AWS。在這些分布式系統(tǒng)中追蹤事件的起源需要在云上、本地或兩者上運?的數(shù)千個進程。但是傳統(tǒng)的監(jiān)控技術(shù)和?具很難跟蹤這些分布式架構(gòu)中的許多通信路徑和相互依賴關(guān)系。

可觀測性使團隊能夠更有效地監(jiān)控現(xiàn)代系統(tǒng)，并幫助他們找到并連接復(fù)雜鏈中的影響，并將其追溯到原因。此外，它還使系統(tǒng)管理員、IT 運營分析師和開發(fā)?員能夠了解他們的整個架構(gòu)。

在本文中我們將仔細研究可觀測性：

• l它是什么
• l 實施需要什么
• l 您可以期望您的組織從中獲得什么好處。

監(jiān)控和可觀測性有什么區(qū)別？

監(jiān)控和可觀測性是相互依賴的不同概念。

監(jiān)控：是您為提高系統(tǒng)的可觀測性而執(zhí)行的操作

可觀測性：是該系統(tǒng)的一個屬性，如功能性或可測試性

具體??，監(jiān)控是隨著時間的推移觀察系統(tǒng)性能的?為。監(jiān)控?具收集和分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)化為可操作的?解。從根本上說，應(yīng)?程序性能監(jiān)控 (APM) 等監(jiān)控技術(shù)可以告訴您系統(tǒng)是啟動還是關(guān)閉，或者應(yīng)?程序性能是否存在問題。監(jiān)控數(shù)據(jù)聚合和關(guān)聯(lián)還可以幫助您對系統(tǒng)做出更?的推斷。例如， 加載時間可以告訴開發(fā)?員有關(guān)?站或應(yīng)?程序?戶體驗的?些信息。

另???，可觀測性是衡量系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)可以從其外部輸出的知識推斷出來的程度的度量。它使?監(jiān)控產(chǎn)?的數(shù)據(jù)和?解來全?了解您的系統(tǒng)，包括其運?狀況和性能。因此，系統(tǒng)的可觀測性部分取決于您的監(jiān)控指標對系統(tǒng)性能指標的解釋程度。

另?個重要的區(qū)別是，監(jiān)控要求您提前了解需要監(jiān)控的重要事項。可觀測性讓您可以通過觀察系統(tǒng)隨時間推移的表現(xiàn)并詢問相關(guān)問題來確定什么是重要的。

為什么可觀測性很重要？

可觀測性很重要，因為它可以讓您更好地控制復(fù)雜系統(tǒng)。簡單系統(tǒng)的活動部件較少，因此更易于管理。監(jiān)控 CPU、內(nèi)存、數(shù)據(jù)庫和?絡(luò)狀況通常?以了解這些系統(tǒng)并對問題應(yīng)?適當(dāng)?shù)男迯?fù)。

分布式系統(tǒng)的互連部件數(shù)量要多得多，因此可能發(fā)?的故障數(shù)量和類型也更?。此外，分布式系統(tǒng)會不斷更新，每次更改都可能導(dǎo)致新類型的故障。在分布式環(huán)境中，理解當(dāng)前問題是?個巨?的挑戰(zhàn)，主要是因為它?簡單的系統(tǒng)產(chǎn)?更多的“未知未知”。由于監(jiān)控需要“已知的未知數(shù)”，因此通常?法充分解決這些復(fù)雜環(huán)境中的問題。

可觀測性更適合分布式系統(tǒng)的不可預(yù)測性，主要是因為它允許您在出現(xiàn)問題時詢問有關(guān)系統(tǒng)?為的問題?！盀槭裁碭壞了？” 或者“現(xiàn)在是什么導(dǎo)致了延遲？” 是可觀測性可以回答的?些問題。

什么是容器和微服務(wù)中的可觀測性？

容器和微服務(wù)中的可觀測性暴露了?產(chǎn)中應(yīng)?程序的狀態(tài)，因此開發(fā)?員可以更好地識別和解決性能問題。

容器服務(wù)（例如 Docker、Kubernetes 等）和微服務(wù)解決了停機時間增加的?險以及與單體軟件相關(guān)的其他問題，其中對單個代碼庫的任何更改都會影響整個應(yīng)?程序及其依賴項。容器和微服務(wù)將應(yīng)?程序分解為獨?的服務(wù)，允許開發(fā)?員修改和重新部署特定服務(wù)?不是整個應(yīng)?程序。

然?，基于容器的架構(gòu)帶來了新的挑戰(zhàn)。相互依賴的微服務(wù)通常分散在多個主機上，隨著基礎(chǔ)設(shè)施的擴展，?產(chǎn)中微服務(wù)的數(shù)量也在增加。這使得開發(fā)?員很難知道當(dāng)前在?產(chǎn)中運?的內(nèi)容，從?導(dǎo)致更?的交付周期、停機時間和其他問題。

可觀測性解決了這些挑戰(zhàn)，提供了分布式系統(tǒng)的可?性，幫助開發(fā)?員更好地了解應(yīng)?程序的性能和可?性。在發(fā)?故障時，它提供了快速查明和調(diào)試或修復(fù)問題所需的控制。

可觀測性中使用的主要數(shù)據(jù)類是什么？他們是如何使用的？

可觀測性中使用的主要數(shù)據(jù)類是：

• 日志
• 指標
• 跟蹤

它們通常被稱為“可觀測性的三??柱”。

1.日志

?志是在特定時間發(fā)?的事件的?本記錄，包括說明事件發(fā)?時間的時間戳和提供上下?的有效負載。?志有三種格式：純?本、結(jié)構(gòu)化和?進制。純?本是最常?的，但結(jié)構(gòu)化?志?包括額外的數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)并且更容易查詢?正變得越來越流?。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，?志通常也是您?先查看的地?。

2.指標

指標是在?段時間內(nèi)測量的數(shù)值，包括特定屬性，例如時間戳、名稱、KPI 和值。與?志不同，指標在默認情況下是結(jié)構(gòu)化的，這使得查詢和優(yōu)化存儲變得更加容易，讓您能夠?qū)⑺鼈儽Ａ舾?時間。

3.跟蹤

跟蹤表示請求通過分布式系統(tǒng)的端到端旅程。當(dāng)請求通過主機系統(tǒng)時， 對其執(zhí)?的每個操作（稱為“跨度”）都使?與執(zhí)?該操作的微服務(wù)相關(guān)的重要數(shù)據(jù)進?編碼。通過查看跟蹤，每個跟蹤都包含?個或多個跨度，您可以通過分布式系統(tǒng)跟蹤其進程并確定瓶頸或故障的原因。

使?這些數(shù)據(jù)類并不能保證可觀測性，尤其是當(dāng)您彼此獨?地使?它們或為每個函數(shù)使?不同的?具時。相反，您將通過在單個解決?案中集成您的?志、指標和跟蹤來實現(xiàn)可觀測性的成功?法。當(dāng)您這樣做時，您不僅可以了解問題何時發(fā)?，還可以?即將注意?轉(zhuǎn)移到了解這些問題發(fā)?的原因上。

如何實現(xiàn)可觀測性？

為了實現(xiàn)可觀測性，您需要對系統(tǒng)和應(yīng)?程序進?適當(dāng)?shù)?具來收集適當(dāng)?shù)倪b測數(shù)據(jù)。您可以通過構(gòu)建??的?具、使?開源軟件或購買商業(yè)可觀測性解決?案來制作可觀測系統(tǒng)。

通常，實現(xiàn)可觀測性涉及四個組件：

1.儀表：這些是測量?具，可從容器、服務(wù)、應(yīng)?程序、主機和系統(tǒng)的任何其他組件收集遙測數(shù)據(jù)，從?實現(xiàn)整個基礎(chǔ)架構(gòu)的可?性。

2.數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)：處理和關(guān)聯(lián)從整個系統(tǒng)收集的遙測數(shù)據(jù)，從?創(chuàng)建上下?并為時間序列可視化啟??動化或?定義數(shù)據(jù)管理。

3.事件響應(yīng)：這些?動化技術(shù)旨在根據(jù)隨叫隨到的時間表和技術(shù)技能將有關(guān)停電的數(shù)據(jù)提供給合適的?員和團隊。

4.AIOps：機器學(xué)習(xí)模型?于?動聚合、關(guān)聯(lián)事件數(shù)據(jù)并確定其優(yōu)先級，使您能夠過濾掉警報噪?，檢測可能影響系統(tǒng)的問題并在發(fā)?事件時加速事件響應(yīng)。

良好的可觀測性工具的標準是什么？

?論您選擇構(gòu)建??的解決?案還是使?開源或商業(yè)解決?案，所有可觀測性?具都應(yīng)該：

• 與當(dāng)前?具集成

如果您的可觀測性?具不適?于您當(dāng)前的堆棧，您的可觀測性?作將失敗。確保它們?持您環(huán)境、容器平臺、消息傳遞平臺和任何其他關(guān)鍵軟件中的框架和語?。

• 對?戶友好

如果您的可觀測性?具難以學(xué)習(xí)或使?，它們將不會被添加到?作流程中 - 阻?您的可觀測性計劃開始實施。

• 提供實時數(shù)據(jù)

您的可觀測性?具應(yīng)通過儀表板、報告和查詢實時提供相關(guān)?解，以便團隊能夠了解問題、其影響以及解決?法。

• 支持現(xiàn)代事件處理技術(shù)

有效的可觀測性?具應(yīng)該能夠從您的堆棧、技術(shù)和操作環(huán)境中收集所有相關(guān)信息；將有價值的信號從噪?中分離出來，并添加?夠的上下?，以便團隊可以解決它。

• 可視化聚合數(shù)據(jù)

可觀測性?具應(yīng)該以易于理解的格式呈現(xiàn)洞察?，例如儀表板、交互式摘要和?戶可以快速理解的其他可視化。

• 提供上下?

當(dāng)事件發(fā)?時，您的?具應(yīng)提供?夠的上下?，讓您了解系統(tǒng)性能如何隨時間變化、變化與系統(tǒng)中的其他變化有何關(guān)聯(lián)、問題的范圍以及受影響服務(wù)的任何相互依賴關(guān)系或組件。如果沒有可觀測性可以提供的上下?，事件響應(yīng)就會癱瘓。

• 使用機器學(xué)習(xí)

您的?具應(yīng)該包括?動化數(shù)據(jù)處理和管理的機器學(xué)習(xí)模型，以便您可以更快地檢測和響應(yīng)異常和其他安全事件。

• 提供業(yè)務(wù)價值

確保您根據(jù)對您的業(yè)務(wù)很重要的指標來評估您的可觀測性?具，例如部署速度、系統(tǒng)穩(wěn)定性和客戶體驗。

DeOps中的觀測性有哪些好處？

可觀測性允許 DevOps 開發(fā)?員在任何給定時間了解應(yīng)?程序的內(nèi)部狀態(tài)， 并可以訪問有關(guān)分布式?產(chǎn)環(huán)境中系統(tǒng)故障的更準確信息。?些主要好處包括：

• 更好的可?性

龐?的分布式系統(tǒng)通常使開發(fā)?員難以了解?產(chǎn)中的服務(wù)、應(yīng)?程序性能是否強?、誰擁有某個服務(wù)或系統(tǒng)在最近?次部署之前的樣??？捎^測性使他們能夠?qū)崟r了解?產(chǎn)系統(tǒng)，從?有助于消除這些障礙。

• 更好的警報

可觀測性幫助開發(fā)?員更快地發(fā)現(xiàn)和修復(fù)問題，提供更深?的可?性，使他們能夠快速確定系統(tǒng)中發(fā)?了什么變化，調(diào)試或修復(fù)問題，并確定這些變化導(dǎo)致了什么問題（如果有的話）。

• 更好的工作流程

可觀測性允許開發(fā)?員查看請求的端到端旅程，以及有關(guān)特定問題的相關(guān)上下?數(shù)據(jù)，從?簡化應(yīng)?程序的調(diào)查和調(diào)試過程，優(yōu)化其性能。

• 減少會議時間

從歷史上看，開發(fā)?員必須通過第三?公司和應(yīng)?程序跟蹤信息，以找出誰負責(zé)特定服務(wù)或在最近部署前?天或?周內(nèi)系統(tǒng)的樣?。通過有效的可觀測性，這些信息很容易獲得。

• 加快開發(fā)?員速度

可觀測性使監(jiān)控和故障排除更加?效，消除了開發(fā)?員的主要摩擦點。結(jié)果是提?了交付速度，讓 DevOps 員?有更多時間提出創(chuàng)新想法來滿?業(yè)務(wù)及其客戶的需求。

可觀測性在軟件工程中有什么好處？

與 DevOps ?樣，可觀測性通過提供對整個基礎(chǔ)架構(gòu)的洞察使軟件?程師受益，使他們能夠看到它如何因問題、部署新軟件或擴展或縮減?發(fā)?變化。

誰從可觀測性中受益？

個?開發(fā)?員和軟件?程師從可觀測性中受益，因為它提供了對整個架構(gòu)的可?性，從第三?應(yīng)?程序和服務(wù)到他們??的。這不僅使他們能夠更輕松地修復(fù)并最終預(yù)防問題，還促進對系統(tǒng)性能及其如何塑造更好的客戶體驗的更深?了解。開發(fā)?員和?程師都有更多的時間來制定有利于業(yè)務(wù)的戰(zhàn)略計劃。

團隊也受益，因為可觀測性提供了環(huán)境的共享視圖，隨著時間的推移提供了對其架構(gòu)、健康和性能的更全?的了解?？捎^測性允許開發(fā)?員、操作員、?程師、分析師、項?經(jīng)理和其他團隊成員訪問有關(guān)服務(wù)、客戶和其他系統(tǒng)元素的相同?解。此外，可觀測性可以創(chuàng)建更準確的事件后審查，因為所有各?都可以檢查實時系統(tǒng)?為的書?記錄，?不是將事件從孤?的單個來源拼湊起來。數(shù)據(jù)??不是意??將幫助您的團隊了解事件發(fā)?的原因，以便他們能夠 更好地預(yù)防和處理未來的事件。

然?，企業(yè)可能受益最?。可觀測性讓您可以在不影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的情況下更改應(yīng)?程序和服務(wù)，為您提供?具來了解哪些?作有效，哪些?效，查明出現(xiàn)的任何問題并快速改進或解決這些問題。新功能與更少的停機時間相結(jié)合，轉(zhuǎn)化為更快樂的客戶和更強?的底線。

結(jié)語：深?了解您的基礎(chǔ)架構(gòu)

可觀測性不僅僅是?個流?語?它是了解整個基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)的?種重要且有?的?法。云、容器化、微服務(wù)和其他技術(shù)使系統(tǒng)?以往任何時候都更加復(fù) 雜。雖然這些?具的最終結(jié)果是積極的，但在這些系統(tǒng)內(nèi)?作、故障排除和管理卻充滿了困難。更多的交互部分會導(dǎo)致更多種類的問題，當(dāng)它們發(fā)?時，更難檢測和修復(fù)。

幸運的是，這些分布式系統(tǒng)會產(chǎn)??量遙測數(shù)據(jù)，如果您可以利?這些數(shù)據(jù)， 可以更清楚地了解它們的性能。有效的可觀測性?具提供您捕獲系統(tǒng)輸出并將其上下?化并提供在現(xiàn)代分布式系統(tǒng)世界中蓬勃發(fā)展所需的洞察?所需的所有?具和分析能?。