折腾 Quickwit,Rust 编写的分布式搜索引擎 – 可观测性之分布式追踪

概述

分布式追踪是一种跟踪应用程序请求流经不同服务(如前端、后端、数据库等)的过程。它是一个强大的工具,可以帮助您了解应用程序的工作原理并调试性能问题。

Quickwit 是一个用于索引和搜索非结构化数据的云原生引擎,这使其非常适合用作追踪数据的后端。

此外,Quickwit 本地支持 OpenTelemetry gRPC 和 HTTP(仅 protobuf)协议 以及 Jaeger gRPC API(仅 SpanReader)。这意味着您可以使用 Quickwit 存储追踪数据,并通过 Jaeger UI 查询这些数据。

折腾 Quickwit,Rust 编写的分布式搜索引擎 - 可观测性之分布式追踪

将 Quickwit 连接到 Jaeger

Quickwit 实现了一个与 Jaeger UI 兼容的 gRPC 服务。您只需要将 Jaeger 配置为使用 grpc-plugin 类型的(跨度)存储,就能够查看存储在任何匹配模式 otel-traces-v0_* 的 Quickwit 索引中的追踪数据。

官方制作了一个关于 如何将 Quickwit 连接到 Jaeger UI 的教程,将引导您完成整个过程。

向 Quickwit 发送追踪数据

将 Quickwit 连接至 Jaeger

我们将 Quickwit 的追踪数据发送到 Jaeger 并进行分析,这将生成新的追踪数据以供分析 😃

启动 Quickwit

首先,启动一个启用了 OTLP 服务的 Quickwit 实例:

QW_ENABLE_OPENTELEMETRY_OTLP_EXPORTER=true  OTEL_EXPORTER_OTLP_ENDPOINT=http://127.0.0.1:7281  ./quickwit run 

我们还设置了 QW_ENABLE_OPENTELEMETRY_OTLP_EXPORTER 和 OTEL_EXPORTER_OTLP_ENDPOINT 环境变量,以便 Quickwit 将其自身的追踪数据发送给自己。

启动 Jaeger UI

让我们使用 Docker 启动一个 Jaeger UI 实例。在这里我们需要告知 Jaeger 使用 Quickwit 作为其后端。

由于一些与容器网络相关的特殊性,我们需要在 MacOS 和 Windows 上采用一种方法,在 Linux 上采用另一种方法。

MacOS 与 Windows

我们可以依赖 host.docker.internal 来获取指向我们 Quickwit 服务器的 Docker 桥接 IP 地址。

docker run --rm --name jaeger-qw      -e SPAN_STORAGE_TYPE=grpc-plugin      -e GRPC_STORAGE_SERVER=host.docker.internal:7281      -p 16686:16686      jaegertracing/jaeger-query:latest 

Linux

默认情况下,Quickwit 监听 127.0.0.1,并且不会响应指向 Docker 桥接 (172.17.0.1) 的请求。解决此问题有多种方法。最简单的方法可能是使用主机网络模式。

docker run --rm --name jaeger-qw  --network=host      -e SPAN_STORAGE_TYPE=grpc-plugin      -e GRPC_STORAGE_SERVER=127.0.0.1:7281      -p 16686:16686      jaegertracing/jaeger-query:latest  

在 Jaeger UI 中搜索追踪数据

由于 Quickwit 会索引其自身的追踪数据,因此在大约 5 秒后(这是 Quickwit 完成首次提交所需的时间),您应该能够在 Jaeger UI 中看到这些数据。

打开位于 http://localhost:16686 的 Jaeger UI 并搜索追踪数据!通过执行搜索查询,您将看到 Quickwit 自身的追踪数据:

  • find_traces 是在 Jaeger UI 中搜索追踪数据时调用的端点,随后它会调用 find_trace_ids。
  • find_traces_ids 对跨度执行聚合查询以获取唯一的追踪 ID。
  • root_search 是 Quickwit 的搜索入口点。它会在每个分片(索引的一部分)上并行地或分布式地调用搜索,如果只有一个节点,则仅在本地调用。
  • leaf_search 是每个节点上的搜索入口点。它会在每个分片上调用 leaf_search_single_split。
  • leaf_search_single_split 是分片上的搜索入口点。它会依次调用 warmup 和 tantivy_search。
  • warmup 是搜索的预热阶段。它预取执行搜索查询所需的数据。
  • tantivy_search 是搜索的执行阶段。它使用 Tantivy 高速执行搜索查询。

折腾 Quickwit,Rust 编写的分布式搜索引擎 - 可观测性之分布式追踪

使用 OTEL Collector

如果您已经有自己的 OpenTelemetry Collector 并希望将跟踪数据导出到 Quickwit,您需要在 config.yaml 中添加一个新的 OTLP gRPC 导出器:

macOS/Windows

receivers:   otlp:     protocols:       grpc:       http:  processors:   batch:  exporters:   otlp/quickwit:     endpoint: host.docker.internal:7281     tls:       insecure: true     # By default, traces are sent to the otel-traces-v0_7.     # You can customize the index ID By setting this header.     # headers:     #   qw-otel-traces-index: otel-traces-v0_7  service:   pipelines:     traces:       receivers: [otlp]       processors: [batch]       exporters: [otlp/quickwit] 

Linux

receivers:   otlp:     protocols:       grpc:       http:  processors:   batch:  exporters:   otlp/quickwit:     endpoint: 127.0.0.1:7281     tls:       insecure: true  service:   pipelines:     traces:       receivers: [otlp]       processors: [batch]       exporters: [otlp/quickwit] 

测试您的 OTEL 配置

  1. 安装 并启动一个 Quickwit 服务器:
./quickwit run 
  1. 使用之前的配置启动一个收集器:

macOS/Windows

docker run -v ${PWD}/otel-collector-config.yaml:/etc/otelcol/config.yaml -p 4317:4317 -p 4318:4318 -p 7281:7281 otel/opentelemetry-collector 

Linux

docker run -v ${PWD}/otel-collector-config.yaml:/etc/otelcol/config.yaml --network=host -p 4317:4317 -p 4318:4318 -p 7281:7281 otel/opentelemetry-collector 
  1. 使用 cURL 向收集器发送一个跟踪:
curl -XPOST "http://localhost:4318/v1/traces" -H "Content-Type: application/json"  --data-binary @- << EOF {  "resource_spans": [    {      "resource": {        "attributes": [          {            "key": "service.name",            "value": {              "string_value": "test-with-curl"            }          }        ]      },      "scope_spans": [        {          "scope": {            "name": "manual-test"          },          "spans": [            {              "time_unix_nano": "1678974011000000000",              "observed_time_unix_nano": "1678974011000000000",              "start_time_unix_nano": "1678974011000000000",              "end_time_unix_nano": "1678974021000000000",              "trace_id": "3c191d03fa8be0653c191d03fa8be065",              "span_id": "3c191d03fa8be065",              "kind": 2,              "events": [],              "status": {                "code": 1              }            }          ]        }      ]    }  ] } EOF 

您应该会在 Quickwit 服务器上看到类似于以下的日志:

2023-03-16T13:44:09.369Z  INFO quickwit_indexing::actors::indexer: new-split split_id="01GVNAKT5TQW0T2QGA245XCMTJ" partition_id=6444214793425557444 

这意味着 Quickwit 已经接收到跟踪并创建了一个新的分片。在搜索跟踪之前,请等待分片发布。

使用 OTEL SDK - Python

在本教程中,我们将向您展示如何使用 OpenTelemetry 为 Python Flask 应用程序进行仪器化,并将跟踪数据发送到 Quickwit。本教程受到 Python OpenTelemetry 文档的启发,感谢 OpenTelemetry 团队!

前提条件

  • 已安装 Python3
  • 已安装 Docker

启动一个 Quickwit 实例

安装 Quickwit 并启动一个 Quickwit 实例:

./quickwit run 

启动 Jaeger UI

让我们使用 Docker 启动一个 Jaeger UI 实例。在这里我们需要告知 Jaeger 使用 Quickwit 作为其后端。

由于容器网络的一些特殊性,我们将在 MacOS 和 Windows 以及 Linux 上采用不同的方法。

MacOS 和 Windows

我们可以依赖 host.docker.internal 获取指向我们 Quickwit 服务器的 Docker 桥接 IP 地址。

docker run --rm --name jaeger-qw      -e SPAN_STORAGE_TYPE=grpc-plugin      -e GRPC_STORAGE_SERVER=host.docker.internal:7281      -p 16686:16686      jaegertracing/jaeger-query:latest 

Linux

默认情况下,Quickwit 监听的是 127.0.0.1,并且不会响应指向 Docker 桥接 (172.17.0.1) 的请求。有多种方法可以解决这个问题。
最简单的方法可能是使用主机网络模式。

docker run --rm --name jaeger-qw --network=host      -e SPAN_STORAGE_TYPE=grpc-plugin      -e GRPC_STORAGE_SERVER=127.0.0.1:7281      -p 16686:16686      jaegertracing/jaeger-query:latest  

运行一个简单的 Flask 应用

我们将启动一个 Flask 应用程序,该程序在每个 HTTP 调用 http://localhost:5000/process-ip 上执行三件事:

  • 从 https://httpbin.org/ip 获取 IP 地址。
  • 解析它,并使用随机休眠进行伪造处理。
  • 以随机休眠时间显示它。

我们首先安装依赖项:

pip install flask pip install opentelemetry-distro pip install opentelemetry-exporter-otlp 

opentelemetry-distro 包会安装 API、SDK 以及您将使用的 opentelemetry-bootstrap 和 opentelemetry-instrument 工具。

以下是我们的应用代码:

import random import time import requests  from flask import Flask  app = Flask(__name__)  @app.route("/process-ip") def process_ip():     body = fetch()     ip = parse(body)     display(ip)     return ip  def fetch():     resp = requests.get('https://httpbin.org/ip')     body = resp.json()     return body  def parse(body):     # Sleep for a random amount of time to make the span more visible.     secs = random.randint(1, 100) / 1000     time.sleep(secs)      return body["origin"]  def display(ip):     # Sleep for a random amount of time to make the span more visible.     secs = random.randint(1, 100) / 1000     time.sleep(secs)      message = f"Your IP address is `{ip}`."     print(message)  if __name__ == "__main__":     app.run(port=5000) 

自动 Instrumentation

OpenTelemetry 提供了一个名为 opentelemetry-bootstrap 的工具,它可以自动为您仪器化 Python 应用程序。

opentelemetry-bootstrap -a install 

现在一切就绪,我们可以运行应用了:

# We don't need metrics. OTEL_METRICS_EXPORTER=none  OTEL_TRACES_EXPORTER=console  OTEL_SERVICE_NAME=my_app  python my_app.py 

通过访问 http://localhost:5000/process-ip,您应该能在控制台看到相应的跟踪记录。

这已经很好了,但如果我们可以记录每个步骤所花费的时间、获取 HTTP 请求的状态码以及响应的内容类型,那就更好了。让我们通过手动仪器化我们的应用来实现这一点!

手动 Instrumentation

import random import time import requests  from flask import Flask  from opentelemetry import trace  # Creates a tracer from the global tracer provider tracer = trace.get_tracer(__name__)  app = Flask(__name__)  @app.route("/process-ip") @tracer.start_as_current_span("process_ip") def process_ip():     body = fetch()     ip = parse(body)     display(ip)     return ip  @tracer.start_as_current_span("fetch") def fetch():     resp = requests.get('https://httpbin.org/ip')     body = resp.json()      headers = resp.headers     current_span = trace.get_current_span()     current_span.set_attribute("status_code", resp.status_code)     current_span.set_attribute("content_type", headers["Content-Type"])     current_span.set_attribute("content_length", headers["Content-Length"])      return body  @tracer.start_as_current_span("parse") def parse(body):     # Sleep for a random amount of time to make the span more visible.     secs = random.randint(1, 100) / 1000     time.sleep(secs)      return body["origin"]  @tracer.start_as_current_span("display") def display(ip):     # Sleep for a random amount of time to make the span more visible.     secs = random.randint(1, 100) / 1000     time.sleep(secs)      message = f"Your IP address is `{ip}`."     print(message)      current_span = trace.get_current_span()     current_span.add_event(message)  if __name__ == "__main__":     app.run(port=5000)  

我们现在可以启动新的仪器化应用:

OTEL_METRICS_EXPORTER=none  OTEL_TRACES_EXPORTER=console  OTEL_SERVICE_NAME=my_app  opentelemetry-instrument python my_instrumented_app.py 

如果您再次访问 http://localhost:5000/process-ip,您应该能看到带有名称 fetch、parse 和 display 的新跨度以及相应的自定义属性!

将跟踪数据发送到 Quickwit

要将跟踪数据发送到 Quickwit,我们需要使用 OTLP 导出器。这非常简单:

OTEL_METRICS_EXPORTER=none  # We don't need metrics OTEL_SERVICE_NAME=my_app  OTEL_EXPORTER_OTLP_TRACES_ENDPOINT=http://localhost:7281  opentelemetry-instrument python my_instrumented_app.py 

现在,如果您访问 http://localhost:5000/process-ip,跟踪数据将被发送到 Quickwit,只需等待大约 30 秒即可完成索引。是时候休息一下喝杯咖啡了!

30 秒过去了,让我们查询服务的跟踪数据:

curl -XPOST http://localhost:7280/api/v1/otel-trace-v0/search -H 'Content-Type: application/json' -d '{     "query": "resource_attributes.service.name:my_app" }' 

然后打开 Jaeger UI localhost:16686 并进行操作,现在您有了一个由 Quickwit 存储后端支持的 Jaeger UI!

折腾 Quickwit,Rust 编写的分布式搜索引擎 - 可观测性之分布式追踪

折腾 Quickwit,Rust 编写的分布式搜索引擎 - 可观测性之分布式追踪

将跟踪数据发送到您的 OpenTelemetry 收集器

按照 OpenTelemetry 收集器教程 中的说明启动一个收集器,并执行以下命令:

OTEL_METRICS_EXPORTER=none  # We don't need metrics OTEL_SERVICE_NAME=my_app  opentelemetry-instrument python instrumented_app.py 

跟踪数据将被发送到您的收集器,然后再发送到 Quickwit。

总结

在本教程中,我们学习了如何使用 OpenTelemetry 为 Python 应用程序进行仪器化,并将跟踪数据发送到 Quickwit。同时,我们也了解了如何使用 Jaeger UI 分析这些跟踪数据。

所有的代码片段都可在我们的 教程仓库 中找到。

请告诉我们您对本教程的看法,如有任何疑问,欢迎通过 Discord 或 Twitter 与我们联系。

OTEL service

Quickwit 本地支持 OpenTelemetry 协议 (OTLP),并提供了一个 gRPC 端点来接收来自 OpenTelemetry collector 或直接从应用程序通过 exporter 发送的跨度数据。此端点默认是启用的。

当启用时,Quickwit 将启动 gRPC 服务,准备接收来自 OpenTelemetry collector 的跨度数据。这些跨度数据默认会被索引到 otel-trace-v0_7 索引中,并且如果该索引不存在,它将自动创建。索引文档映射在下一个section中描述。

如果由于任何原因,您想要禁用这个端点,您可以:

# ... Indexer configuration ... indexer:     enable_otlp_endpoint: false 

在您选择的索引中发送跨度

您可以通过将 gRPC 请求的头部 qw-otel-traces-index 设置为目标索引 ID 来在您选择的索引中发送跨度。

跟踪和跨度数据模型

一个跟踪是一组跨度,表示一个单独的请求。一个跨度表示跟踪内的单个操作。OpenTelemetry 收集器发送跨度,Quickwit 默认将它们索引到 otel-trace-v0_7 索引中,该索引将 OpenTelemetry 的跨度模型映射到 Quickwit 中的索引文档。

跨度模型源自 OpenTelemetry 规范。

下面是 otel-trace-v0_7 索引的文档映射:

 version: 0.7  index_id: otel-trace-v0_7  doc_mapping:   mode: strict   field_mappings:     - name: trace_id       type: bytes       input_format: hex       output_format: hex       fast: true     - name: trace_state       type: text       indexed: false     - name: service_name       type: text       tokenizer: raw       fast: true     - name: resource_attributes       type: json       tokenizer: raw     - name: resource_dropped_attributes_count       type: u64       indexed: false     - name: scope_name       type: text       indexed: false     - name: scope_version       type: text       indexed: false     - name: scope_attributes       type: json       indexed: false     - name: scope_dropped_attributes_count       type: u64       indexed: false     - name: span_id       type: bytes       input_format: hex       output_format: hex     - name: span_kind       type: u64     - name: span_name       type: text       tokenizer: raw       fast: true     - name: span_fingerprint       type: text       tokenizer: raw     - name: span_start_timestamp_nanos       type: datetime       input_formats: [unix_timestamp]       output_format: unix_timestamp_nanos       indexed: false       fast: true       fast_precision: milliseconds     - name: span_end_timestamp_nanos       type: datetime       input_formats: [unix_timestamp]       output_format: unix_timestamp_nanos       indexed: false       fast: false     - name: span_duration_millis       type: u64       indexed: false       fast: true     - name: span_attributes       type: json       tokenizer: raw       fast: true     - name: span_dropped_attributes_count       type: u64       indexed: false     - name: span_dropped_events_count       type: u64       indexed: false     - name: span_dropped_links_count       type: u64       indexed: false     - name: span_status       type: json       indexed: true     - name: parent_span_id       type: bytes       input_format: hex       output_format: hex       indexed: false     - name: events       type: array<json>       tokenizer: raw       fast: true     - name: event_names       type: array<text>       tokenizer: default       record: position       stored: false     - name: links       type: array<json>       tokenizer: raw    timestamp_field: span_start_timestamp_nanos  indexing_settings:   commit_timeout_secs: 10  search_settings:   default_search_fields: [] 

更多

1. Binance 如何使用 Quickwit 构建 100PB 日志服务(Quickwit 博客)

发表评论

评论已关闭。

相关文章