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AI时代的全链路监控,阿里工程师怎么做?

2018-08-28 08:08 劲节

阿里妹导读:全链路监控从业务的视角出发,监控整个业务流程的健康状况,无需多个系统切换,直观看到全局和上下游,方便快速发现、定位问题。今天,我们一起来看看阿里基础设施技术团队在这方面的实践经验。



背景


近年来,随着阿里新业务、新技术的快速发展,传统的业务总量“监控大盘”已经越来越不能满足监控需求,主要表现在以下几个方面:


缺乏全局视角:“监控大盘”主要反映的是单个业务或应用的运行状态,缺少全局的业务视角能反应整个“业务域”的上下游整体的运行情况。比如交易系统成功率下跌,想看看是不是优惠出问题了,但是不知道“优惠”的业务监控在哪里,只能依赖"优惠"的同学去排查,钉钉电话沟通,大家一起拼凑信息,上下游协调成本很高。


监控标准不统一:一直以来“业务监控”都是自定义的,依赖开发人员的个人经验,往往系统、业务监控混在一起,没有标准,业务之间不能比较;各系统监控能力参差不齐,很容易出现业务链路中的监控断层;业务监控缺少一套行之有效的方法论,新人或者新业务对于业务要怎么监控,不知道如何下手、不知道自己配的监控是否覆盖全面,只有等到故障发生以后才去补监控。


缺少业务视角:随着阿里业务飞速发展,特别是“大中台”的建设,使得传统的“总量”监控已经不能满足需求,比如一个“交易”中台业务就会有数十个“业务方”调用,单纯的总量监控会把小调用量的业务淹没,必须按每个业务方的“业务身份”进行监控。对于像“盒马”、“淘鲜达”这样的新零售业务,这样的问题更加突出,一家门店出现交易异常对于“交易总量”来说是微不足道的,但是对这件门店的客户体验来说是灾难性的。


监控配置成本高:“业务监控”一直都是由“开发人员”纯手工打造,需要经过日志埋点、监控配置、报警阈值设置,整个过程费时费力,缺乏自动化、智能化监控的手段,这也是造成各系统监控能力参差不齐的重要原因,一些新业务因为无力投入大量精力配置监控,导致业务监控能力缺失。

全景式监控


业务全链路监控从业务的视角出发,监控整个业务流程的健康状况,无需多个系统切换,直观看到全局和上下游,方便快速发现、定位问题。



立了完整的“业务监控模型”,为业务建立起一个从“宏观”到“微观”的全景式业务监控体系,结束了业务监控没有标准,只能纯手工打造的历史。业务监控模型主要包括3部分:


  • 业务域:一个完整的业务或产品称为“业务域”,如电商的“交易域”、“营销域”、“支付域”等。

  • 业务活动:业务域中的的核心业务用例叫做“业务活动”,如交易域的“下单确认”、“创建订单”等,业务活动是整个监控模型的核心,每个业务活动都会有标准的【黄金指标】来反应自身的健康状况,业务活动之间建立上下游关系就形成了业务链路。

  • 系统服务:业务活动中的依赖的关键方法称作“系统服务”,如“下单确认”包含:查询会员、查询商品、查询优惠等关键方法,每个系统服务也通过【黄金指标】来表示其健康状况。


监控流程



以“监控模型”为基础,我们总结出了一套如何做好“业务监控”的方法论,并将其沉淀到产品中。


  • 梳理关键业务: 业务方需要梳理出自己的核心业务是什么(业务活动),以及这些核心业务的关键依赖有哪些(系统服务)。

  • 监控数据埋点:提供了无侵入的配置化监控SDK,只要将“业务活动”和“系统服务”对应的方法填写到配置文件中即可,系统会自动收集,计算,上报监控数据。

  • 监控链路:系统根据收集的数据自动生成业务链路,每个“业务活动”和“系统服务”节点都自动生成流量、耗时、成功率的黄金指标,同时每个‘节点’都可以通过钻取查看详细的监控数据,包括:不同机房、单元、分组的数据对比,每个业务身份的明细调用情况等。

  • 异常检测:业务链路涉及节点众多,必须要有完善的异常检测机制来帮助用户自动发现问题,我们提供了“智能基线预警”和“专家规则预警”相结合的异常检测机制,无需用户逐个配置报警规则,自动发现异常节点,实时将这些节点“标红”,异常的详细信息也会同步显示,方便用户快速发现和定位问题。


通过业务全链路监控,可以做到对业务域的监控标准化和全覆盖,避免了自定义监控覆盖不全面、不标准、配置工作量大的问题,使得老板、PD、运营、监控值班等用户都可以快速了解业务是否有问题。


黄金指标



引入Google的黄金指标概念,改变了业务监控完全依赖自定义的现状,为业务监控树立了标准。


  • 流量 :业务在单位时间内的调用量,如:服务的QPS、每秒订单笔数等。

  • 耗时 :业务的具体处理时长,需区分成功耗时和失败耗时。

  • 错误 :调用出错数量、成功率、错误码。

  • 饱和度 :应用已使用资源的占比。


由于饱和度更多反应的是应用的层面情况,所以业务监控使用流量、耗时、错误这三个指标就能很好的回答“业务”是否健康的问题,在“业务全链路监控”中每个业务活动和系统服务都会标配这三个监控指标。


除了黄金指标以外,还可以根据各自业务的不同特点,定义各种分维度的辅助指标,比如:按不同的业务身份,按商家、按门店分,不同的错误码等等,用于进一步细化和定位问题。


业务维度



传统的“总量”指标已经不能满足中台、盒马这样的业务监控需求了,通过可扩展的业务维度实现对业务身份、商家、门店的精细化监控。像“交易”这样的中台业务会被几十个业务方调用,总量没有异常并不代表具体的业务方没有问题,而是需要监控每一个业务方各自的调用情况,只要有一个出现异常就要预警。

横向业务维度:业务全链路监控提供了“横向业务维度”功能,能够方便的配置“业务身份”、“商家”、“门店”等特定的业务维度,可以对一个业务域中所有的“业务活动”和“系统服务”按一个维度过滤,比如可以对交易链路按“盒马”这个业务身份过滤,从而在链路上看到的是盒马的交易调用情况。


配置化埋点



监控SDK使用AOP切面技术实现了配置化埋点能力,业务系统引入监控SDK后,通过简单的一个配置文件即可完成监控埋点,自动完成数据的拦截、计算、上报,与业务代码完全解耦。


链路自动生成



自动生成应用核心链路、黄金指标、业务维度大盘,无需用户配置,用户还可以通过可视化编辑页面对链路进行调整。


智能基线预警



通过机器学习快速预测指标的合理范围,一旦超出边界就会自动触发报警,无需配置阈值。


智能基线预警已经在业务自定义监控中得到了验证(已经有超过1200指标接入),准确率和召回率相对于人工配置都有大幅提高,现在我们将该技术引入“业务全链路监控”,实现对业务活动的智能异常检测,全程无人参与。


实战


实战1-交易全局链路



交易域的全局业务链路,链路中列出交易的关键“业务活动”,省略了每个业务活动的“系统服务”等细节,主要用于全链路压测,大促投屏等需要关注全局状态的业务场景,已在6.18大促中得到实际应用。


实战2-交易核心链路



交易是整个电商的核心,我们通过“链路自动生成”能力生成了核心业务链路,其中绿色节点为“业务活动”,黄色节点为“业务活动”依赖的“系统服务”。


通过业务链路可以很方便了解交易活动的运行状况,一旦业务活动出现问题也可以更加直观的发现与下游依赖的关系。


实战3-POS服务端链路



POS是整个新零售场景线下支付场景的交易核心,下线支付场景对交易系统提出更加严格的可靠性要求,通过POS业务链路可以很好的监控POS交易各环节的运行情况,及时发现交易异常。


同时POS链路添加了“商家”、“门店”的业务维度,可以实时切换“盒马”,“大润发”等不同商家的POS交易情况,实现针对每个商家精细化监控。


关于我们


集团监控平台团队是阿里巴巴研发效能事业部下的监控开发团队,面向阿里庞大的应用生态与海量的服务器,致力于打造业内一流的智能化监控平台,保障阿里集团各业务的稳定运行。我们非常欢迎各位监控领域的产品或技术牛人加入我们团队。欢迎投递简历至:jingjie@taobao.com。


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