Alibaba Cloud Service Mesh：通過ASM實現gRPC鏈路追蹤

前提條件

• 已建立ASM執行個體。具體操作，請參見建立ASM執行個體。

• 阿里雲帳號已開通可觀測鏈路OpenTelemetry版。關於如何計費，請參見計費規則。

樣本工程

gRPC的樣本工程請參見hello-servicemesh-grpc，本文檔中提到的目錄都為hello-servicemesh-grpc下的目錄。

GRPC協議Headers編程實踐

服務端擷取Headers

• 基本方法

  • 使用Java語言通過服務端擷取Headers實現基本方法。

    實現攔截器ServerInterceptor介面的interceptCall(ServerCall<ReqT, RespT> call,final Metadata m,ServerCallHandler<ReqT, RespT> h)方法，通過String v = m.get(k)擷取header資訊，get方法入參類型為Metadata.Key<String>。

  • 使用Go語言通過服務端擷取Headers實現基本方法。

    metadata.FromIncomingContext(ctx)(md MD, ok bool)，MD是一個map[string][]string。

  • 使用NodeJS語言通過服務端擷取Headers實現基本方法。

    call.metadata.getMap()，傳回值類型是[key: string]: MetadataValue，MetadataValue類型定義為string/Buffer。

  • 使用Python語言通過服務端擷取Headers實現基本方法。

    context.invocation_metadata()，傳回值類型為2-tuple數組，2-tuple的形式為('k','v')，使用m.key, m.value擷取索引值對。

• Unary RPC

  • 使用Java語言通過服務端擷取Headers實現Unary RPC。

    對Headers無感知。

  • 使用Go語言通過服務端擷取Headers實現Unary RPC。

    在方法中直接調用metadata.FromIncomingContext(ctx)，上下文參數ctx來自Talk的入參。

  • 使用NodeJS語言通過服務端擷取Headers實現Unary RPC。

    在方法內直接調用call.metadata.getMap()。

  • 使用Python語言通過服務端擷取Headers實現Unary RPC。

    在方法內直接調用context.invocation_metadata()。

• Server streaming RPC

  • 使用Java語言通過服務端擷取Headers實現Server streaming RPC。

    對Headers無感知。

  • 使用Go語言通過服務端擷取Headers實現Server streaming RPC。

    在方法中直接調用metadata.FromIncomingContext(ctx)，上下文參數ctx從TalkOneAnswerMore的入參stream中擷取stream.Context()。

  • 使用NodeJS語言通過服務端擷取Headers實現Server streaming RPC。

    在方法內直接調用call.metadata.getMap()。

  • 使用Python語言通過服務端擷取Headers實現Server streaming RPC。

    在方法內直接調用context.invocation_metadata()。

• Client streaming RPC

  • 使用Java語言通過服務端擷取Headers實現Client streaming RPC。

    對Headers無感知。

  • 使用Go語言通過服務端擷取Headers實現Client streaming RPC。

    在方法中直接調用metadata.FromIncomingContext(ctx)，上下文參數ctx從TalkMoreAnswerOne的入參stream中擷取stream.Context()。

  • 使用NodeJS語言通過服務端擷取Headers實現Client streaming RPC。

    在方法內直接調用call.metadata.getMap()。

  • 使用Python語言通過服務端擷取Headers實現Client streaming RPC。

    在方法內直接調用context.invocation_metadata()。

• Bidirectional streaming RPC

  • 使用Java語言通過服務端擷取Headers實現Bidirectional streaming RPC。

    對Headers無感知。

  • 使用Go語言通過服務端擷取Headers實現Bidirectional streaming RPC。

    在方法中直接調用metadata.FromIncomingContext(ctx)，上下文參數ctx從TalkBidirectional的入參stream中擷取stream.Context()。

  • 使用NodeJS語言通過服務端擷取Headers實現Bidirectional streaming RPC。

    在方法內直接調用call.metadata.getMap()。

  • 使用Python語言通過服務端擷取Headers實現Bidirectional streaming RPC。

    在方法內直接調用context.invocation_metadata()。

用戶端發送Headers

• 基本方法

  • 使用Java語言通過用戶端發送Headers實現基本方法。

    實現攔截器ClientInterceptor介面的interceptCall(MethodDescriptor<ReqT, RespT> m, CallOptions o, Channel c)方法，實現傳回值類型ClientCall<ReqT, RespT>的start((Listener<RespT> l, Metadata h))方法，通過h.put(k, v)填充header資訊，put方法入參k的類型為Metadata.Key<String>，v的類型為String。

  • 使用Go語言通過用戶端發送Headers實現基本方法。

    metadata.AppendToOutgoingContext(ctx,kv ...) context.Context

  • 使用NodeJS語言通過用戶端發送Headers實現基本方法。

    metadata=call.metadata.getMap()metadata.add(key, headers[key])

  • 使用Python語言通過用戶端發送Headers實現基本方法。

    metadata_dict = {}變數填充metadata_dict[c.key] = c.value，最終轉為list tuple類型list(metadata_dict.items())。

• Unary RPC

  • 使用Java語言通過用戶端發送Headers實現Unary RPC。

    對Headers無感知。

  • 使用Go語言通過用戶端發送Headers實現Unary RPC。

    在方法中直接調用metadata.AppendToOutgoingContext(ctx,kv)。

  • 使用NodeJS語言通過用戶端發送Headers實現Unary RPC。

    在方法內直接使用基本方法。

  • 使用Python語言通過用戶端發送Headers實現Unary RPC。

    在方法內直接使用基本方法。

• Server streaming RPC

  • 使用Java語言通過用戶端發送Headers實現Server streaming RPC。

    對Headers無感知。

  • 使用Go語言通過用戶端發送Headers實現Server streaming RPC。

    在方法中直接調用metadata.AppendToOutgoingContext(ctx,kv)。

  • 使用NodeJS語言通過用戶端發送Headers實現Server streaming RPC。

    在方法內直接使用基本方法。

  • 使用Python語言通過用戶端發送Headers實現Server streaming RPC。

    在方法內直接使用基本方法。

• Client streaming RPC

  • 使用Java語言通過用戶端發送Headers實現Client streaming RPC。

    對Headers無感知。

  • 使用Go語言通過用戶端發送Headers實現Client streaming RPC。

    在方法中直接調用metadata.AppendToOutgoingContext(ctx,kv)。

  • 使用NodeJS語言通過用戶端發送Headers實現Client streaming RPC。

    在方法內直接使用基本方法。

  • 使用Python語言通過用戶端發送Headers實現Client streaming RPC。

    在方法內直接使用基本方法。

• Bidirectional streaming RPC

  • 使用Java語言通過用戶端發送Headers實現Bidirectional streaming RPC。

    對Headers無感知。

  • 使用Go語言通過用戶端發送Headers實現Bidirectional streaming RPC。

    在方法中直接調用metadata.AppendToOutgoingContext(ctx,kv)。

  • 使用NodeJS語言通過用戶端發送Headers實現Bidirectional streaming RPC。

    在方法內直接使用基本方法。

  • 使用Python語言通過用戶端發送Headers實現Bidirectional streaming RPC。

    在方法內直接使用基本方法。

propagate Headers

由於鏈路追蹤需要將上遊傳遞過來的鏈路中繼資料透傳給下遊，以形成同一條請求鏈路的完整資訊，需要將服務端擷取的Headers資訊中，和鏈路追蹤相關的Headers透傳給向下遊發起請求的用戶端。

除了Java語言的實現，其他語言的通訊模型方法都對Headers有感知，因此可以將服務端讀取Headers-傳遞Headers-用戶端發送Headers這三個動作有順序地在4種通訊模型方法內部實現。

Java語言讀取和寫入Headers是通過兩個攔截器分別實現的，因此propagate Headers無法在一個順序的流程裡實現，且考慮到並發因素，以及只有讀取攔截器知道鏈路追蹤的唯一ID，所以無法通過最直覺的緩衝方式搭建兩個攔截器的橋樑。

在伺服器攔截器讀取階段，通過ctx.withValue(key, metadata)將Metadata/Header存入Context，其中Key是Context.Key<String>類型。然後在用戶端攔截器中，通過key.get()將Metadata從Context讀出，get方法預設使用Context.current()上下文，這就保證了一次請求的Headers讀取和寫入使用的是同一個上下文。

有了propagate Headers的實現，基於GRPC的鏈路追蹤就有了機制上的保證。

部署和驗證網格拓撲

實現gRPC鏈路追蹤之前，您需要部署和驗證網格拓撲，確保網格拓撲是可以通訊的。

cd go
# 部署
sh apply.sh
# 驗證
sh test.sh

如果沒有出現異常資訊，則說明網格拓撲可以正常通訊。

鏈路追蹤

1. 將鏈路追蹤資料擷取到阿里雲可觀測鏈路OpenTelemetry版。具體操作，請參見將鏈路追蹤資料擷取到阿里雲可觀測鏈路OpenTelemetry版。

2. 登入可觀測鏈路OpenTelemetry版，在左側導覽列，單擊鏈路入口。

3. 在鏈路入口頁面，單擊目標應用的應用拓撲。

   可以看到完整的鏈路，包括本地請求端-Ingressgateway-grpc-server-svc1-grpc-server-svc2-grpc-server-svc3。

4. 在全鏈路彙總頁面，單擊全鏈路彙總頁簽，查看全鏈路彙總。

   

5. 在全鏈路彙總頁簽，單擊Span名稱下的鏈路，查看調用鏈路。