Kubernetes上使用Jaeger分布式追踪基础设施详解

什么是Jaeger？

Jaeger是一个分布式跟踪系统，用于监测和分析复杂的分布式系统。它利用OpenTracing规范来提供预定义的API和轻量级的代理库，以便在应用程序中进行分布式追踪。

Jaeger在Kubernetes中的应用

在Kubernetes中，我们通常使用容器化应用程序来构建和管理我们的应用程序。由于涉及到多个容器和节点，因此很难手动追踪某个应用程序所涉及的每个组件和进程之间的交互。

在这种情况下，Jaeger非常适合解决这个问题。Jaeger在每个组件之间注入代理库，将服务之间的跟踪信息从端到端地链接起来，从而可视化地展示整个应用程序的过程。

以下是在Kubernetes上使用Jaeger分布式追踪基础设施的详细攻略。

步骤1：安装Jaeger

我们可以使用Helm Chart来安装Jaeger，以下是安装Jaeger步骤的代码块：

helm repo add jaegertracing https://jaegertracing.github.io/helm-charts
helm repo update
helm install jaeger jaegertracing/jaeger

执行上述代码后，我们可以使用以下命令检查Jaeger是否正确安装：

kubectl get all -n <namespace>

其中，<namespace>是我们安装Jaeger时指定的命名空间。

步骤2：在应用程序中开启Jaeger追踪

要在应用程序中使用Jaeger追踪，我们需要在应用程序中引入Jaeger代理库并使用对应的API。以下是在一个简单的Node.js应用程序中使用Jaeger代理库的代码：

const app = require('express')()
const port = process.env.PORT || 8080
const jaeger = require('jaeger-client')
const opentracing = require('opentracing')

const tracer = jaeger.initTracerFromEnv()
const httpOptions = {
  headers: {}
}

app.get('/hello/:name', (req, res) => {
  const span = tracer.startSpan('hello-handler')
  const name = req.params.name

  span.log({
    event: 'hello-handler',
    id: span.context().toSpanId()
  })

  httpOptions.headers = {}
  opentracing.globalTracer().inject(span, opentracing.FORMAT_HTTP_HEADERS, httpOptions.headers)

  const options = {
    headers: httpOptions.headers
  }

  // Call another service and pass the tracing information
  fetch('http://service-b:8080/world/' + name, options)
    .then(response => response.json())
    .then(data => {
      span.log({
        event: 'call-service-b',
        id: span.context().toSpanId()
      })

      res.json({
        message: data.message
      })

      span.finish()
    })
})

app.listen(port, () => {
  console.log(`App listening at http://localhost:${port}`)
})

在上面的代码中，我们引入了Jaeger Client和OpenTracing库，并在initTracerFromEnv()中创建了一个Tracer实例。然后，我们使用startSpan()方法创建一个新的Span并在处理请求的过程中记录日志。最后，我们在请求中注入Span，并继续通过网络请求调用另一个服务。

步骤3：查看Jaeger追踪结果

在我们的应用程序中完成以上步骤后，Jaeger会在后台自动收集跟踪信息。我们可以在Jaeger UI中查看收集到的信息。

要访问Jaeger UI，请使用以下命令：

kubectl port-forward service/jaeger-query -n <namespace> 16686:16686

其中，<namespace>是我们安装Jaeger时指定的命名空间。

然后，您可以在Web浏览器中访问http://localhost:16686以查看Jaeger UI。

示例 1：在应用程序中使用Jaeger追踪Python应用程序

要在Python应用程序中使用Jaeger追踪，请使用以下代码示例：

from jaeger_client import Config

config = Config(config={
    'sampler': {
        'type': 'const',
        'param': 1,
    },
    'logging': True,
}, service_name='my-awesome-python-service')
tracer = config.initialize_tracer()

def handle_request(request):
    with tracer.start_span('expensive operation') as operation_span:
        operation_span.log_kv({'event': 'data query', 'query': 'SELECT * FROM wotnot'})
        data = do_expensive_operation()
        operation_span.log_kv({'event': 'data received'})

    return data

app.run(debug=True, port=8080)

在上面的代码中，我们使用Config类初始化了一个Tracer实例，并在处理请求的过程中使用start_span()方法创建了新的Span。一旦请求完成，我们可以在Jaeger UI中查看收集到的跟踪信息。

示例2：使用环境变量配置Jaeger

要使用环境变量配置Jaeger，请在initTracerFromEnv()中传递以下环境变量：

• JAEGER_AGENT_HOST
• JAEGER_AGENT_PORT
• JAEGER_SERVICE_NAME

例如：

const tracer = jaeger.initTracerFromEnv({
  serviceName: 'my-awesome-service'
})

当然，我们需要先确保环境变量设置正确，才能正确注册和显示跟踪信息。

总结

在本文中，我们详细说明了如何在Kubernetes上使用Jaeger分布式追踪基础设施。我们了解到，Jaeger能够很好地帮助我们监控和分析分布式系统，了解其内在的运行情况，并支持多个编程语言和环境配置，更加方便和灵活。