搭建SkyWalking监控系统

yuan 1年前 ⋅ 52 阅读
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本文介绍了一个采用微服务架构的项目中，由于服务数量多且访问量大，需要使用开源APM工具来监控系统性能。通过对比，选择了SkyWalking作为APM工具。在搭建过程中，使用ES作为存储，避免错误产生。文章还提到了安装Java环境、配置Agent和启动ES和OAP的步骤。总结：文章介绍了在使用微服务架构的项目中，如何通过开源APM工具来监控系统性能，以及使用ES作为存储的方法。文章中详细说明了Java环境的安装、Agent的配置和ES和OAP的启动步骤。

5分钟搭建SkyWalking监控系统

背景

在公司项目中，我们采用了微服务架构，导致服务数量众多，无法进行人工监控。由于项目访问量巨大，若要通过日志查找某个方法的性能问题非常困难。然而，我们不容忽视系统性能问题的存在。目前，市面上有几个出色的开源APM（应用性能管理）检测工具可供选择。

常见的监控工具对比

  • SkyWalking：中国人吴晟（华为）开源的一款分布式追踪，分析，告警的工具，现在是Apache旗下开源项目，对云原生支持，目前增长势头强劲，社区活跃，中文文档没有语言障碍。
  • Zipkin：Twitter公司开源的一个分布式追踪工具，被Spring Cloud Sleuth集成，使用广泛而稳定，需要在应用程序中埋点，对代码侵入性强
  • Pinpoint：一个韩国团队开源的产品，探针收集的数据粒度非常细，但性能损耗大，因其出现的时间较长，完成度很高。
  • Cat：美团大众点评开源的一款分布式链路追踪工具。需要在应用程序中埋点，对代码侵入性强。

在选择APM工具时，我们考虑到项目不希望对其他代码造成侵入，而且希望选择一个性能损耗较低的工具。此外，我们也重视工具的社区活跃度和文档完善程度。经过对以下表格中参数的比较，我们发现相对而言，SkyWalking更具优势。因此，团队决定采用SkyWalking作为APM工具。

SkyWalking架构


搭建

本次搭建用ES作为存储，最开始用H2作内存存储，最后再接入ES，避免环节过多产生不可预知的错误

环境介绍：

本教程采用虚拟机(CentOS7) + Docker的方法进行部署，这种做法的优点在于通过使用Docker容器来隔离不同的组件，可以迅速而便捷地模拟生产环境。

  • 创建网络
docker network create --subnet=172.18.0.0/16 mynet
  • 创建容器，有三个角色，一个是SkyWalking AOP(监控数据收集)，另一个和是ES(数据存储)，还有一个是Java WEB(被监控)
# SkyWalking APM
docker run -dit --net mynet --ip 172.18.0.30 -p 8090:8090 --name sw --privileged centos /usr/sbin/init
​
# Java App
docker run -dit --net mynet --ip 172.18.0.31 -p 8080:8080 --name javaApp --privileged centos /usr/sbin/init
​
# ES
docker run -dit --net mynet --ip 172.18.0.32 --name es1 --privileged centos /usr/sbin/init


安装Java环境

由于ES和SkyWalking 都需要Java环境，所以安装Java提出来放到最前面

# 安装java
yum -y install java-1.8.0-openjdk java-1.8.0-openjdk-devel which
​
# 环境变量设置
cat > /etc/profile.d/java8.sh <<EOF
export JAVA_HOME=$(dirname $(dirname $(readlink $(readlink $(which javac)))))
export PATH=\$PATH:\$JAVA_HOME/bin
export CLASSPATH=.:\$JAVA_HOME/jre/lib:\$JAVA_HOME/lib:\$JAVA_HOME/lib/tools.jar
EOF
source /etc/profile.d/java8.sh
​


安装SkyWalking OAP

SkyWalking OAP 即架构图中的下部分SkyWalking Observability Analysis Platform，如下图所示


本次下载安装的是apache-skywalking-apm-es7-8.3.0.tar.gz，其他版本请参考：skywalking.apache.org/d

注意安装之前一点要先安装Java环境，否则启动不成功但是启动脚本还是会显示启动成功。

yum install -y wget vim telnet
​
cd ~
# 下载
wget https://downloads.apache.org/skywalking/8.3.0/apache-skywalking-apm-es7-8.3.0.tar.gz
# 解压
tar xf apache-skywalking-apm-es7-8.3.0.tar.gz -C /usr/local
mv /usr/local/apache-skywalking-apm-bin-es7 /usr/local/skywalking-8.3.0

启动OAP

# 启动OAP
/usr/local/skywalking-8.3.0/bin/oapService.sh
​
# 查看日志
tail -f /usr/local/skywalking-8.3.0/logs/skywalking-oap-server.log

查看OAP监听端口

grep 'gRPCPort:' /usr/local/skywalking-8.3.0/config/application.yml 
gRPCPort: ${SW_CORE_GRPC_PORT:11800}
gRPCPort: ${SW_RECEIVER_GRPC_PORT:0}
gRPCPort: ${SW_RECEIVER_JAEGER_PORT:14250}
​

可以看到SkyWalking OAP默认监听端口为11800，测试下端口是否通

telnet 127.0.0.1 11800
# 出现下面回显说明端口通
Trying 127.0.0.1...
Connected to 127.0.0.1.
Escape character is '^]'.

启动SkyWalking UI

vim /usr/local/skywalking-8.3.0/webapp/webapp.yml

SkyWalking UI默认端口为8080与很多中间件有冲突，改成其他的，本例为8090

server:
  port: 8090

启动

# 启动UI
/usr/local/skywalking-8.3.0/bin/webappService.sh

访问一下http://192.168.108.100:8090，如果能访问，说明启动成功



开启SkyWalking Agent

所谓Agent是指SkyWalking在不同平台（如Java Python等）上收集监控数据的组件。在这里，我们以Java应用（比如Spring Boot）为例，收集Java应用生成的各类监控数据。

准备一个Jar包

随便准备个Jar包能跑的就行，此处我的jar名字为admin-2.0.1.RELEASE.jar

配置SkyWalking Java端的Agent

作为一名IT工程师，我们需要在每台收集机器上复制一份代理（Agent）。由于我们使用的是Docker容器，所以需要将代理复制到宿主机，然后再复制到运行JavaWeb的机器上。这意味着每台机器都需要复制一次代理。

# 拷贝agent到宿主机
docker cp sw:/usr/local/skywalking-8.3.0/agent  /tmp
# 再从宿主机拷贝到目标容器
docker cp /tmp/agent/ javaApp:/root/javaApp/agent

配置Agent

vim /root/javaApp/agent/config/agent.config
  • backend_service设置成OAP的ip和端口
  • sample_n_per_3_secs表示每3秒采样一样，配置说明：在访问量较少时，链路全量收集不会对系统带来太大负担，能够完整的观测到系统的运行状况。但是在访问量较大时，全量的链路收集，对链路收集的客户端（agent探针）、服务端（SkyWalking OAP）、存储器（例如说 Elastcsearch）都会带来较大的性能开销，甚至会影响应用的正常运行。在访问量级较大的情况下，往往会选择抽样采样，只收集部分链路信息。SkyWalking Agent 在 agent/config/agent.config 配置文件中，定义了 agent.sample_n_per_3_secs 配置项，设置每 3 秒可收集的链路数据的数量。
collector.backend_service=${SW_AGENT_COLLECTOR_BACKEND_SERVICES:172.18.0.30:11800}
agent.sample_n_per_3_secs=${SW_AGENT_SAMPLE:1}

运行jar包，指定-javaagent与skywalking.agent.service_name，后者就是SkyWalking UI上显示的名字

nohup java -javaagent:/root/javaApp/agent/skywalking-agent.jar -Dskywalking.agent.service_name=admin  -jar admin-2.0.1.RELEASE.jar > admin.log 2>&1 &

效果查看

  • 仪表盘


  • 拓扑图


  • 链路追踪


安装ES

h2被设计为一种内存存储系统，其主要目标是提供快速验证和响应的能力。然而，h2的性能还不足以支撑线上系统的正常运行，因此在线上环境中需要选择更可靠的存储解决方案。

从专业角度而言，ES（Elasticsearch）是一种非常理想的选择。首先，ES以其卓越的搜索速度而闻名，非常适合满足后台查询的需求。其次，ES是一种分布式存储系统，能够有效解决大数据量的问题。

参考： 安装并运行 Elasticsearch

首先进入容器

docker exec -it es1 bash

常用工具安装

yum install -y wget

在Download Elasticsearch选择合适的平台下载好包，我下载的是elasticsearch-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz

# 下载
cd ~ && wget https://artifacts.elastic.co/downloads/elasticsearch/elasticsearch-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz

# 解压
tar -zxvf elasticsearch-7.10.1-linux-x86_64.tar.gz

# 拷贝
cp -r elasticsearch-7.10.1 /usr/local/

# 运行
/usr/local/elasticsearch-7.10.1/bin/elasticsearch

运行后此时你会得到一个报错：java.lang.RuntimeException: can not run elasticsearch as root

原因很明显，不能用root运行，那么新建用户再运行

# 新建用户
adduser elasticsearch

# 赋权
chown -R elasticsearch /usr/local/elasticsearch-7.10.1

# 切换用户再执行
su elasticsearch
/usr/local/elasticsearch-7.10.1/bin/elasticsearch

# 后台执行
/usr/local/elasticsearch-7.10.1/bin/elasticsearch -d

测试，如果curl 127.0.0.1:9200有类似以下回显说明成功

{
  "name" : "74e37036a2ee",
  "cluster_name" : "elasticsearch",
  "cluster_uuid" : "L8xK0ZqZSUKn3dZ05NJfcg",
  "version" : {
    "number" : "7.10.1",
    "build_flavor" : "default",
    "build_type" : "tar",
    "build_hash" : "1c34507e66d7db1211f66f3513706fdf548736aa",
    "build_date" : "2020-12-05T01:00:33.671820Z",
    "build_snapshot" : false,
    "lucene_version" : "8.7.0",
    "minimum_wire_compatibility_version" : "6.8.0",
    "minimum_index_compatibility_version" : "6.0.0-beta1"
  },
  "tagline" : "You Know, for Search"
}

修改配置文件及问题排查

此时发现只能用127.0.0.1访问，不能用 curl 172.18.0.32:9200访问，因为没设置network.host，下面设置一下，顺便加上允许跨域的设置http.cors.enabled、http.cors.allow-origin，sed -i '$a内容' file 是在文件末尾追加

sed -i '$ahttp.cors.enabled: true' /usr/local/elasticsearch-7.10.1/config/elasticsearch.yml
sed -i '$ahttp.cors.allow-origin: "*"' /usr/local/elasticsearch-7.10.1/config/elasticsearch.yml
sed -i '$anetwork.host: 172.18.0.32' /usr/local/elasticsearch-7.10.1/config/elasticsearch.yml

此时启动es，发现启动失败，报错如下：

[2021-01-13T13:46:30,780][INFO ][o.e.t.TransportService   ] [a622d8352de5] publish_address {172.18.0.12:9300}, bound_addresses {172.18.0.12:9300}
[2021-01-13T13:46:31,039][INFO ][o.e.b.BootstrapChecks    ] [a622d8352de5] bound or publishing to a non-loopback address, enforcing bootstrap checks
[2021-01-13T13:46:31,066][ERROR][o.e.b.Bootstrap          ] [a622d8352de5] node validation exception
[2] bootstrap checks failed
[1]: max virtual memory areas vm.max_map_count [65530] is too low, increase to at least [262144]
[2]: the default discovery settings are unsuitable for production use; at least one of [discovery.seed_hosts, discovery.seed_providers, cluster.initial_master_nodes] must be configured
[2021-01-13T13:46:31,069][INFO ][o.e.n.Node               ] [a622d8352de5] stopping ...
[2021-01-13T13:46:31,094][INFO ][o.e.n.Node               ] [a622d8352de5] stopped
[2021-01-13T13:46:31,095][INFO ][o.e.n.Node               ] [a622d8352de5] closing ...
[2021-01-13T13:46:31,116][INFO ][o.e.n.Node               ] [a622d8352de5] closed
[2021-01-13T13:46:31,119][INFO ][o.e.x.m.p.NativeController] [a622d8352de5] Native controller process has stopped - no new native processes can be started

考虑以下句子：当绑定地址不是本地回环地址时，执行引导程序检查。绑定非127.0.0.1地址时，Elasticsearch（ES）认为该部署用于生产环境，并强制执行适用于生产环境的启动检查。如果检查发现不符合条件，则阻止服务器启动。要修复此错误，需要进行以下修改：

[1]: max virtual memory areas vm.max_map_count [65530] is too low, increase to at least [262144]
[2]: the default discovery settings are unsuitable for production use; at least one of [discovery.seed_hosts, discovery.seed_providers, cluster.initial_master_nodes] must be configured
  • [1]
# 切换到root用户执行
sed -i '$avm.max_map_count=262144' /etc/sysctl.conf
sysctl -p
  • [2]
# 追加这句配置
sed -i '$adiscovery.seed_hosts: ["172.18.0.32"]' /usr/local/elasticsearch-7.10.1/config/elasticsearch.yml
  • [3]
# 配置集群名称，后面OAP要用
sed -i '$acluster.name: my-application' /usr/local/elasticsearch-7.10.1/config/elasticsearch.yml

此时再次启动就不会报错了，如果还是报错，请根据es的报错提示进行更改

试一下用本机IP能访问不：curl 172.18.0.32:9200

配置SkyWalking OAP接入ES

vim /usr/local/skywalking-8.3.0/config/application.yml

作为一名IT工程师，我们的主要任务是配置存储系统，选择器可根据需求进行选择，只有在进行了选择之后，才会生效。在配置过程中，我们特别关注的是nameSpace和clusterNodes这两个选项。

  • nameSpace就是ES中配置的cluster.name，一定要一致
  • clusterNodes即为ES集群的IP端口
storage:
  selector: ${SW_STORAGE:elasticsearch7}
  elasticsearch7:
    nameSpace: ${SW_NAMESPACE:"my-application"}
    clusterNodes: ${SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES:172.18.0.32:9200}
    indexShardsNumber: ${SW_STORAGE_ES_INDEX_SHARDS_NUMBER:1} # Shard number of new indexes
    indexReplicasNumber: ${SW_STORAGE_ES_INDEX_REPLICAS_NUMBER:1} # Replicas number of new indexes

启动OAP

# 启动OAP
/usr/local/skywalking-8.3.0/bin/oapService.sh

# 查看日志
tail -f /usr/local/skywalking-8.3.0/logs/skywalking-oap-server.log


SkyWalking OAP接入ES 问题排查

启动后发现SkyWalking OAP报错如下：

2021-01-23 08:12:58,935 - org.apache.skywalking.oap.server.starter.OAPServerBootstrap - 57 [main] ERROR [] - method [HEAD], host [http://172.18.0.32:9200], URI [/_template/my-application_alarm_record?master_timeout=30s], status line [HTTP/1.1 503 Service Unavailable]
org.elasticsearch.ElasticsearchStatusException: method [HEAD], host [http://172.18.0.32:9200], URI [/_template/my-application_alarm_record?master_timeout=30s], status line [HTTP/1.1 503 Service Unavailable]
        at org.elasticsearch.client.RestHighLevelClient.parseResponseException(RestHighLevelClient.java:1767) ~[elasticsearch-rest-high-level-client-7.5.0.jar:7.5.0]

去看了下ES后台，也报错了

org.elasticsearch.discovery.MasterNotDiscoveredException: null
        at org.elasticsearch.action.support.master.TransportMasterNodeAction$AsyncSingleAction$2.onTimeout(TransportMasterNodeAction.java:230) [elasticsearch-7.10.1.jar:7.10.1]
        at org.elasticsearch.cluster.ClusterStateObserver$ContextPreservingListener.onTimeout(ClusterStateObserver.java:335) [elasticsearch-7.10.1.jar:7.10.1]

而且ES一直在提醒如下内容

[2021-01-23T08:25:07,993][WARN ][o.e.c.c.ClusterFormationFailureHelper] [3546a7854be2] master not discovered yet, this node has not previously joined a bootstrapped (v7+) cluster, and this node must discover master-eligible nodes [master] to bootstrap a cluster: have discovered

这是ES主节点配置有问题，现在我们就一台ES，所以配置这台为主节点，加入如下配置

vi  /usr/local/elasticsearch-7.10.1/config/elasticsearch.yml

node.name: node-1
cluster.initial_master_nodes: ["node-1"]

再次依次重新启动ES和OAP就没有问题了

参考

参考链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/346605953

#微服务架构 #日志查找 #开源APM工具 #ES存储 #Java环境
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关于纵目

江苏纵目信息科技有限公司是一家专注于运维监控软件产品研发与销售的高科技企业。覆盖全链路应用性能监控、IT基础设施监控、物联网数据采集数据观测等场景，基于Skywalking、Zabbix、ThingsBoard等开源体系构建了ArgusAPM、ArgusOMS、ZeusIoT等产品，致力于帮助各行业客户构建集聚可观测性的统一运维平台、物联网大数据平台。

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