Steven
作者Steven课题专家组·2023-06-19 10:24
IT顾问·steven

监控和可观测性

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近期交流很多人都在讲可观测性,所以就问了个问题:监控和可观测性的异同是什么?这个问题也让不少人懵圈。监控和可观测性一样吗?似乎也不一样?区别是什么?往往又说不清楚。从词义上理解,监控是一种使用额外的手段和措施采集、展示和跟踪被监控对象的运行状态、指标、历史状况等方法;可观测性则是一种可观测对象从内向外主动暴露其运行状态、指标和数据等的方法。可以说,监控和可观测性的实现思路和方式是不一样,影响也是不一样的。

监控和可观测性的思路和方法

区分监控和可观测性的最基本方式就是看其实现思路和方法。很多人也提出了很多区别,比如说监控是面向基础设施、面向运维、面向故障告警等的被动系统,而把可观测性当作是一个更大的 远远超越了传统监控所能覆盖的范围的、一种新的采集和分析数据、以及利用数据进行软件研发协同的能力的主动系统。这都没有触及核心,虽说对监控和可观测性区别有了一定的认识,但没有从本质上区分监控和可观测性。监控往往是通过外部强制的手段来获取对象的运行状态、指标数据等。一个对象(可能是系统、平台、基础设施、中间件工具等)具备可观测性,一定不需要从外通过工具来采集数据。一个对象的可观测能力,体现了这个对象对外暴露信息的程度。监控和可观测性一个是去采集回来,类似于 request-response 方法,一个主动发布,有需要都可以接收并用来展示、跟踪、分析、计算等,类似于 publish-subscribe 方法。所以监控和可观测性的实现思路和方式是有区别的,并不是简单的是新瓶旧酒。 从外部采集监控数据,往往是局部的、表面的,因为对一个监控对象来说,外部是很难对监控对象内部的结构有深入的认识,所以监控不能很好的解决体系化、复杂系统的运行状况跟踪、分析问题,遇到异常问题时也比较难进行定位和解决。所以随着分布式系统的发展要求,监控的思路有了变化。我曾在《基于系统融合的统一监控平台设计》也提出过由内向外发布系统的运行状态、运行指标、日志等的思路,可以说可观测性的提出是分布式复杂系统融合过程中的可见、可跟踪、敏捷定位分析等的要求。 对于展示、跟踪、分析、告警等系统来说,数据获取方式的不同,也会带来数据和影响的差别。用传统监控采集方式,类似于定向 Request-Response ,采集什么样的数据完全是采集方决定的(但也可能采集不到),可能存在重复采集、抢夺资源、影响监控对象运行的状况。而可观测方式,数据是被观测对象主动发布 publish ,由任何需要这些数据的接收端(也可能是监控终端)通过 subscribe 方式获取,收集而不是采集,不会影响到监控 / 观测对象的运行,不过获取的数据取决于可观测对象对外暴露的数据能力。所以观测对象的可观测性是需要对象自身来实现的,体现了该对象的可观测性程度。

可观测性面向整个体系

单一一个应用或系统的可观测能力可能是不够的,特别在复杂的分布式集成体系或融合系统中,依然需要分层、分段、分角色权限来实现数据的收集、关联、分析、计算、展示、下钻等能力。以前监控往往关注的是单体系统或者单一系统的状况,而可观测性通常需要实现自上到下、从左到右、从前到后整个体系全方位的可见性。依然需要以应用为中心实现从前端访问到底层资源的可见性、可关联性、可分析性和可下钻敏捷定位闭环。

我在 《系统融合之统一监控平台》中从系统融合的统一监控的视角来看待应用系统监控体系的建设,提出了纵向分层、横向分段、侧向管控的思想。如果将数据采集方法改为数据收集方法,就可以不用 agent 、探针、 Daemonset 等工具,简化系统的设计和实现。而数据的存储、分析、计算、展示等并没有区别,甚至告警的规则都不需要变。这也是往往说不清楚监控和可观测性区别的一个原因。 传统单体系统的监控通常是运维侧来实现,所以更多关注的是资源、运行状态、日志等,单体系统往往也难以打通和其他系统的联系,所以往往无法下钻分析,无法有效关联,往往难以形成闭环。而在当前数字化高度关联、复杂的集成系统或融合系统,则强调自上而下以应用为中心的体系化监控(或可观测能力)建设,从渠道前端到中间服务(包含可复用中台服务)、中间件、后端服务,以及运行这些服务的平台、后端数据库,这些支撑平台和数据库所在的软硬件基础设施等,作为一个整体来看待,从应用终端请求失败可能敏捷一步定位到资源扩容失败,或数据库响应超时等。而无需一步步协调相关团队或部门进行问题分析和定位。这也是企业数字化转型和数字化智能化运维的要求。 可观测性是数字化时代的应用系统之间互联互通实现敏捷跟踪、实时分析、响应告警等的要求,是数字化的一部分能力。数字化要求企业各系统之间需要形成联动,不再是一个个独立的单体,因此各业务系统、平台工具系统、资源系统等需要无缝融合,成为一个有机的融合整体,如同变形金刚,按需而变,按需而响应。传统监控 Request-Response 的方式不够敏捷,所以监控体系的建设思路需要变革。

可观测性可覆盖DevOps生命周期

很多人把研发效能指标等都纳入可观测性。我觉得都没问题。应用的可观测能力是需要在应用设计开发阶段考虑并实现。不过这跟研发效能指标是两回事。研发效能指标需要研发体系的支撑,应用的可观测性需要运维体系的支撑,这就覆盖率整个DevOps研发运维生命周期过程。 可观测性关注的是应用本身,当然支撑应用的整个体系都需要具备可观测性。这样应用出现异常时才能快速知道是应用本身的问题,还是支撑应用的基础设施的问题。很多鼓吹DevOps已死的人就在于把DevOps过程和DevOps支撑体系割裂开来看待。DevOps落地不顺利在于其支撑体系不完善,需要先建设基础的支撑平台(也就很多人鼓吹的平台工程),而可观测性就是这整个体系中指标、日志、链路等的可见、可分析、可跟踪、可响应等能力的集合。

可观测性能力需要实现分析、计算、跟踪、响应等能力,但它并不是一个数据分析平台,它最重要的是运行时可见,包括运行状态、运行指标、运行日志、执行链路、运行趋势、影响分析等。可观测性从业务运营视角关注的是业务运行的相关数据;从应用运维视角,关注的是系统运行数据;从研发视角,需要同时关注运营和运维数据,确保业务应用在业务上和技术上的实现都是正确的。而这些数据的评估和校验则需要研发、运维整体的支撑,包括DevOps生命周期过程和支撑DevOps的平台工程体系。 监控和可观测性都是一个动态的过程,都需要体验良好的图形界面的展示和交互。所以在终端展示上可观测性和传统监控并没有太大区别。通过角色权限控制,也可以区分或限制用户的可见范围(这是一个难点,特别在云上部署,跨多层系统调度调用,所以很多人也不提这点)。研发人员也可通过终端了解自己参与研发的系统的运行情况,这些数据也是研发效能的指标之一,协助研发人员完善应用功能、性能、可观测性能力等,养成良好的研发习惯,持续提升自己的研发能力。

监控和可观测能力并行

监控和可观测性的本质区别在于数据采集或收集的方式,也就是数据获取的方式和思想不同了。至于说监控和可观测性的边界和范围,其实并不绝对。也不是说监控就一定面对资源、面向告警的,监控同样可以面向应用,以应用为中心实现监控体系。 可观测能力的建设面临着庞大存量系统的压力。数据用采集或者收集还好处理些,存量系统的改造是个难题。很多新兴互联网公司具备后发新技术新理论优势,所以他们在建设可观测能力时相对更容易。也因此,对于很多老公司来说,适合采用新系统新方法,老系统老办法。对于新建系统,可在规划实施之前就考虑好可观测性能力,而对于需要集成的老系统,通常还是需要通过 agent 、探针等方法来采集相关数据。所以在相当长一段时间内,可能监控和可观测能力并行,但这并不方案企业级监控系统或可观测体系的构建,最终还是要实现企业内系统之间关系的实时动态可见、可关联、可分析、可响应等。 可观测性并不是非要重新构建一套可观测系统,或者取代监控系统,而是在系统建设过程中调整监控或可观测数据的获取方式,融合相关的应用、应用支撑平台、基础设施等实现运行时可见、可控、可分析、可响应、可评价等能力, 可以是从局部到整体建设的一个过程。

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