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美林?jǐn)?shù)據(jù)
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美林?jǐn)?shù)據(jù)技術(shù)股份有限公司（簡稱：美林?jǐn)?shù)據(jù)，NEEQ：831546）是國內(nèi)知名的數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)分析服務(wù)提供商。

美林?jǐn)?shù)據(jù)技術(shù)專家團(tuán)隊(duì) | 大數(shù)據(jù)分析工具構(gòu)建智能監(jiān)測與異常預(yù)警

2022-08-26 17:50:49 次
微服務(wù)架構(gòu)在給我們提供強(qiáng)大業(yè)務(wù)技術(shù)支持的同時(shí)，給系統(tǒng)運(yùn)維管理也增加了難度。傳統(tǒng)人工系統(tǒng)運(yùn)維，主要有以下兩個弊端：
⇒及時(shí)性比較差，大多都是遇到問題才去分析排查；
⇒微服務(wù)架構(gòu)下應(yīng)用服務(wù)之間關(guān)系錯綜復(fù)雜，導(dǎo)致問題排查很難精準(zhǔn)找到問題點(diǎn)，過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
往往等問題出現(xiàn)了再去排查處理，已經(jīng)對業(yè)務(wù)流程產(chǎn)生了影響，嚴(yán)重的可能會阻塞生產(chǎn)過程，造成不可估量的損失。因此如何對程序進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測、自動化分析潛在風(fēng)險(xiǎn)，快速通知相關(guān)運(yùn)維人員規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，就成了微服務(wù)架構(gòu)體系下一個亟需解決的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
本文詳細(xì)描述了程序監(jiān)測和異常預(yù)警的架構(gòu)體系設(shè)計(jì)，包括程序監(jiān)測分析方法及異常預(yù)警范圍。
微服務(wù)應(yīng)用程序部署完成后，保障系統(tǒng)能夠持續(xù)可靠、穩(wěn)定，需要考慮兩方面影響因素：
⇒環(huán)境穩(wěn)定性。如網(wǎng)絡(luò)連通性、操作系統(tǒng)配置、內(nèi)存占用情況、磁盤使用率等；
⇒服務(wù)健康狀態(tài)。如Nginx、Redis、Mysql、Nacos、網(wǎng)關(guān)等服務(wù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測服務(wù)運(yùn)行狀態(tài)，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析服務(wù)的健康狀態(tài)。
通過對環(huán)境和服務(wù)兩方面監(jiān)測分析，可以明確已經(jīng)發(fā)生的異常和潛在的風(fēng)險(xiǎn)，例如環(huán)境配置改變、服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、服務(wù)異常下線、服務(wù)負(fù)載過高等，將這些異常信息通過多種渠道及時(shí)通知運(yùn)維人員，并提供處理建議和方法指引，快速處理異常，保證系統(tǒng)服務(wù)正常運(yùn)行。
因此，程序監(jiān)測和異常預(yù)警就是來保障系統(tǒng)服務(wù)持續(xù)可用的兩大舉措，一方面需要對故障和異常及時(shí)發(fā)現(xiàn)，另一方面及時(shí)通知并提供處理措施和方法，及時(shí)處理故障和異常。本文將從架構(gòu)設(shè)計(jì)及建設(shè)內(nèi)容兩個角度出發(fā)來闡述所建設(shè)的智能監(jiān)測體系。
系統(tǒng)智能監(jiān)測與異常預(yù)警，主要從三個方面入手，分別是：運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測、服務(wù)狀態(tài)監(jiān)測、服務(wù)性能監(jiān)測，如圖所示：

故障診斷和異常預(yù)警導(dǎo)圖
△故障診斷和異常預(yù)警導(dǎo)圖

智能監(jiān)測

? 運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測
程序運(yùn)行環(huán)境的狀況關(guān)系到微服務(wù)架構(gòu)中的每個服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)和可用性。運(yùn)行環(huán)境監(jiān)測主要從三個方面入手：
1）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：如服務(wù)器連通性，檢查是否有服務(wù)器節(jié)點(diǎn)是宕機(jī)狀態(tài)或者網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有變化導(dǎo)致主機(jī)連通性異常，網(wǎng)絡(luò)連通性異常會導(dǎo)致服務(wù)不能注冊到Nacos中或者服務(wù)訪問不到；
2）系統(tǒng)配置： 操作系統(tǒng)配置往往會影響智能運(yùn)維平臺自身功能的使用，如用戶名密碼被改變了，h2數(shù)據(jù)庫中的密碼沒有同步修改，會導(dǎo)致遠(yuǎn)程文件拷貝操作出錯；expect等組件缺失會導(dǎo)致shell腳本調(diào)用業(yè)務(wù)失??；ssh連接數(shù)、文件句柄數(shù)、目錄用戶權(quán)限都會影響文件拷貝的成功與否；
3）硬件資源監(jiān)控：硬件資源會直接影響服務(wù)的執(zhí)行效率或者直接導(dǎo)致服務(wù)不可用，一般從cup、內(nèi)存、磁盤等方面進(jìn)行監(jiān)控。由于cpu、內(nèi)存、磁盤的使用情況會不斷動態(tài)變化，因此需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、統(tǒng)計(jì)、圖表展示，實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，可以分析出來哪臺機(jī)器的硬件資源比較緊張，如果硬件資源長期處于緊張狀態(tài)，建議及時(shí)處理。比如增減硬件資源配置，或者卸載部分服務(wù)，服務(wù)遷移等。

硬件環(huán)境診斷導(dǎo)圖

△硬件環(huán)境診斷導(dǎo)圖
? 中間件監(jiān)測
中間件服務(wù)在微服務(wù)架構(gòu)體系中起著至關(guān)重要的作用，是微服務(wù)產(chǎn)品服務(wù)能夠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，包括文件共享NFS、代理服務(wù)Nginx、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫Redis、關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Mysql和Oracle、注冊中心Nacos、文件傳輸服務(wù)sftp、分布式查詢引擎Presto、圖數(shù)據(jù)庫Neo4j、文檔數(shù)據(jù)庫MongoDB。架構(gòu)如圖中間件架構(gòu)圖所示：

 中間件導(dǎo)圖
△中間件導(dǎo)圖
? 應(yīng)用服務(wù)監(jiān)測
應(yīng)用服務(wù)指的是除中間件外的所有產(chǎn)品服務(wù)，應(yīng)用服務(wù)異常監(jiān)測和分析從三方面入手：服務(wù)狀態(tài)、服務(wù)接口及服務(wù)性能，具體內(nèi)容如下：
1）服務(wù)狀態(tài)方面的監(jiān)控分析：目標(biāo)是分析出來一些問題，比如主機(jī)的服務(wù)經(jīng)常掛掉，由此可以推斷出來這個主機(jī)性能比較差，不穩(wěn)定；再比如某些服務(wù)在某一天經(jīng)常掛掉，可能是那一天系統(tǒng)訪問量特別大，需要及時(shí)采取措施緩解系統(tǒng)訪問壓力。
2）接口訪問監(jiān)測：主要是捕獲執(zhí)行異常的接口數(shù)據(jù)，比如響應(yīng)非常慢的接口，調(diào)用出錯的接口，哪些接口調(diào)用次數(shù)比較多等?？赡苄枰鎯Υ罅拷涌谡埱髷?shù)據(jù)，通過圖表統(tǒng)計(jì)來可視化反應(yīng)接口響應(yīng)情況。
3）服務(wù)性能監(jiān)控：主要是對服務(wù)代碼運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的一個動態(tài)監(jiān)測。比如線程數(shù)監(jiān)控、JVM內(nèi)存使用情況分析、垃圾收集器工作情況等。同樣需要動態(tài)收集大量時(shí)間點(diǎn)JVM各指標(biāo)數(shù)據(jù)，以時(shí)間維度做數(shù)據(jù)可視化統(tǒng)計(jì)分析。并通過數(shù)據(jù)分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

應(yīng)用診斷導(dǎo)圖
△應(yīng)用診斷導(dǎo)圖

異常預(yù)警
智能監(jiān)測和異常分析的最終目標(biāo)是及時(shí)反饋用戶或運(yùn)維人員，并通過提供的解決措施及方法快速解除異常，讓系統(tǒng)在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常狀態(tài)。
? 運(yùn)行環(huán)境預(yù)警
運(yùn)行環(huán)境異常一般不能系統(tǒng)自動修復(fù)，需要運(yùn)維人員手動處理，比如服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境異常、磁盤爆滿等需要提示出來，運(yùn)維人員自行處理即可。有些異常需要說明處理措施，比如登錄密碼改變了，需要同步修改h2數(shù)據(jù)里面存的密碼密文。
? 中間件預(yù)警
中間件異常一般分這樣幾種情況：集群中某節(jié)點(diǎn)服務(wù)不可用，集群配置異常（如Mysql主、主同步異常、Redis哨兵異常、Nacos同步異常）。這些異常需要及時(shí)提示出來，運(yùn)維人員線下處理或者通過智能運(yùn)維平臺提供的功能進(jìn)行處理。
? 應(yīng)用預(yù)警
應(yīng)用異常故障分為三類：服務(wù)狀態(tài)、接口響應(yīng)情況、服務(wù)性能。
其中服務(wù)狀態(tài)，指的是應(yīng)用服務(wù)的啟停狀態(tài)，比如某個應(yīng)用服務(wù)掛了，提示出來即可，運(yùn)維人員可以通過智能運(yùn)維平臺的功能或者后臺啟動服務(wù)即可。但是更為重要的是需要通過長時(shí)間監(jiān)控分析出來哪個主機(jī)的哪些服務(wù)經(jīng)常掉線，哪些時(shí)間段經(jīng)常掉線等。
接口響應(yīng)預(yù)警，是通過大量接口響應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)，過濾出經(jīng)常響應(yīng)比較慢的接口，這些接口應(yīng)該及時(shí)反饋給開發(fā)人員進(jìn)行接口性能優(yōu)化。
服務(wù)性能狀態(tài)指的是服務(wù)所在的JVM實(shí)例中資源使用情況，比如老年代內(nèi)存快滿了，需要提示出來，及時(shí)調(diào)整JVM資源配置參數(shù)或者重新啟動服務(wù)。

通過智能監(jiān)測和異常預(yù)警，提高系統(tǒng)運(yùn)維效率，減少系統(tǒng)故障率，可以讓用戶在體驗(yàn)微服務(wù)架構(gòu)的便利性的同時(shí)，讓系統(tǒng)運(yùn)維工作更加輕松，不斷提升用戶體驗(yàn)。
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