サービスメッシュ環境における OpenTelemetry 活用 / OpenTelemetry in Service Mesh

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1. #otel_casual 柏原 由紀 逆井(さかさい) @ k6s4i53rx ◆ OpenTelemetry Casual Talk ◆ サービスメッシュ環境における OpenTelemetry 活用
2. お前だれ（逆井） ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ intro_po.yaml 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Kind: バックエンドエンジニア と SRE Hobby: - スノーボード：バックカントリー、気になっています - ゴルフ：絶望的なカットスイング軌道を、 　　　　　 強烈なストロンググリップで相殺するスタイル - 最近、Otel への eBPF 活用につよく興味があります Community: - OpenTelemetry Meetup スタッフ 逆 井 啓 佑 さかさい 逆井(さかさい) @ k6s4i53rx
3. お前だれ（柏原） ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ 柏原 由紀 • NTTデータグループ • 技術革新統括本部　クラウド技術部 • これまでの技術領域 ▪ クラウド(AWS/Azure) ▪ PaaS(K8S/istio、PCF) ▪ MSA(Go/Nodejs/React) ▪ アジャイル（Scrum、SAFe) 現在の案件 ▪ 社内向けのシステム開発を複数チームで実施
4. 本日 30 分くらいでお話しすること ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ 10分 20分 ▶▷▶ 第一部：理論編 サービスメッシュ環境で OTel を活用した分散トレース手法について紹介 • 分散トレースの基礎知識（コンテキスト伝播など） • サービスメッシュ環境における Envoy を用いた分散トレース ▶▷▶ 第二部：事例編 実際のサービスメッシュ案件での OpenTelemetry を使った分散トレースや、 オブザーバビリティ周辺のシステム構成について紹介 • オブザーバビリティ周りの課題 • 各種ツールを用いてどのように解決をしたか(しようとしているか)
5. 第一部：サービスメッシュ環境で OTel を活用した分散トレース手法
6. 第一部：サービスメッシュについて ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ プロキシ プロキシ サービス サービス Control Plane 通信 通信 通信 管理 図：サービスメッシュの概要 マイクロサービスに 共通的な機能を透過的に具備 することができる。 サービスメッシュは、 • サービス間通信にプロキシ配置 • プロキシ群をコントロール プレーンが管理する ネットワークモデル
7. 第一部：サービスメッシュについて ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ マイクロサービスに 共通的な機能を透過的に具備 することができる。 通信暗号化 サービス間認証認可 オブザーバビリティ！ etc... プロキシ プロキシ サービス サービス Control Plane 通信 通信 通信 管理 サービスメッシュは、 • サービス間通信にプロキシ配置 • プロキシ群をコントロール プレーンが管理する ネットワークモデル 図：サービスメッシュの概要
8. 第一部：サービスメッシュについて ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ The Istio service mesh： https://istio.io/latest/about/service-mesh/ サービスメッシュの実装として、 • Istio, Linkerd, ... (OSS) • Anthos Service Mesh (GKE) App Mesh (EKS) … ▶▷ Istio • プロキシに Envoy を使用 • Envoy の設定を抽象化してくれる ◦ Istio CR として設定できる • Envoy が実現するたくさんの 機能の一つに「分散トレース」 がある 参考：【Istio⛵】Istioによって抽象化されるEnvoyのHTTPSリクエスト処理の仕組み 　　　 https://hiroki-hasegawa.hatenablog.jp/entry/2024/01/16/013404
9. 分散トレースの主な構成要素 第一部：分散トレースとか、コンテキスト伝播とか ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ A B E C D A B C D E 参考：https://www.jaegertracing.io/docs/1.45/architecture/ • トレース・・・・・・・・リクエストの 一連の流れ を示す • スパン・・・・・・・・・トレースの構成要素で、特定の処理 を示す • トレースコンテキスト・・分散トレースする上で必要な情報 ｺﾝﾃｷｽﾄ ｺﾝﾃｷｽﾄ ｺﾝﾃｷｽﾄ トレース ｺﾝﾃｷｽﾄ スパン
10. 第一部：分散トレースとか、コンテキスト伝播とか ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ 参考：https://docs.lightstep.com/docs/understand-distributed-tracing トレースコンテキストにより Waterfall Graph の描画に必要な情報が伝播していく。 Trace ID：ABC Span ID：123 Parent SpanID：null Trace ID：ABC Span ID：456 Parent SpanID：123 Trace ID：ABC Span ID：789 Parent SpanID：123 Trace ID：ABC Span ID：890 Parent SpanID：789 トレース Trace ID：ABC トレース ID は固有 親 Span が同じ トレースコンテキストの伝播 トレースコンテキスト ( Context Propagation )
11. サービス間のトレースコンテキスト伝播 第一部：分散トレースとか、コンテキスト伝播とか ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ サービス間では HTTP ヘッダを使って、トレースコンテキストを伝播させます。 incoming request outgoing request Extract Inject <Header> Trace ID Span ID 等 <Header> Trace ID Span ID 等 トレースコンテキストを伝播するフォーマット • W3C Trace Context • B3 multi-header • Datadog • e.t.c...
12. W3C Trace Context 形式で伝播する場合、 {traceparent: <version>-<trace-id>-<span-id>-01} 　　　　　(例)：00-0af7651916cd43dd8448eb211c80319c-b7ad6b7169203331-01 第一部：分散トレースとか、コンテキスト伝播とか ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ サービス間では HTTP ヘッダを使って、トレースコンテキストを伝播させます。 トレースコンテキストを伝播するフォーマット • W3C Trace Context • B3 multi-header • Datadog • e.t.c... 参考：https://www.w3.org/TR/trace-context/ incoming request outgoing request Extract Inject <Header> Trace ID Span ID 等 <Header> Trace ID Span ID 等 サービス間のトレースコンテキスト伝播
13. 第一部：サービスメッシュと OpenTelemetry？ ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ • Envoy の機能の一つの「分散トレース」がある ◦ リクエストの ingress / egress でスパンの生成 / コンテキスト伝播 • OpenTelemetry とのインテグレーションがある！ ◦ W3C Trace Context でヘッダを伝播 ( B3 や Datadog 形式の設定も可能 ) ◦ Envoy の生成したスパンを OTLP 形式でトレースバックエンドに送信 Envoy App Envoy App Envoy App Trace Backend Service 例えば Jaeger… https://istio.io/latest/docs/tasks/observability/telemetry/
14. 第一部：サービスメッシュと OpenTelemetry？ ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ Envoy App Envoy App Envoy App Egress Span Ingress Span Egress Span Ingress Span Trace Backend Service OTLP スパン 例えば Jaeger… • Envoy の機能の一つの「分散トレース」がある ◦ リクエストの ingress / egress でスパンの生成 / コンテキスト伝播 • OpenTelemetry とのインテグレーションがある！ ◦ W3C Trace Context でヘッダを伝播 ( B3 や Datadog 形式の設定も可能 ) ◦ Envoy の生成したスパンを OTLP 形式でトレースバックエンドに送信
15. 第一部：サービスメッシュと OpenTelemetry？ ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ Envoy App Envoy App Envoy App Egress Span Ingress Span Egress Span Ingress Span Trace Backend Service OTLP トレース コンテキスト スパン 例えば Jaeger… • Envoy の機能の一つの「分散トレース」がある ◦ リクエストの ingress / egress でスパンの生成 / コンテキスト伝播 • OpenTelemetry とのインテグレーションがある！ ◦ W3C Trace Context でヘッダを伝播 ( B3 や Datadog 形式の設定も可能 ) ◦ Envoy の生成したスパンを OTLP 形式でトレースバックエンドに送信
16. 第一部：サービスメッシュと OpenTelemetry？ ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ Envoy App Envoy App Envoy App Egress Span Ingress Span Egress Span Ingress Span Trace Backend Service OTLP トレース コンテキスト スパン アプリでの コンテキストの 伝播は必要 例えば Jaeger… • Envoy の機能の一つの「分散トレース」がある ◦ リクエストの ingress / egress でスパンの生成 / コンテキスト伝播 • OpenTelemetry とのインテグレーションがある！ ◦ W3C Trace Context でヘッダを伝播 ( B3 や Datadog 形式の設定も可能 ) ◦ Envoy の生成したスパンを OTLP 形式でトレースバックエンドに送信
17. 第一部：サービスメッシュと OpenTelemetry？ ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ Envoy App Envoy App Envoy App Egress Span Ingress Span Egress Span Ingress Span Trace Backend Service OTLP アプリケーション側で、スパンの生成やエクスポーターを行わず、 アプリケーションへのコード変更のコスト低く、 サービスメッシュ環境で透過的に分散トレースの仕組みをマイクロサービスに実装 ※ アプリケーションでコンテキスト伝播は必要であることに注意 (OTel の Propagate API, 自前実装) トレース コンテキスト スパン 例えば Jaeger…
18. ー ここまでのまとめ ー • Envoy に分散トレースの一部をオフロードして、アプリ側の計装コスト減 ◦ サービスメッシュ環境で透過的に分散トレース ◦ サービス単位でのボトルネックを探る上では Good • とはいえ、可能ならばアプリ側の計装も行う方が良い ◦ テレメトリーの関連付け (correlate) や、ディメンションを高める観点 においても重要 ◦ 特殊事情でアプリ変更をフッ軽にできない場合はサービスメッシュで「荒く、横断的に」でも有効 • アプリ計装 + Envoy のトレースの場合、Envoy 起因の性能問題にも有効 ◦ アプリを OTel で計装して、Envoy のトレースと結合してきめ細かいトレース取得が可能 ◦ トレースデータの増加や Waterfall Graph の複雑化はある 第一部：ここまでのまとめ ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆
19. アプリの計装と Envoy の分散トレースを結合 • Envoy における性能影響を調査することができる • トレースデータの増加や、それに伴う Waterfall Graph の視認性は複雑になるかも アプリを計装して分散トレース • アプリの性能解析をより詳細に（関数や処理の粒 度で）見ることができ得る • Envoy との通信は隠れてしまう 第一部：サービスメッシュ環境における OpenTelemetry ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ Envoy の分散トレースを有効化 • アプリ側の計装コストを下げて、 サービス単位での分散トレースを行うことができる • スパンはサービス単位(Envoy 間)になる Envoy App Envoy App Envoy App Envoy App Envoy App Envoy App トレース コンテキスト スパン
20. ◆ 補足：サービスメッシュ（Envoy）のトレースについて • サービスメッシュ自体の遅延や問題を分散トレースできるので、トラブルシューティングに役立つ • 一方で、以下のような課題もある ◦ サービスメッシュのスパンによりデータ量が増加 ◦ アプリケーションで生成するスパンほど、情報量を付与することができない Yuri Shkuro 氏 による、サービスメッシュにおける分散トレースに関連する記事があります。 サービスメッシュを分散トレースに含めるメリデメの議論がありわかりやすいので紹介します。 Myth: service mesh can do distributed tracing of your application https://medium.com/@YuriShkuro/myth-service-mesh-can-do-distributed-tracing-of-your-application-7a5cb5e3b617 第一部：サービスメッシュ環境における OpenTelemetry ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆
21. 第一部：まとめ ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆ サービスメッシュ環境における分散トレースの技術紹介をしました。 柏原さんにバトンタッチして実際の案件での OpenTelemetry 活用話にうつります。
22. 第二部：事例紹介 2024.3.25 NTTデータグループ 柏原 由紀、岡本 隆史
23. 第二部は別 URL での掲載になります。 Speaker Deck の概要欄に第二部のスライドリンクを掲載します。
24. 記載されている会社名、商品名、 またはサービス名は、各社の商標登録または商標です。 ◆ 2024/03/25 OpenTelemetry Casual Talk ◆