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监控与 DevOps

相关源文件

本页全面概述了监控方法、CI/CD 实践和 DevOps 方法论,它们对于维护健壮的后端系统至关重要。内容侧重于实际实施策略、常用工具以及确保系统可靠性、性能和运营效率的最佳实践。

有关部署自动化和容器化的详细信息,请参阅容器技术基础设施与运维

监控系统

监控是可靠系统运行的基础。它涵盖了跟踪系统健康状况、性能指标和检测异常。

常规监控方法

常规监控侧重于系统级指标,这些指标能够反映基础设施和应用程序的整体健康状况。

常规监控应遵循“全面、快速、准确”的原则

  • 全面:覆盖所有关键组件和服务
  • 快速:迅速发现问题
  • 准确:提供问题性质的精确信息

关键监控指标

类别评估指标描述
核心请求量服务请求总数
核心成功率成功请求的百分比
核心延迟处理请求所需时间
基础设施CPU 使用率CPU利用率百分比
基础设施内存使用内存消耗模式
基础设施磁盘 I/O读/写操作及吞吐量
基础设施网络流量入站/出站网络流量
应用程序错误率应用程序错误率
应用程序垃圾回收JVM垃圾回收频率和持续时间
应用程序线程数活动线程数

常用监控工具

  • 开源:

    • Zabbix - 企业级监控解决方案
    • Nagios - 基础设施监控和告警
    • Prometheus - 指标采集和告警
    • Grafana - 指标可视化
    • Open-falcon - 分布式高性能监控系统
  • 商业类:

    • Datadog - SaaS监控平台
    • New Relic - 应用程序性能监控
    • Dynatrace - AI驱动的监控
    • AppDynamics - 应用程序和业务监控

命令行监控工具

用于即时诊断,命令行工具提供关键洞察

工具目的常见用途
top进程活动监控器查看实时系统资源使用情况
sar系统活动报告历史性能数据分析
tsar淘宝系统活动报告器性能统计信息收集
nload网络流量监视器实时网络吞吐量
iostatI/O 统计信息磁盘I/O监控
vmstat系统利用率内存、CPU、I/O统计
netstat网络统计连接状态概览

来源:README.md845-857 README.md832-991

应用性能监控 (APM)

APM 解决方案提供对应用程序性能的深入洞察,侧重于事务追踪、代码级性能和最终用户体验。

分布式追踪

分布式追踪对于在微服务架构中跟踪跨多个服务的请求至关重要。它基于谷歌的 Dapper 设计,提供了一种可视化请求流并识别瓶颈的方法。

主流APM解决方案

工具组织架构主要功能
SkyWalkingApache服务、中间件、数据库监控;自动发现
CAT大众点评/美团实时应用监控;高性能
JaegerCNCF分布式追踪;兼容 OpenTracing
PinpointNaver代码级可见性;低开销
ZipkinTwitter/OpenZipkin分布式追踪;轻量级

来源:README.md860-872

统计分析和指标收集

统计分析涉及收集和分析数据,以了解使用模式、跟踪业务指标并识别潜在问题。

埋点

埋点是在代码中策略性放置的钩子,用于收集数据进行分析。它们对于跟踪用户行为和业务指标至关重要。

通常通过埋点跟踪的关键指标

  • 访问量和访客数
  • 页面/功能停留时间
  • 跳出率
  • 退出率
  • 转化率
  • 参与度

指标收集方法

  1. 第三方分析工具:

    • 友盟
    • 百度移动
    • Talking Data
    • App Annie
    • Google Analytics
  2. 自定义解决方案:

    • 基于事件的追踪
    • 会话追踪
    • 漏斗分析
  3. 无埋点:

    • 通过可视化配置工具进行无侵入式数据收集
    • 自动解析配置以进行埋点上报

来源:README.md880-888

持续集成与持续部署 (CI/CD)

CI/CD 实践为自动化软件交付过程、确保质量并实现频繁发布提供了框架。

Jenkins

Jenkins 是最受欢迎的开源 CI/CD 工具之一,提供广泛的插件支持和灵活性。

Jenkins 主要功能

  • 持续构建和测试软件项目
  • 监控外部任务
  • 与各种测试和部署技术集成
  • 在多台机器上分布式构建

环境分离

环境分离是 CI/CD 中的一项关键实践,旨在确保整个开发生命周期中的代码质量和稳定性。

环境目的特性
开发活跃开发环境频繁变更,稳定性要求最低
测试/质量保证质量保证受控环境,用于测试新功能
预发布预生产验证生产环境镜像,最终验证
生产为用户提供服务的实时系统稳定、优化、严格控制

环境分离的最佳实践

  • 跨环境一致的配置管理
  • 基于提升的部署流程
  • 环境特定配置与代码分开存储
  • 自动化环境供应

来源:README.md891-904

自动化运维

自动化运维旨在通过代码消除手动任务,使基础设施管理更加可靠和高效。

配置管理工具

Ansible

Ansible 是一种无需代理的自动化工具,它使用基于 YAML 的 Playbook 来定义自动化任务。

主要功能

  • 简洁的 YAML 语法
  • 无代理架构
  • 基于 SSH 的通信
  • 丰富的模块库
  • 幂等操作

Puppet

Puppet 是一种配置管理工具,它使用声明式语言来定义系统配置。

主要功能

  • 声明式语言
  • 主-代理架构
  • 跨平台支持
  • 资源抽象
  • 报告功能

Chef

Chef 是一种配置管理工具,它使用基于 Ruby 的 Recipes 来自动化基础设施。

主要功能

  • 基于 Ruby 的 DSL
  • 服务器-客户端架构
  • 与云平台集成
  • 测试驱动的基础设施
  • 丰富的 Cookbook 库

来源:README.md908-916

运维中的测试

测试是运维的关键组成部分,它确保变更的可靠性,并且不会引入回归问题。

测试驱动开发 (TDD)

TDD 是一种开发方法,它在编写代码之前先编写测试,每次只关注一个方面。

TDD 的优势

  • 通过专注开发降低认知负荷
  • 适应不断变化的需求
  • 早期需求明确
  • 快速反馈循环

运维中的测试类型

压力测试

压力测试(负载测试)评估系统在高负载下的性能。

工具

  • Apache ab - HTTP 服务器基准测试
  • JMeter - 基于 Java 的负载测试
  • nGrinder - 企业级负载测试平台
  • Gatling - 基于 Scala 的负载测试
  • Locust - 基于 Python 的负载测试

全链路压力测试模拟真实流量在所有系统组件上的运行,以识别瓶颈。

优点

  • 识别跨组件问题
  • 测试整个服务链
  • 揭示隐藏的依赖关系
  • 验证系统容量

A/B测试、金丝雀发布和蓝绿部署

技术描述用例
A/B 测试 (A/B Testing)在不同的用户群上测试两个变体功能验证
金丝雀版本在完全部署前向小部分用户发布风险规避
蓝绿部署维护两个相同的环境并切换流量零停机部署

来源:README.md918-955

虚拟化与容器化

虚拟化和容器化技术为应用程序提供资源隔离和可移植性。

虚拟化类型

技术类型特性
KVMI 型虚拟机管理器基于内核,内置于 Linux
XenI 型虚拟机管理器带半虚拟化的裸金属虚拟机管理器
VMware ESXiI 型虚拟机管理器企业级,全面管理
OpenVZ操作系统级虚拟化基于容器,高效资源利用

Docker 和容器技术

Docker 提供了一种标准化方式来打包应用程序及其依赖项以进行部署。

主要功能

  • 轻量级资源隔离
  • 快速启动时间
  • 可移植环境
  • 可复现构建
  • 声明式配置

来源:README.md957-975

云技术与运维开发

云技术为现代 DevOps 实践奠定了基础,实现了可扩展性、灵活性和自动化。

DevOps 原则

DevOps 是一项文化和技术运动,旨在弥合开发与运维之间的鸿沟。

核心 DevOps 原则

  • 协作文化
  • 流程自动化
  • 性能度量
  • 知识和工具共享

实施 DevOps

实施 DevOps 的关键考量

  1. 文化转型
  2. 流程自动化
  3. 持续集成与交付
  4. 基础设施即代码
  5. 监控与反馈循环
  6. 安全集成 (DevSecOps)

来源:README.md978-985

文档管理

在 DevOps 环境中,有效的文档对于知识共享和新员工培训至关重要。

常用文档工具

  • Confluence - 协作文档平台
  • GitLab/GitHub Wikis - 版本控制文档
  • MediaWiki - 开源 Wiki 平台
  • Docusaurus - 文档网站生成器

最佳实践

  • 保持文档与代码紧密关联
  • 尽可能自动化文档生成
  • 定期审查和更新文档
  • 使用一致的结构和格式

来源:README.md987-991

监控与运维开发实施策略

为了成功实施监控和 DevOps 实践,组织应遵循分阶段的方法

关键成功因素

  1. 高层支持和文化契合
  2. 明确的指标和目标
  3. 适合组织需求的工具
  4. 增量实施方法
  5. 持续学习和改进
  6. 具有共同责任的跨职能团队

来源:README.md101-126 README.md832-991