.NET6接入Skywalking链路追踪详细过程

目录

• 一、Skywalking介绍
• 二、Skywalking搭建
• 三、.NET6接入Skywalking
• 1、单个服务接入
• 2、多服务追踪
• 四、微服务网关接入Skywalking
• 五、配置Skywalking告警
• 六、Skywalking无入侵原理解密

.NET6接入Skywalking链路追踪完整流程

一、Skywalking介绍

Skywalking是一款分布式链路追踪组件，什么是链路追踪？

随着微服务架构的流行，服务按照不同的维度进行拆分，一次请求往往需要涉及到多个服务。互联网应用构建在不同的软件模块集上，这些软件模块，有可能是由不同的团队开发、可能使用不同的编程语言来实现、有可能布在了几千台服务器，横跨多个不同的数据中心。

然后微服务面临了这些问题：

• 某个核心服务挂了，导致大量报错，如何快速确定哪里出了问题？
• 用户请求响应延迟高，怎么确定是哪些服务导致的？
• 应用程序有性能瓶颈，怎样确定瓶颈在哪里？
• 如何准实时的了解应用部署环境（CPU、内存、进程、线程、网络、带宽）情况，以便快速扩容/缩容、流量控制、业务迁移
• 如何统计各个调用的性能指标，比如：吞吐量（TPS）、响应时间及错误记录等

分布式链路跟踪系统就是为了解决这些问题应运而生。

分布式链路追踪组件

• 阿里巴巴鹰眼(EagleEye)
• 美团CAT
• 京东Hydra
• Twitter Zipkin (Java经常用到) 【.NET Java】
• Apache SkyWalking (APM) 【go，python，.NET, Java】
• Pinpoint(APM)

.NET用的最多的两款是SkyWalking、Zipkin。这里介绍Skywalking使用。

Skywalking有哪些功能？

• 多种监控手段。可以通过语言探针和 service mesh 获得监控是数据。
• 多个语言自动探针。包括 Java，.NET Core 和 Node.JS。
• 轻量高效。无需大数据平台，和大量的服务器资源。
• 模块化。UI、存储、集群管理都有多种机制可选。
• 支持告警。
• 优秀的可视化解决方案。

**Skywalking整体架构 **

整个架构，分成上、下、左、右四部分：

• 探针基于不同的来源可能是不一样的, 但作用都是收集数据, 将数据格式化为 SkyWalking 适用的格式.
• 平台后端是一个支持集群模式运行的后台, 用于数据聚合, 数据分析以及驱动数据流从探针到用户界面的流程. 平台后端还提供了各种可插拔的能力, 如不同来源数据(如来自 Zipkin)格式化, 不同存储系统以及集群管理. 你甚至还可以使用观测分析语言来进行自定义聚合分析.
• 存储是开放式的. 你可以选择一个既有的存储系统, 如 ElasticSearch, H2 或 MySQL 集群(Sharding-Sphere 管理), 也可以选择自己实现一个存储系统. 当然, 我们非常欢迎你贡献新的存储系统实现.
• 用户界面对于 SkyWalking 的最终用户来说非常炫酷且强大. 同样它也是可定制以匹配你已存在的后端的

Tracing、Logging和Metrics

在微服务领域，很早以来就形成了Tracing、Logging和Metrics相辅相成，合力支撑多维度、多形态的监控体系，三类监控各有侧重：

Tracing：它在单次请求的范围内，处理信息。 任何的数据、元数据信息都被绑定到系统中的单个事务上。例如：一次调用远程服务的RPC执行过程；一次实际的SQL查询语句；一次HTTP请求的业务性ID；

Logging：日志，不知道大家有没有想过它的定义或者边界。Logging即是记录处理的离散事件，比如我们应用的调试信息或者错误信息等发送到ES；审计跟踪时间信息通过Kafka处理送到BigTable等数据仓储等等，大多数情况下记录的数据很分散，并且相互独立，也许是错误信息，也许仅仅只是记录当前的事件状态，或者是警告信息等等。

Metrics：当我们想知道我们服务的请求QPS是多少，或者当天的用户登录次数等等，这时我们可能需要将一部分事件进行聚合或计数，也就是我们说的Metrics。可聚合性即是Metrics的特征，它们是一段时间内某个度量（计数器或者直方图）的原子或者是元数据。例如接收的HTTP数量可以被建模为计数器，每次的HTTP请求即是我们的度量元数据，可以进行简单的加法聚合，当持续了一段时间我们又可以建模为直方图。

二、Skywalking搭建

这里用Docker搭建

数据存储用ES，搭建ES

docker run -d -p 9200:9200 -p 9300:9300 --name es -e "discovery.type=single-node" -e ES_JAVA_OPTS="-Xms128m -Xmx256m" elasticsearch:7.16.3

搭建skywalking-oap服务，这里用的是8.9.1版本，oap服务需要关联ES

docker run --name skywalking-oap \
--restart always \
-p 11800:11800 -p 12800:12800 -d \
-e TZ=Asia/Shanghai \
-e SW_ES_USER= \
-e SW_ES_PASSWORD= \
-e SW_STORAGE=elasticsearch \
-e SW_STORAGE_ES_CLUSTER_NODES=192.168.101.10:9200 \
-v /etc/localtime:/etc/localtime:ro \
apache/skywalking-oap-server:8.9.1

搭建skywalking-ui界面，需要关联oap服务

docker run -d \
--name skywalking-ui \
--restart always \
-p 8080:8080 \
--link skywalking-oap:skywalking-oap \
-e TZ=Asia/Shanghai \
-e SW_OAP_ADDRESS=http://skywalking-oap:12800 \
-v /etc/localtime:/etc/localtime:ro \
apache/skywalking-ui:8.9.1

搭建完成，打开ip:8080查看skywalking界面

三、.NET6接入Skywalking

1、单个服务接入

新建一个.NET6站点，安装Nuget包

SkyAPM.Agent.AspNetCore

Properties下launchSettings.json增加

"ASPNETCORE_HOSTINGSTARTUPASSEMBLIES": "SkyAPM.Agent.AspNetCore", //必须配置
"SKYWALKING__SERVICENAME": "Service1" // 必须配置，在skywalking做标识，服务名称

{
  "iisSettings": {
    "windowsAuthentication": false,
    "anonymousAuthentication": true,
    "iisExpress": {
      "applicationUrl": "http://localhost:6413",
      "sslPort": 44308
    }
  },
  "profiles": {
    "NET6AndSkyWalking": {
      "commandName": "Project",
      "dotnetRunMessages": true,
      "launchBrowser": true,
      "applicationUrl": "http://localhost:5025",
      "environmentVariables": {
        "ASPNETCORE_ENVIRONMENT": "Development",
        "ASPNETCORE_HOSTINGSTARTUPASSEMBLIES": "SkyAPM.Agent.AspNetCore", //必须配置
        "SKYWALKING__SERVICENAME": "Service1" // 必须配置，在skywalking做标识，服务名称 
      }
    },
    "IIS Express": {
      "commandName": "IISExpress",
      "launchBrowser": true,
      "environmentVariables": {
        "ASPNETCORE_ENVIRONMENT": "Development"
      }
    }
  }
}

如果不在launchSettings.json加，也可以在Program.cs加

Environment.SetEnvironmentVariable("ASPNETCORE_HOSTINGSTARTUPASSEMBLIES", "SkyAPM.Agent.AspNetCore");
Environment.SetEnvironmentVariable("SKYWALKING__SERVICENAME", "Service1");

生成skywalking.json文件

1、安装CLI(SkyAPM.DotNet.CLI)，cmd命令：

dotnet tool install -g SkyAPM.DotNet.CLI

2、自动生成skyapm.json文件，cmd命令：

1.dotnet skyapm config [service name] [server]:11800
2.eg: dotnet skyapm config service1 192.168.101.10:11800

执行了命令会生成skywalking.json文件，把skywalking.json放到项目根目录，设置较新复制到输出目录，然后修改ServiceName设置为项目名，和上面的SKYWALKING__SERVICENAME一致。

skyapm.json文件

{
  "SkyWalking": {
    "ServiceName": "service1",
    "Namespace": "",
    "HeaderVersions": [
      "sw8"
    ],
    "Sampling": {
      "SamplePer3Secs": -1,
      "Percentage": -1.0
    },
    "Logging": {
      "Level": "Information",
      "FilePath": "logs\\skyapm-{Date}.log"
    },
    "Transport": {
      "Interval": 3000,
      "ProtocolVersion": "v8",
      "QueueSize": 30000,
      "BatchSize": 3000,
      "gRPC": {
        "Servers": "192.168.101.10:11800",
        "Timeout": 10000,
        "ConnectTimeout": 10000,
        "ReportTimeout": 600000,
        "Authentication": ""
      }
    }
  }
}

SamplePer3Secs：每三秒采样的Trace数量 ，默认为负数，代表在保证不超过内存Buffer区的前提下，采集所有的Trace

Percentage：采样率，默认负数，采集全部，其它数值格式：0.5，0.8...

这时候运行项目已经有基本的链路追踪功能了！

试一下运行，项目，然后看链路追踪界面（注意一下时间搜索的时间范围向后选一些），这个可能会延迟几秒钟才显示出来。
仪表盘

追踪

自定义链路日志

自定义链路日志可以在重要的地方加上，这样就能知道程序跑到这个地方时的关键信息了。

  public class HomeController : Controller
    {
        private readonly IEntrySegmentContextAccessor _segContext;
        public HomeController(IEntrySegmentContextAccessor segContext)
        {
            _segContext = segContext;
        }

        public IActionResult Index()
        {
            return View();
        }
        
        /// <summary>
        /// 自定链路日志
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public string SkywalkingLog()
        {
            //获取全局traceId
            var traceId = _segContext.Context.TraceId;
            _segContext.Context.Span.AddLog(LogEvent.Message("自定义日志1"));
            Thread.Sleep(1000);
            _segContext.Context.Span.AddLog(LogEvent.Message("自定义日志2"));
            return traceId;
        }
    }

调用/Home/SkywalkingLog后Skywalking界面效果，看到了程序添加的日志

2、多服务追踪

链路追踪在多服务的时候才能体现它的精髓，一个链路能跟踪到请求涉及的所有服务。

这里新增一个.NET6的web项目，前面的步骤和上面的Service1一样，只是把服务名改为Service2。

然后在Service2增加一个接口 /UserInfo/GetUserInfo

 public class UserInfoController : Controller
    {
        private readonly IEntrySegmentContextAccessor _segContext;
        public UserInfoController(IEntrySegmentContextAccessor segContext)
        {
            _segContext = segContext;
        }
        [HttpGet]
        public string GetUserInfo(string userId)
        {
            string result = $"userId:{userId},userName:张三";
            _segContext.Context.Span.AddLog(LogEvent.Message(result));

            return result;
        }
    }

然后在Service1增加一个接口/Home/GetUser调用Service2
后在Service2增加一个接口 /UserInfo/GetUserInfo

public class UserInfoController : Controller
    {
        private readonly IEntrySegmentContextAccessor _segContext;
        public UserInfoController(IEntrySegmentContextAccessor segContext)
        {
            _segContext = segContext;
        }
        [HttpGet]
        public string GetUserInfo(string userId)
        {
            string result = $"userId:{userId},userName:张三";
            _segContext.Context.Span.AddLog(LogEvent.Message(result));

            return result;
        }
    }

然后在Service1增加一个接口/Home/GetUser调用Service2

public async Task<string> GetUser()
        {
            var client = new HttpClient();
            //调用Service2
           var response=await client.GetAsync("http://localhost:5199/UserInfo/GetUserInfo");
            var result = await response.Content.ReadAsStringAsync();
            return result;
        }

然后调用Service1的接口/Home/GetUser

然后看链路追踪，会显示出对应的Service对应的耗时，点进去还能看到当前服务的详情和打的日志。

多服务的时候还能看到服务之间对应的调用关系

四、微服务网关接入Skywalking

新建一个.NET6的Web项目，引用Nuget包

SkyAPM.Agent.AspNetCore
Ocelot

把Web项目改为Ocelot网关

首先在根目录新增ocelot.json文件

{
  "Routes": [
    {
      //转发到下游服务地址--url变量
      "DownstreamPathTemplate": "/{url}",
      //下游http协议
      "DownstreamScheme": "http",
      //负载方式，
      "LoadBalancerOptions": {
        "Type": "RoundRobin" // 轮询
      },
      "DownstreamHostAndPorts": [
        {
          "Host": "127.0.0.1",
          "Port": 5025 //服务端口
        } //可以多个，自行负载均衡

      ],
      //上游地址
      "UpstreamPathTemplate": "/T1/{url}", //网关地址--url变量   //冲突的还可以加权重Priority
      "UpstreamHttpMethod": [ "GET", "POST", "DELETE", "PUT" ]
    },
    {
      //转发到下游服务地址--url变量
      "DownstreamPathTemplate": "/{url}",
      //下游http协议
      "DownstreamScheme": "http",
      //负载方式，
      "LoadBalancerOptions": {
        "Type": "RoundRobin" // 轮询
      },
      "DownstreamHostAndPorts": [
        {
          "Host": "127.0.0.1",
          "Port": 5199 //服务端口
        } //可以多个，自行负载均衡

      ],
      //上游地址
      "UpstreamPathTemplate": "/T2/{url}", //网关地址--url变量   //冲突的还可以加权重Priority
      "UpstreamHttpMethod": [ "GET", "POST", "DELETE", "PUT" ]
    }
  ]
}

然后把Program.cs修改为Ocelot网关

using Ocelot.DependencyInjection;
using Ocelot.Middleware;
using SkyApm.Utilities.DependencyInjection;
var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
builder.Configuration.AddJsonFile("ocelot.json", optional: false, reloadOnChange: true);//ocelot
builder.Services.AddSkyApmExtensions(); // 添加Skywalking相关配置
builder.Services.AddOcelot(); //ocelot
var app = builder.Build();
app.UseOcelot().Wait(); //ocelot
app.Run();

修改Properties下的launchSettings.json文件

{
  "iisSettings": {
    "windowsAuthentication": false,
    "anonymousAuthentication": true,
    "iisExpress": {
      "applicationUrl": "http://localhost:5127",
      "sslPort": 44306
    }
  },
  "profiles": {
    "Ocelot.Web": {
      "commandName": "Project",
      "dotnetRunMessages": true,
      "launchBrowser": true,
      "applicationUrl": "https://localhost:7019;http://localhost:5019",
      "environmentVariables": {
        "ASPNETCORE_ENVIRONMENT": "Development",
        "ASPNETCORE_HOSTINGSTARTUPASSEMBLIES": "SkyAPM.Agent.AspNetCore", //skywalking必须配置
        "SKYWALKING__SERVICENAME": "Ocelot.Web" // 必须配置，在skywalking做标识
      }
    },
    "IIS Express": {
      "commandName": "IISExpress",
      "launchBrowser": true,
      "environmentVariables": {
        "ASPNETCORE_ENVIRONMENT": "Development"
      }
    }
  }
}

把skyapm.json复制过来修改一下

{
  "SkyWalking": {
    "ServiceName": "Ocelot.Web",
    "Namespace": "",
    "HeaderVersions": [
      "sw8"
    ],
    "Sampling": {
      "SamplePer3Secs": -1,
      "Percentage": -1.0
    },
    "Logging": {
      "Level": "Information",
      "FilePath": "logs\\skyapm-{Date}.log"
    },
    "Transport": {
      "Interval": 3000,
      "ProtocolVersion": "v8",
      "QueueSize": 30000,
      "BatchSize": 3000,
      "gRPC": {
        "Servers": "192.168.101.10:11800",
        "Timeout": 10000,
        "ConnectTimeout": 10000,
        "ReportTimeout": 600000,
        "Authentication": ""
      }
    }
  }
}

到这里就完成了，启动网关项目，Service1项目，Service2项目，访问/T1/Home/GetUser

访问成功，看Skywalking追踪界面，三个站点都追踪到了

五、配置Skywalking告警

进入容器

 docker exec -it 7c21 /bin/bash

如果报文件夹不存在就用下面的，因为版本不一样可能会不一样

 docker exec -it 7c21 /bin/sh

进入config目录

配置文件规则解读

通过cat alarm-settings.yml可以查阅文件内容，如下：

# Sample alarm rules.
rules:
  # Rule unique name, must be ended with `_rule`.
  service_resp_time_rule:
    metrics-name: service_resp_time
    op: ">"
    threshold: 1000
    period: 10
    count: 3
    silence-period: 5
    message: Response time of service {name} is more than 1000ms in 3 minutes of last 10 minutes.
  service_sla_rule:
    # Metrics value need to be long, double or int
    metrics-name: service_sla
    op: "<"
    threshold: 8000
    # The length of time to evaluate the metrics
    period: 10
    # How many times after the metrics match the condition, will trigger alarm
    count: 2
    # How many times of checks, the alarm keeps silence after alarm triggered, default as same as period.
    silence-period: 3
    message: Successful rate of service {name} is lower than 80% in 2 minutes of last 10 minutes
  service_resp_time_percentile_rule:
    # Metrics value need to be long, double or int
    metrics-name: service_percentile
    op: ">"
    threshold: 1000,1000,1000,1000,1000
    period: 10
    count: 3
    silence-period: 5
    message: Percentile response time of service {name} alarm in 3 minutes of last 10 minutes, due to more than one condition of p50 > 1000, p75 > 1000, p90 > 1000, p95 > 1000, p99 > 1000
  service_instance_resp_time_rule:
    metrics-name: service_instance_resp_time
    op: ">"
    threshold: 1000
    period: 10
    count: 2
    silence-period: 5
    message: Response time of service instance {name} is more than 1000ms in 2 minutes of last 10 minutes
  database_access_resp_time_rule:
    metrics-name: database_access_resp_time
    threshold: 1000
    op: ">"
    period: 10
    count: 2
    message: Response time of database access {name} is more than 1000ms in 2 minutes of last 10 minutes
  endpoint_relation_resp_time_rule:
    metrics-name: endpoint_relation_resp_time
    threshold: 1000
    op: ">"
    period: 10
    count: 2
    message: Response time of endpoint relation {name} is more than 1000ms in 2 minutes of last 10 minutes
#  Active endpoint related metrics alarm will cost more memory than service and service instance metrics alarm.
#  Because the number of endpoint is much more than service and instance.
#
#  endpoint_avg_rule:
#    metrics-name: endpoint_avg
#    op: ">"
#    threshold: 1000
#    period: 10
#    count: 2
#    silence-period: 5
#    message: Response time of endpoint {name} is more than 1000ms in 2 minutes of last 10 minutes

webhooks:
#  - http://127.0.0.1/notify/
#  - http://127.0.0.1/go-wechat/

规则常用指标解读：
rule name： 规则名称，必须唯一，必须以 _rule结尾；
metrics name： oal(Observability Analysis Language)脚本中的度量名；名称在SkyWalking后端服务中已经定义，进入容器skywalking-oap之后，进入如下目录就可以找到。

include names： 本规则告警生效的实体名称，如服务名，终端名；
exclude-names：将此规则作用于不匹配的实体名称上，如服务名，终端名；
threshold： 阈值，可以是一个数组，即可以配置多个值；
op： 操作符, 可以设定 >, <, =；
period： 多久检查一次当前的指标数据是否符合告警规则；以分钟为单位
count： 超过阈值条件，达到count次数，触发告警；
silence period：在同一个周期，指定的silence period时间内，忽略相同的告警消息；
更多告警规则详情，请参照这个地址：

https://github.com/apache/skywalking/blob/master/docs/en/setup/backend/backend-alarm.md

修改告警规则

rules:
	service_sal_rule:
		# 指定指标名称
    	metrics-name: service_sal
    	# 小于
    	op: "<"
    	# 指定阈值
    	threshold: 8000
    	# 每10分钟检测告警该规则
    	period: 10
    	# 触发2次规则就告警
    	count: 2
    	# 设置三分钟内容相同告警，不重复告警
    	silence-period: 3
    	# 配置告警信息
    	message: Successful rate of service {name} is lower than 80% in 2 minutes of last 10 minutes

概要：服务成功率在过去2分钟内低于80%

告警API编写

这个本质还是SkyWalking根据规则进行检查，如果符合规则条件，就通过WebHook、gRPCHook、WeChat Hook、Dingtalk Hook、Feishu Hook等方式进行消息通知；接收到告警数据信息之后，可以自行处理消息。这里为了方便，就采用WebHook的方式进行演示，即触发告警条件之后，SkyWalking会调用配置的WebHook 接口，并传递对应的告警信

定义数据模型

public class AlarmMsg
{
    public int scopeId { get; set; }
    public string? scope { get; set; }
    public string? name { get; set; }
    public string? id0 { get; set; }
    public string? id1 { get; set; }
    public string? ruleName { get; set; }
    public string? alarmMessage { get; set; }
}

定义WebHook调用API，这里在Service1下的HomeController里加接口接收告警信息

	/// <summary>
        /// 故意报错测试告警
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        /// <exception cref="Exception"></exception>
        public  string Error()
        {
            //故意报错
            throw new Exception($"出错啦:{DateTime.Now}");
        }
        /// <summary>
        /// 告警
        /// </summary>
        /// <param name="msgs"></param>
        [HttpPost]
        public void AlarmMsg([FromBody]List<AlarmMsg>List<AlarmMsg> msgs)
        {
           string msg = $"{DateTime.Now},触发告警：";
            msg += msgs.FirstOrDefault()?.alarmMessage;
            Console.WriteLine(msg);
           //todo 发邮件或发短信
        }

配置webkook

webhooks:
- http://192.168.101.9:5025/Home/AlarmMsg

重启 Skywalking-oap服务

请求几次/Home/Error产生错误请求

等待告警webhook调用

到这里，告警据完成了。

六、Skywalking无入侵原理解密

为什么要在launchSettings.json文件里面加SkyAPM.Agent.AspNetCore呢，为什么加了就可以了呢?

其实用的是.NET Core框架里面的扩展，它是怎做到的呢，举个例子

在Service1做测试，建一个CustomHostingStartup.cs

namespace NET6AndSkyWalking.Models
{
    /// <summary>
    /// 必须实现IHostingStartup 接口
    /// 必须标记HostingStartup特性
    /// 发生在HostBuild时候，IOC容器初始化之前，无侵入式扩展
    /// </summary>
    public class CustomHostingStartup : IHostingStartup
    {
        public void Configure(IWebHostBuilder builder)
        {
            Console.WriteLine("自定义扩展执行...");
            //拿到IWebHostBuilder,一切都可做
        }
    }
}

启动Service1,可以看到新增的扩展打印了

如果这个扩展是在其他类库呢？

新建一个Common类库，把刚才的类移到Common类库，然后Service添加对Common的引用。

这时候就要修改launchsettings.json文件，加入Common的程序集了

启动Service1,成功执行

同样的道理，通过查看源码可以看到，SkyAPM.Agent.AspNetCore组件里面也有这样的一个类，把Skywalking的代码无侵入扩展进来了。

演示源码：https://github.com/weixiaolong325/NET6AndSkyWalking

到此这篇关于.NET6接入Skywalking链路追踪完整流程的文章就介绍到这了,更多相关.NET6 Skywalking链路追踪内容请搜索易盾网络以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持易盾网络！