发布于2026-08-19 阅读(0)
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【百度云原生导读】OpenTelemetry 由著名的 OpenTracing、 OpenCensus 两个产品在 2019 年合并而来,拥有广泛的应用场景和强大的开发团队。2021年,OpenTelemetry 的使用成为新的行业规范,通过在各个数据源之间建立一致性,使得数据收集以及处理更加便捷。那么,如何在服务网格架构中引入 OpenTelemetry 进而获取可观测 trace 能力,实践过程中会遇到哪些问题?本文对相关问题做了总结并给出了解法,最后通过一个 Demo 手把手教你在 Istio 中安装 OpenTelemetry。
1. OpenTelemetry 介绍OpenTelemetry(简称 OTel)是一系列的工具、APIs 和 SDKs。使用 OpenTelemetry 可以产生、收集、输出一系列遥测数据(telemetry data 如 trace、metrics 和 log)帮助用户分析应用程序的性能和行为。
OpenTelemetry 是厂商无关的,并且作为工业级别标准被大量的厂商支持。另外,OpenCensus(Google)和 OpenTracing(Uber)是其前身。
其架构如下所示:

主要包含了以下几个部分:
Instrumentation:包含自动方式API 、SDK 方式接入 OpenTelemetry。
OTLP: OpenTelemetry 定义的传输协议。
OpenTelemetry Collector:提供厂商无关的解决方案,用于实现 数据的接收(receive), 处理(process)和 输出(export)的功能。
目前 Istio 实现可观测 trace 方案 可以总结为:
需要业务透传对应的 header 信息(从入向请求中获取对应的 header 信息、并在出向请求中添加响应 header 信息)。
Sidecar 自动向监控系统发送Span信息。
通过对 Istio 方案可观测 trace 的分析,可以发现几个问题:
对业务代码是有侵入的 Trace 上下文传播(Trace Context propagation),需要业务透传相应的 header 信息。
所有的 Span 数据都由 Sidecar 侧生成,业务内部方法级别监控信息无法采集。
在业界 APM 的技术方案中,Ja vaAgent(一种字节码技术,对业务无侵入)作为主流的技术方案。同样 OpenTelemetryauto-instrumentation通过 Ja va Agent 提供的动态注入字节码的技术实现任意 Ja va 应用遥测数据的采集,其支持了非常多的广为流行的库和框架。
对于Ja va应用程序,OpenTelemetry Ja vaAgent支持的Trace context propagation如下:
"tracecontext": W3C Trace Context (addbaggageas well to include W3C baggage)
"baggage": W3C Baggage
"b3": B3 Single
"b3multi": B3 Multi
"jaeger": Jaeger (includes Jaeger baggage)
"xray": AWS X-Ray
"ottrace": OT Trace
上述b3multi/b3(以x-b3开头)恰好是 Istio 中要求透传的 header 信息。
目前 OpenTelemetry Ja vaAgent 已经支持大量的库、框架以及应用服务器,能够采集业务内部方法级别执行逻辑。

通常在业务排查问题中,不仅仅要查看对应的 trace 链路信息,同时也要基于对应的 trace_id、span_id 查看对应的业务日志信息。
OpenTelemetry Ja va Agent 预先在 log 的 MDC(Mapped Diagnostic Context)中设置了诸多关于当前 span 的信息,业务能够轻松对这些信息进行配置,进而方便地在业务日志中打印出相应的 trace_id、span_id 信息。以下是在 SpringBoot 中使用 logback 的配置示例:
logging.pattern.level = trace_id=%mdc{trace_id} span_id=%mdc{span_id} trace_flags=%mdc{trace_flags} %5p 
Ja vaAgent 将采集的数据发送至 OpenTelemetry Collector 。
Sidecar 将生成的 trace span 信息发送至 OpenTelemetry Collector。
OpenTelemetry Collector 将数据输出至监控系统如 jaeger 或 Kafka 中。
用户可以通过对应的 UI 查看 trace 数据。
本文主要用于演示,均无高可用部署。
下载 istio 安装包(本文以1.13.2 为例):https://github.com/istio/istio/releases
$ istioctl install -f istio-opentelemtry-iop.yaml istio-opentelemetry-iop.yaml的内容如下所示:
apiVersion: install.istio.io/v1alpha1kind: IstioOperatorspec: meshConfig: defaultConfig: holdApplicationUntilProxyStarts: true
tracing: sampling: 100 enablePrometheusMerge: false # 定义扩展的providers extensionProviders: - name: otel-trace zipkin: service: otel-collector.istio-system.svc.cluster.local port: 9411 maxTagLength: 56
components: ingressGateways: - name: istio-ingressgateway enabled: true 特别说明:上述extensionProviders 属性中定义了otel-trace,其信息为opentelemetry Collector 的地址(其本身可以接收 zipkin 格式的trace,因此此处定义的是zipkin的信息)
在https://github.com/open-telemetry/opentelemetry-operator 上按照说明安装OpenTelemetry Collector。假设所安装的K8S Service为:otel-collector.istio-system.svc.cluster.local:9411,其中9411是接收zipkin数据格式的端口。
opentelemetry-collector-config.yaml的内容如下所示:
# collector的receivers配置receivers: otlp: protocols: grpc: http: zipkin:processors: batch: memory_limiter:# collector的exporters配置,exporters: zipkin: endpoint: "http://zipkin.istio-system.svc.cluster.local:9411/api/v2/spans"service: pipelines: traces: # 对于trace数据,开启otlp、zipkin协议端口提供服务 receivers: [otlp, zipkin] processors: [memory_limiter, batch] # 对于trace数据,最后输出至zipkin中 exporters: [zipkin] kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/istio/istio/release-1.14/samples/addons/jaeger.yaml 由于 collector exporters 输出的 trace 数据格式为 zipkin,jaege 兼容 zipkin 格式 trace 数据,因此最终 trace 数据可通过 jaeger 展示。
提交 Telemetry CRD,将 envoy 对接的 trace 的信息变更为 otel-trace,即为 Opentelemetry Collector。
$ kubectl apply -f mesh-trace-telemetry.yaml mesh-trace-telemetry.yaml的内容如下所示:
apiVersion: telemetry.istio.io/v1alpha1kind: Telemetrymetadata: name: mesh-trace-telemtry namespace: istio-systemspec: tracing: - providers: - name: otel-trace randomSamplingPercentage: 100 为对应的命名空间 default 开启自动 Sidecar 注入功能:
$ kubectl label namespace default istio-injection=enabled --overwrite 按照K8S的方式部署微服务应用 consumer-demo 和 provider-demo。应用程序说明:
consumer-demo:服务消费方,向外提供 HTTP 接口,该接口会调用服务提供方 provider-demo 提供的 HTTP 接口,调用 provider-dem 的调用形式包括 RestTemplate 和 Fegin。
provider-demo:服务提供方,提供 HTTP 接口。
应用程序启动需要加上对应的参数,如下所示:
# 启动时要指定ja vaagent# -Dotel.resource.attributes=service.name=provider-demo 在span中的service信息# -Dotel.propagators=b3multi 透传b3multi headerja va -ja vaagent:/opentelemetry-ja vaagent.jar -Dotel.resource.attributes=service.name=provider-demo -Dotel.propagators=b3multi -jar provider-demo-1.0-SNAPSHOT.jar 部署时需要在容器的环境中添加对应的配置:
env: - name: OTEL_TRACES_EXPORTER # ja vaagent输出otlp协议类型数据 value: otlp - name: OTEL_EXPORTER_OTLP_ENDPOINT # collector地址 value: http://otel-collector.istio-system.svc.cluster.local:4317 - name: OTEL_JA VAAGENT_ENABLED # 开启ja vaagent功能 value: 'true' 如下图为本文consumer-demo和provider-demo在业务访问中产生的监控数据(以监控系统Jaeger为例):

通过在 Service Mesh 架构中引入 OpenTelemetry,可以总结带来的业务收益如下:
通过 OpenTelemtry auto-instrumentation 机制可实现无侵入式 Trace 上下文传播,使得业务无感接入 Service Mesh 可观测性。
通过 OpenTelemtry auto-instrumentation 机制可实现业务内部方法级别的监控数据采集,弥补 Service Mesh 只能在 Sidecar 侧采集监控数据的缺陷。
通过 OpenTelemetry Logger MDC auto-instrumentation 机制能够将监控信息对应的 trace_id、span_id 等信息配置输出在业务日志中,方便业务排查问题。
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