Kiến trúc microservices cho phép theo dõi, đo lường và ghi nhật ký phân tán trên các dịch vụ độc lập, trong khi kiến trúc ghi nhật ký nguyên khối tập trung vào các bản ghi tập trung từ một ứng dụng duy nhất. Lựa chọn phù hợp phụ thuộc vào độ phức tạp của hệ thống, quy mô và mức độ hiểu biết mà các nhóm cần về sự tương tác giữa các dịch vụ.
Một phương pháp tiếp cận đa chiều kết hợp dấu vết, số liệu và nhật ký để hiểu hành vi trên các dịch vụ phân tán, được triển khai độc lập.
Phương pháp truyền thống là một ứng dụng duy nhất ghi các mục nhật ký vào các tệp tập trung hoặc một kho lưu trữ nhật ký duy nhất để gỡ lỗi và kiểm toán.
| Tính năng | Khả năng quan sát trong kiến trúc Microservices | Ghi nhật ký hệ thống nguyên khối |
|---|---|---|
| Ngành kiến trúc | Phân bổ trên nhiều dịch vụ | Ứng dụng thống nhất duy nhất |
| Các loại dữ liệu chính | Dấu vết, số liệu và nhật ký | Chủ yếu là nhật ký, đôi khi là số liệu. |
| Truy tìm yêu cầu | Theo dõi phân tán với ngữ cảnh span | Theo dõi cục bộ theo luồng hoặc theo phiên |
| Độ phức tạp của công cụ | Cao — yêu cầu công cụ đo lường trên toàn bộ các dịch vụ | Thấp — chỉ cần một đường dẫn ghi nhật ký duy nhất là đủ. |
| Khả năng mở rộng | Mở rộng theo chiều ngang với số lượng dịch vụ | Bị giới hạn bởi thông lượng của một ứng dụng duy nhất |
| Chẩn đoán thất bại | Xác định chính xác dịch vụ nào gây ra độ trễ hoặc lỗi. | Dễ hơn trong cùng một quy trình, khó hơn ở các ranh giới. |
| Yêu cầu lưu trữ | Cơ sở dữ liệu có dung lượng lớn, thường là dữ liệu chuỗi thời gian. | Thông thường, các tập tin phẳng hoặc một chỉ mục có kích thước trung bình. |
| Chi phí thực hiện | Đầu tư ban đầu đáng kể | Chi phí thiết lập ban đầu thấp hơn |
Khả năng quan sát trong kiến trúc microservices giả định rằng bạn không thể dự đoán trước mọi lỗi, vì vậy bạn thu thập đủ dữ liệu đo lường đa dạng để đặt ra các câu hỏi mới sau khi sự cố xảy ra. Hệ thống ghi nhật ký theo kiểu kiến trúc nguyên khối có quan điểm đơn giản hơn: thu thập đủ bản ghi văn bản để tái tạo lại những gì đã xảy ra trong quá trình xử lý yêu cầu. Cách tiếp cận đầu tiên coi nhật ký là một tín hiệu trong số nhiều tín hiệu khác, trong khi cách tiếp cận thứ hai coi nhật ký là tín hiệu chính để hiểu hành vi của hệ thống.
Khi xảy ra sự cố trong kiến trúc microservices, các kỹ sư sẽ xem xét kỹ lưỡng các dấu vết phân tán để tìm ra chính xác dịch vụ nào gây ra độ trễ hoặc trả về lỗi. Trong kiến trúc monolith, các nhà phát triển thường mở một tệp nhật ký, tìm kiếm dấu thời gian hoặc ID người dùng và đọc qua các mục nhập theo trình tự. Cách tiếp cận monolith có vẻ trực quan hơn, nhưng nó sẽ gặp khó khăn khi hệ thống phát triển đủ lớn khiến một tệp nhật ký duy nhất trở nên cồng kềnh.
Các kiến trúc quan sát thường kết hợp thư viện đo lường như OpenTelemetry, hệ thống theo dõi như Jaeger hoặc Tempo, kho lưu trữ số liệu như Prometheus và lớp bảng điều khiển như Grafana. Hệ thống ghi nhật ký nguyên khối thường cần ít hơn nhiều — một khung ghi nhật ký, một bộ chuyển tiếp nhật ký như Filebeat và có thể là một cụm ELK hoặc OpenSearch. Chuỗi công cụ kiến trúc vi dịch vụ đòi hỏi sự trưởng thành hơn trong vận hành nhưng sẽ mang lại hiệu quả khi hệ thống trở nên phức tạp.
Việc theo dõi phân tán làm tăng số bước nhảy mạng và chi phí tuần tự hóa khi các span được lan truyền qua ranh giới dịch vụ, mặc dù các chiến lược lấy mẫu giúp quản lý chi phí phát sinh. Việc ghi nhật ký tập trung vào một tiến trình ứng dụng duy nhất, do đó, tác động đến hiệu năng chủ yếu đến từ I/O ổ đĩa và định dạng nhật ký. Cả hai phương pháp đều có thể làm giảm hiệu năng nếu việc ghi nhật ký được để ở mức chi tiết trong môi trường sản xuất, nhưng môi trường microservices thường cần tinh chỉnh cẩn thận hơn.
Khả năng quan sát (observability) phát huy hiệu quả tối đa trong môi trường triển khai thường xuyên, dịch vụ đa ngôn ngữ và các nhóm cần quyền sở hữu độc lập đối với các thành phần. Hệ thống ghi nhật ký truyền thống vẫn là lựa chọn phù hợp cho các ứng dụng nhỏ hơn, hệ thống cũ hoặc các trường hợp mà việc tuân thủ quy định yêu cầu nhật ký kiểm toán rõ ràng. Nhiều tổ chức thực tế sử dụng cả hai – giữ lại nhật ký truyền thống để tuân thủ quy định trong khi tích hợp thêm các công cụ quan sát để có được cái nhìn sâu sắc về kỹ thuật.
Chỉ cần xem nhật ký hệ thống là đủ để gỡ lỗi bất kỳ hệ thống nào.
Nhật ký hệ thống hoạt động tốt đối với các hệ thống nguyên khối nhưng lại kém hiệu quả trong các hệ thống phân tán, nơi một yêu cầu duy nhất tác động đến nhiều dịch vụ. Số liệu và dấu vết lấp đầy khoảng trống bằng cách chỉ ra các mẫu và chuỗi nhân quả mà nhật ký khó có thể tiết lộ.
Khả năng quan sát thực chất chỉ là việc ghi nhật ký thông tin được nâng cấp với một cái tên mới.
Khả năng quan sát là một lĩnh vực rộng hơn, bao gồm cả nhật ký hệ thống nhưng cũng bổ sung thêm các chỉ số và dấu vết như những tín hiệu quan trọng. Mục tiêu chuyển từ việc tìm kiếm bản ghi sang việc đặt ra các câu hỏi tùy ý về hành vi hệ thống mà không cần viết thêm mã mới.
Các hệ thống nguyên khối không cần khả năng quan sát.
Ngay cả các ứng dụng đơn lẻ cũng được hưởng lợi từ các số liệu, dấu vết và nhật ký có cấu trúc khi chúng đạt đến quy mô đáng kể. Khả năng quan sát là về việc hiểu trạng thái hệ thống, điều này áp dụng bất kể kiến trúc nào.
Hệ thống theo dõi phân tán quá tốn kém để sử dụng trong môi trường sản xuất.
Các hệ thống theo dõi hiện đại sử dụng phương pháp lấy mẫu dựa trên đầu hoặc dựa trên đuôi để thu thập một tập hợp con đại diện của các yêu cầu. Điều này giúp giảm thiểu chi phí vận hành trong khi vẫn cung cấp đủ dữ liệu để chẩn đoán hầu hết các sự cố.
Việc chuyển sang kiến trúc microservices tự động cải thiện khả năng quan sát.
Kiến trúc microservices khiến việc giám sát trở nên khó khăn hơn chứ không phải dễ dàng hơn, bởi vì giờ đây bạn có nhiều thành phần chuyển động cần theo dõi hơn. Nếu không có công cụ và thiết bị đo lường phù hợp, khả năng hiển thị thực tế sẽ giảm so với một kiến trúc monolith được trang bị đầy đủ công cụ đo lường.
Hãy chọn kiến trúc microservices để quan sát hệ thống khi hệ thống của bạn bao gồm nhiều dịch vụ độc lập và bạn cần hiểu được sự tương tác giữa các dịch vụ trong thời gian thực. Đối với các ứng dụng đơn giản hơn, nơi việc ghi nhật ký tập trung cung cấp đủ thông tin và chi phí vận hành quan trọng hơn là độ chi tiết cụ thể, hãy sử dụng kiến trúc ghi nhật ký nguyên khối. Trên thực tế, các hệ thống hoàn thiện thường kết hợp cả hai phương pháp thay vì hoàn toàn tập trung vào một phương pháp.
So sánh này phân tích Amazon Web Services và Google Cloud bằng cách đánh giá các dịch vụ cung cấp, mô hình giá, cơ sở hạ tầng toàn cầu, hiệu suất, trải nghiệm nhà phát triển và các trường hợp sử dụng lý tưởng, giúp các tổ chức lựa chọn nền tảng đám mây phù hợp nhất với yêu cầu kỹ thuật và kinh doanh của họ.
Cơ chế ngắt mạch và giảm độ trễ an toàn là hai cách tiếp cận bổ sung cho nhau để xây dựng các hệ thống phân tán có khả năng phục hồi cao. Cơ chế ngắt mạch ngăn chặn các lỗi lan truyền bằng cách dừng các yêu cầu đến các dịch vụ không ổn định, trong khi giảm độ trễ an toàn đảm bảo chức năng hoạt động một phần khi các phụ thuộc phía sau gặp sự cố.
Bộ nhớ đệm cục bộ lưu trữ dữ liệu trực tiếp trên máy chủ ứng dụng để truy cập với độ trễ cực thấp, trong khi các cụm bộ nhớ đệm tập trung triển khai cơ sở hạ tầng chuyên dụng, dùng chung mà nhiều dịch vụ có thể truy cập đồng thời để quản lý trạng thái nhất quán.
Các chiến lược bộ nhớ đệm trong hệ thống học máy lưu trữ kết quả đầu ra của mô hình đã được tính toán trước hoặc dữ liệu trung gian để tăng tốc các truy vấn lặp lại, trong khi tính toán theo yêu cầu tạo ra kết quả mới mỗi lần, đánh đổi tốc độ lấy sự đơn giản và giảm chi phí lưu trữ.
Cân bằng tải trong các hệ thống học máy quản lý khối lượng công việc suy luận và huấn luyện đòi hỏi nhiều tài nguyên GPU trên phần cứng chuyên dụng, trong khi xử lý yêu cầu API đơn giản phân phối lưu lượng HTTP nhẹ trên các máy chủ đa năng. Chúng khác nhau đáng kể về độ phức tạp, yêu cầu tài nguyên và khả năng định tuyến.
