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SkyWalking 协议概述

引言​

SkyWalking是一个开源的应用性能监控（APM）和分布式追踪系统，其核心功能依赖于高效的协议设计。协议定义了数据如何被收集、传输和存储，是不同组件间通信的桥梁。本章将介绍SkyWalking协议的核心概念、数据格式及典型应用场景。

协议基础​

SkyWalking协议主要分为两类：

  1. 探针协议：用于Agent与后端（OAP Server）之间的通信。
  2. 跨服务协议：支持服务间上下文传递（如HTTP头注入）。

1. 探针协议（Agent Protocol）​

Agent通过gRPC或HTTP协议将监控数据上报至OAP Server，数据格式通常为JSON或Protocol Buffers（高效二进制格式）。

示例：Span数据上报​

json
{
  "traceId": "a1b2c3d4",
  "service": "order-service",
  "operation": "/createOrder",
  "startTime": 1620000000000,
  "duration": 200,
  "tags": {
    "http.method": "POST",
    "http.status": 200
  }
}

2. 跨服务协议（Context Propagation）​

通过HTTP头或RPC框架传递追踪上下文，例如：

plaintext
sw8: 1-a1b2c3d4-e5f6g7h8-9i0j1k2l-3m4n5o6p

核心协议详解​

1. 追踪数据协议（Trace Data Protocol）​

  • Trace：代表一个完整的请求链路。
  • Span：Trace中的单个操作节点，包含：
    • operationName：如API路径。
    • component：如SpringMVC、MySQL。
    • tags：键值对元数据（如user.id=123）。

2. 指标数据协议（Metrics Protocol）​

用于上报JVM、CPU等指标，数据格式示例：

json
{
  "service": "payment-service",
  "metric": "jvm.cpu.usage",
  "value": 0.75,
  "timestamp": 1620000000
}

实际案例​

场景：电商订单链路追踪​

  1. 用户请求：通过sw8头传递Trace ID。
  2. 服务间调用：
    • 订单服务调用支付服务时，自动注入追踪头。
    • SkyWalking Agent上报Span数据至OAP Server。
  3. 可视化：在UI中查看完整的调用链。
上下文传递示例
java
// 手动注入HTTP头（以Spring Boot为例）
@GetMapping("/order")
public String createOrder(@RequestHeader HttpHeaders headers) {
  headers.add("sw8", "1-a1b2c3d4...");
  return paymentService.call(headers);
}

总结​

  • SkyWalking协议分为探针协议和跨服务协议。
  • 数据格式支持JSON和Protocol Buffers，兼顾可读性与效率。
  • 通过Trace ID和Span构建分布式链路。

扩展练习​

  1. 使用SkyWalking Agent捕获一个Spring Boot应用的HTTP请求链路。
  2. 尝试通过curl命令手动注入sw8头并观察UI变化。

附加资源​