.Net微服務架構之運行日誌分析系統

一、引言

  .Net技術棧目前還沒有像spring cloud相對完整一整微服務架構棧,隨着業務發展系統架構演進,自行構建.Net技術體系的微服務架構,配套相關核心組件。因平臺基於微服務架構方式研發,每個領域服務遵循平臺統一標準,各自研發,獨立部署運行,服務運行日誌均通過記錄本地文件方式進行記錄。程序日誌無法及時查閱,需登錄服務器查看,同時不利於日誌統一管理,因研發運行日誌分析系統,進行日誌統一分析管理,便於快速定位程序運行問題及時處理,保障平臺運行穩定。雖然行業上也有一些日誌架構,如較爲有名的LEK(logstash, elasticsearch, kibana),因考慮到後續一些個性化的需求,還是自行研發運行日誌分析系統。

二、設計原則

  系統在總體微服務架構設計思想下,遵守平臺標準,並結合實際解決問題的需要,進行設計和研發,系統嚴格按照如下設計原則設計:

  1、模塊化:根據職責和歸屬明確,進行拆分模塊,模塊功能高度內聚。

  2、服務化:各模塊通信,通過服務方式進行調用,服務之間通信,遵守平臺的標準。

  3、鬆耦合:系統模塊之間通信,基於行業通用標準,按照“約定優於配置”思想,充分體現系統模塊之間鬆耦合的關係。

  4、高性能:採用異步的方式進行記錄日誌和分析,不影響平臺總體性能。

  5、易擴展:日誌採用統一的接入方式,支持靈活擴展。

  6、跨平臺:支持不同技術語言、平臺進行採集日誌。

三、總體架構

圖- 運行日誌分析系統總體架構示意圖

  如圖所示,系統基於上述設計原則,主要由五部分組成:日誌記錄、日誌採集、日誌接入、日誌分析及存儲、日誌管理服務。每部分職責定位明確,相互支持、相互協作,共同構成運行日誌分析系統。日誌記錄到本地文件,通過日誌採集器將本地日誌文件抽取後,發送至Kafka,同時由日誌分析服務進行消費、分析及存儲於elasticsearch,日誌管理服務提供於用戶查閱&分析日誌信息。在平臺統一通信協議下,擴展運行日誌的內容,沿用Json報文格式,記錄內容包括:IP、端口、服務ID、記錄時間、日誌內容。

1、日誌報文

2、日誌記錄

  日子記錄,支持多種日誌記錄組件:Log4.net(本系統選用)、.Net core 自帶的Nlog、微軟企業庫等,針對JAVA技術語言開發的服務,則選用log4j組件,只要按照約定規範進行打印日誌即可。將日誌信息記錄到本地文件。

3、日誌採集

  日誌採集,選用filebeat組件,filebeat是一個輕量級的日誌傳輸組件,其可以通過提供一種輕量級的方式來轉發和集中日誌和文件,幫助你把簡單採集和發送的事情簡單化。本質上filebeat是一個日誌信息搬運工,不進行日誌過濾和分析工作。同時支持跨平臺。

4、日誌接入

  日誌接入,考慮日誌量在某一故障情況,可能存在較大併發接入,所以選用Kafka組件作爲日誌信息接入分析的統一入口,kafka組件是一個高性能的MQ組件,具有高併發、高可用的特性。統一接入方案,爲系統提供更爲靈活的採集日誌,不受限於某一平臺、技術或者日誌採集組件,均可將運行日誌進行接入分析和存儲。

5、日誌分析及儲存

  日誌分析,採用.Net Core研發,以後臺服務的方式進行運行,訂閱kafka的日誌消息進行批量消費,分析程序支持橫向擴展部署於多個程序,提升日誌的消費能力,保障日誌接收能力和分析能力相當。對日誌分析後存儲於Elasticsearch(以下簡稱:ES),ES是一個高可擴展的開源全文搜索和分析引擎,它允許存儲、搜索和分析大量的數據。非常適合存儲半結構化的日誌數據,便於全文搜索日誌信息。

6、日誌管理服務

  日誌管理服務,實現查詢ES中的運行日誌數據,通過WebAPI方式提供界面功能調用。本系統採用“前後分離”應用開發技術,前端界面功能採用H5+JS,後端服務以restful方式提供API接口。

四、總結

  根據不同應用場景和需求,選用不同的日誌分析架構或者自行研發,最終目的就是爲了快速、方便捕捉系統日誌,有助於分析系統運行情況。尤其對於微服務架構大型平臺,運行日誌更爲重要。本文主要是將系統設計原則、思想進行記錄,同時對有需要的同學提供參考,可能再實際應用中,還有很多地方需要完善或者優化。

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