قواعد مانیتورینگ در دنیای میکروسرویس‌ها

یکی از اصلی‌ترین دلایل استفاده از معماری میکروسرویس‌، نیاز به افزایش سرعت در فرایند توسعه و تحویل محصولات نرم‌افزاری است. با استفاده از میکروسرویس، توسعه‌دهندگان می‌توانند ویژگی‌های جدید را با سرعت بیشتر و البته پایداری بهتری به کاربران تحویل دهند. اما یکی از چالش‌های این مسیر، ردگیری تغییرات و مانیتور کردن تمام سرویس‌ها در ساختار Microservices است.

با در نظر گرفتن این موضوع، در این مطلب قصد داریم شما را با قواعدی آشنا کنیم که در زمینه مانیتورینگ میکروسرویس‌ها می‌توانند به شما کمک کنند. از آنجایی که افزایش تعداد سرویس‌ها، مدیریت، نگهداری و رفع خطای آن‌ها را سخت‌تر و پیچیده‌تر می‌کند، این قواعد می‌توانند به شما در انجام موارد گفته شده کمک بکنند.

۱. کانتینرها و محتویات آن را مانیتور کنید

مانیتورینگ کانتینرها و محتویات آن‌ها در معماری میکروسرویس‌ها اهمیت بسیار بالایی دارد. در این نوع معماری، هر سرویس به طور مستقل در کانتینرهای جداگانه اجرا می‌شود و به همین دلیل، سیستم از بخش‌های کوچک و مستقل تشکیل شده که با یکدیگر تعامل می‌کنند. اهمیت مانیتورینگ کانتینرها در این معماری به دلایل زیر است:

1. اطمینان از عملکرد بهینه: با توجه به اینکه هر میکروسرویس به صورت جداگانه اجرا می‌شود، مانیتورینگ به شما کمک می‌کند عملکرد هر کانتینر را به‌طور مستقل بررسی کرده و مشکلات یا ناکارآمدی‌ها را شناسایی کنید. این باعث می‌شود مشکلات در هر سرویس زودتر شناسایی و رفع شوند.
2. تضمین دسترس‌پذیری: میکروسرویس‌ها باید همیشه در دسترس باشند تا کل سیستم به درستی کار کند. مانیتورینگ منظم کانتینرها تضمین می‌کند که در صورت بروز مشکل در یکی از آن‌ها، سریعاً اقداماتی برای بازیابی یا جایگزینی انجام شود تا سرویس‌دهی قطع نشود.
3. کشف مشکلات زودهنگام: مانیتورینگ به شما این امکان را می‌دهد که قبل از بروز مشکل جدی در عملکرد سیستم، علائم هشداردهنده مانند افزایش غیرعادی مصرف منابع، افت کارایی، یا مشکلات شبکه‌ای را تشخیص دهید.
4. مدیریت منابع بهینه: کانتینرها منابع محدودی مانند حافظه و پردازنده دارند. مانیتورینگ مداوم استفاده از این منابع در هر کانتینر به مدیران سیستم کمک می‌کند تا از مصرف بهینه منابع اطمینان حاصل کنند و از بروز مشکلاتی مانند OOM (Out Of Memory) یا سربار زیاد جلوگیری کنند.
5. افزایش امنیت: از طریق مانیتورینگ دقیق، شما می‌توانید فعالیت‌های مشکوک یا غیرعادی در داخل کانتینرها را شناسایی کنید. به‌ویژه در محیط‌هایی که سرویس‌ها به صورت توزیع‌شده و روی کانتینرهای مختلف اجرا می‌شوند، کشف زودهنگام فعالیت‌های ناخواسته و مخرب اهمیت زیادی دارد.

۲. هشدار روی پرفورمنس سرویس نه پرفورمنس کانتینر

هشدارها (Alerts) باید بر اساس عملکرد کلی سرویس‌ها تنظیم شوند، نه فقط عملکرد سطح پایین کانتینرهایی که آن سرویس‌ها را میزبانی می‌کنند. این تفاوت به‌خصوص در محیط‌های میکروسرویس و کانتینری اهمیت زیادی دارد. برای درک بهتر، می‌توان این موضوع را به دو بخش زیر تقسیم کرد:

1. عملکرد سرویس (Service Performance)

عملکرد سرویس به توانایی کلی یک سرویس یا اپلیکیشن در ارائه عملکرد مورد انتظار از دید کاربر یا مشتری اشاره دارد. معیارهایی که برای سرویس‌ها بررسی می‌شوند شامل:

• زمان پاسخ‌دهی (Response Time): مدت زمانی که طول می‌کشد تا یک سرویس به درخواست کاربر پاسخ دهد.
• نرخ درخواست‌های موفق (Success Rate): درصد درخواست‌هایی که با موفقیت پردازش شده‌اند.
• زمان آپ‌تایم (Uptime): میزان در دسترس بودن سرویس برای کاربران.
• SLA و SLO: تضمین سطح خدماتی که برای سرویس‌ها مشخص شده‌اند.

اگر یکی از این موارد از حالت نرمال خارج شود، ممکن است کاربران دچار مشکل شوند. بنابراین، هشدارها باید به گونه‌ای تنظیم شوند که وقتی عملکرد کل سرویس (نه فقط یک بخش فنی) تحت تأثیر قرار گرفت، تیم‌ها باخبر شوند.

۲. عملکرد کانتینر (Container Performance)

کانتینرها بخش‌های زیرساختی کوچکتری هستند که سرویس‌ها را میزبانی می‌کنند. معیارهایی که در سطح کانتینر نظارت می‌شوند شامل مواردی مثل:

• استفاده از CPU و حافظه: میزان استفاده کانتینر از منابع سیستم.
• وضعیت کانتینر (Container Status): آیا کانتینر فعال است یا نه.
• متریک‌های شبکه و I/O: عملکرد شبکه و دیسک کانتینر.

اگرچه نظارت بر عملکرد کانتینرها مهم است، ولی مشکلات در سطح کانتینر همیشه به معنای اختلال در عملکرد سرویس نیستند. مثلاً ممکن است یک کانتینر منابع بالایی مصرف کند، ولی تأثیری در زمان پاسخ‌دهی سرویس نداشته باشد.

۳. سرویس‌هایی که Elastic و Multi-Location هستند را مانیتور کنید

مانیتورینگ میکروسرویس‌ها به دو ویژگی اصلی سرویس‌ها در معماری‌های مدرن اشاره دارد: الستیک بودن (Elasticity) و چندمکانی بودن (Multi-location). هر یک از این ویژگی‌ها نیاز به مانیتورینگ خاص و روش‌های ویژه‌ای برای نظارت دارند. در ادامه به‌صورت جداگانه با هرکدام از این موارد آشنا خواهیم شد:

1. الاستیک بودن (Elasticity)

الاستیک بودن به توانایی سرویس‌ها برای مقیاس‌پذیری خودکار اشاره دارد. در محیط‌های میکروسرویس و کانتینری، به‌ویژه زمانی که از زیرساخت‌های ابری یا کوبرنتیز (Kubernetes) استفاده می‌شود، سرویس‌ها می‌توانند به‌طور خودکار بر اساس تقاضا بزرگ‌تر یا کوچک‌تر شوند. به عنوان مثال:

• اگر تعداد درخواست‌ها افزایش یابد، سرویس می‌تواند به‌طور خودکار چندین نمونه (instance) از خودش را اجرا کند.
• در زمان کاهش درخواست‌ها، تعداد این نمونه‌ها کاهش پیدا می‌کند تا منابع بهینه استفاده شوند.

مانیتورینگ سرویس‌های الاستیک به معنای این است که سیستم مانیتورینگ باید بتواند این تغییرات پویا را شناسایی کرده و عملکرد سرویس‌ها را به صورت دقیق تحت نظر بگیرد، حتی زمانی که تعداد نمونه‌ها یا منابع مورد استفاده تغییر می‌کند. این نوع مانیتورینگ باید به جای تمرکز بر یک نمونه یا سرور خاص، کل سرویس و رفتار آن را زیر نظر داشته باشد.

2. چندمکانی بودن (Multi-location)

در معماری‌های مدرن، سرویس‌ها معمولاً در چندین مکان جغرافیایی یا دیتاسنتر مختلف مستقر هستند تا توانایی دسترسی بالاتر و پایداری بیشتری داشته باشند. به این معنا که یک سرویس ممکن است به‌طور همزمان در دیتاسنترهای مختلف یا مناطق مختلف ابری (Cloud Regions) مستقر باشد. هدف از چندمکانی بودن سرویس‌ها:

• کاهش تأخیر (Latency): کاربران می‌توانند به نزدیک‌ترین دیتاسنتر متصل شوند تا تجربه سریع‌تری داشته باشند.

• افزایش پایداری (Resilience): اگر یکی از مکان‌ها دچار مشکل شد، دیگر مکان‌ها می‌توانند به‌طور خودکار جایگزین آن شوند و سرویس‌دهی ادامه یابد.

مانیتورینگ سرویس‌های چندمکانی به این معناست که سیستم مانیتورینگ باید عملکرد سرویس در تمامی مکان‌ها را تحت نظر بگیرد و بتواند رفتار هر مکان را جداگانه و در کنار عملکرد کلی سرویس رصد کند. این نوع مانیتورینگ به ابزارهایی نیاز دارد که توانایی بررسی و مقایسه عملکرد سرویس در مکان‌های مختلف را داشته باشند و در صورت بروز مشکل در یکی از مکان‌ها، هشدار ارسال کنند.

۴. مانیتورینگ جامع (End-to-End Monitoring)

یکی از اصول حیاتی در مانیتورینگ میکروسرویس‌ها، نظارت بر کل زنجیره سرویس‌ها است. باید بتوان عملکرد هر میکروسرویس را از نقطه آغاز تا انتها تحت نظر گرفت. این کار به ویژه زمانی اهمیت پیدا می‌کند که چندین میکروسرویس به صورت متوالی برای اجرای یک فرآیند با هم در تعامل هستند. در اینجا استفاده از ابزارهایی مانند distributed tracing به ما کمک می‌کند تا جریان درخواست‌ها را در طول سرویس‌ها پیگیری کنیم.

ویژگی‌های کلیدی مانیتورینگ جامع در میکروسرویس‌ها

1. مانیتورینگ سرویس‌های فردی: هر میکروسرویس به‌صورت جداگانه نظارت می‌شود تا بتوان معیارهایی مانند زمان پاسخ، مصرف منابع (CPU، حافظه)، خطاها و مشکلات احتمالی را بررسی کرد.
2. مانیتورینگ تراکنشی: پیگیری تراکنش‌های کامل از ابتدا تا انتها، حتی اگر تراکنش‌ها از چندین میکروسرویس عبور کنند. این به مدیران کمک می‌کند تا مسیری را که درخواست‌ها طی می‌کنند ببینند و مشکلات احتمالی در هر نقطه را تشخیص دهند.
3. لاگینگ توزیع‌شده: ذخیره و مدیریت لاگ‌ها به‌صورت مرکزی به‌طوری که لاگ‌های تمام میکروسرویس‌ها را به هم مرتبط سازد و تحلیل کاملی از جریان‌های رخدادها در سیستم فراهم آورد.
4. مانیتورینگ سیستم‌های زیرساختی: پایش عملکرد زیرساخت‌هایی که میکروسرویس‌ها بر روی آن‌ها اجرا می‌شوند، مانند سرورها، کانتینرها، و ابزارهای ارکستریشن.

۵. مانیتورینگ و ساختار سازمانی

منظور از مانیتورینگ و ساختار سازمانی این است که سیستم مانیتورینگ شما باید به گونه‌ای طراحی و پیاده‌سازی شود که با ساختار سازمانی شما هماهنگ باشد. این مفهوم در سازمان‌هایی که از میکروسرویس‌ها، کانتینرها و زیرساخت‌های مدرن استفاده می‌کنند، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. به عبارت دیگر، نحوه نظارت بر سرویس‌ها، سیستم‌ها و فرآیندها باید به شکلی باشد که مطابق با ساختار و نیازهای سازمانی باشد تا تیم‌ها بتوانند به طور مؤثر به مشکلات رسیدگی کنند و عملکرد بهینه را تضمین کنند.

هدف از این کار چیست؟

هماهنگ‌سازی مانیتورینگ با ساختار سازمانی کمک می‌کند که:

• تیم‌ها و نقش‌ها به وضوح مشخص شوند: هر تیم مسئول مانیتورینگ و رفع اشکال بخش‌های مشخصی از سیستم باشد که با مسئولیت‌ها و وظایف آن‌ها همخوانی دارد.
• پاسخ‌گویی سریع‌تر به مشکلات: زمانی که مانیتورینگ به شکل درستی با ساختار سازمانی همگام شده باشد، مشکلات و هشدارها به سرعت به تیم‌های مرتبط ارسال می‌شود و آن‌ها می‌توانند به سرعت به حل مشکلات بپردازند.
• تمرکز بر روی اولویت‌های سازمانی: هر بخش از سازمان بر اساس نیازهای خود مانیتورینگ مخصوص به خود را دارد. برای مثال، تیم توسعه بر روی متریک‌های مرتبط با عملکرد سرویس‌ها تمرکز می‌کند و تیم عملیات بر روی مصرف منابع و پایداری سیستم نظارت دارد.

چگونه این هماهنگی را ایجاد کنیم؟

1. شناسایی بخش‌های کلیدی سازمان: ابتدا باید ساختار سازمانی خود را مشخص کنید و تعیین کنید که هر بخش یا تیم مسئول کدام سرویس‌ها یا سیستم‌ها است. برای مثال، در یک سازمان مبتنی بر میکروسرویس، ممکن است تیم‌های مختلفی برای توسعه، عملیات، پشتیبانی، و امنیت وجود داشته باشند که هر کدام بخش‌های خاصی از سیستم را مدیریت می‌کنند.
2. تخصیص مسئولیت‌های مانیتورینگ: هر تیم باید مسئول مانیتورینگ بخشی از سیستم باشد که با مسئولیت‌های روزمره آن تیم هم‌راستا است.
3. ایجاد داشبوردهای مرتبط: هر تیم باید به داشبوردهای مانیتورینگ مرتبط با وظایف خود دسترسی داشته باشد. برای مثال، تیم توسعه ممکن است داشبوردی داشته باشد که فقط وضعیت سرویس‌های خاصی را نمایش می‌دهد، در حالی که تیم امنیت داشبوردی دارد که فعالیت‌های غیرمعمول را رصد می‌کند.
4. ایجاد پروتکل‌های هشداردهی بر اساس ساختار سازمانی: هشدارها باید به صورت مستقیم به تیم‌های مسئول ارسال شوند. برای مثال، اگر مشکلی در زیرساخت رخ دهد، هشدار به تیم عملیات ارسال شود و اگر مشکلی در کد یا سرویس رخ دهد، تیم توسعه مطلع شود.

در پایان

مانیتورینگ در دنیای میکروسرویس‌ها یک چالش پیچیده است که نیازمند رعایت اصول و قواعد خاصی است. از مانیتورینگ متریک‌ها و لاگ‌ها گرفته تا نظارت بر سلامت و هشدارها، هر کدام از این اقدامات در بهبود کارایی، تشخیص زودهنگام مشکلات و اطمینان از عملکرد صحیح سیستم نقش حیاتی دارند. با بهره‌گیری از ابزارهای مناسب و رویکردهای جامع، می‌توان به طور موثر مانیتورینگ میکروسرویس‌ها را انجام داد و از پایداری و کارایی سیستم اطمینان حاصل کرد.