امروزه، با گسترش فناوری‌های ابری و معماری‌های پیچیده نرم‌افزاری، نظارت بر عملکرد سیستم‌ها به چالشی بزرگ برای تیم‌های IT و دواپس تبدیل شده است. دیگر نمی‌توان صرفا با ابزارهای سنتی مانیتورینگ به درک کاملی از وضعیت سیستم دست یافت. اینجاست که مفهوم مشاهده‌پذیری یا Observability وارد میدان می‌شود. اما مشاهده‌پذیری دقیقاً چیست و چه تفاوتی با مانیتورینگ دارد؟ در این مقاله، به این سوالات پاسخ خواهیم داد و به بررسی اهمیت و مزایای آن می‌پردازیم.
مشاهده‌پذیری چیست؟
به زبان ساده، مشاهده‌پذیری به معنای توانایی اندازه‌گیری وضعیت داخلی یک سیستم با بررسی خروجی‌های آن است. به‌عبارت دیگر، اگر بتوان با استفاده از داده‌هایی که از سیستم خارج می‌شوند (مانند لاگ‌ها، متریک‌ها و تریس‌ها) وضعیت فعلی آن را تخمین زد، آن سیستم «مشاهده‌پذیر» است. این مفهوم ریشه در نظریه کنترل دارد، اما امروزه کاربرد گسترده‌ای در بهبود عملکرد سیستم‌های IT پیدا کرده است.
مشاهده‌پذیری به شما اجازه می‌دهد تا پرسش‌هایی مانند «چرا X خراب شده است؟» یا «علت تاخیر در حال حاضر چیست؟» را بپرسید و پاسخ‌های دقیقی دریافت کنید. این ویژگی در محیط‌های ابری و سیستم‌های توزیع‌شده که دارای اجزای بسیار زیادی هستند، بسیار حیاتی است.
تفاوت مانیتورینگ و مشاهده‌پذیری
در نگاه اول، شاید تصور کنید که مشاهده‌پذیری همان مانیتورینگ است، اما این ۲ مفهوم تفاوت‌های کلیدی دارند. مانیتورینگ به معنای نظارت بر عملکرد سیستم در طول زمان است. در مانیتورینگ، شما از قبل مشخص می‌کنید که چه چیزهایی را باید تحت نظر داشته باشید و داشبوردهایی را برای هشدار در مورد مشکلات احتمالی ایجاد می‌کنید. این روش برای سیستم‌های ساده‌تر مناسب است، اما در محیط‌های ابری و پویا که مشکلات غیرمنتظره رخ می‌دهند، کارایی خود را از دست می‌دهد.
در مقابل، مشاهده‌پذیری به شما اجازه می‌دهد تا با بررسی داده‌های سیستم، مشکلات ناشناخته را کشف و علت ریشه‌ای آن‌ها را پیدا کنید. به عبارت دیگر، شما نیازی ندارید از قبل بدانید چه مشکلاتی ممکن است به وجود بیایند، بلکه با بررسی داده‌ها می‌توانید به سوالات جدید پاسخ دهید. مشاهده‌پذیری از داده‌ها و بینش‌هایی که مانیتورینگ تولید می‌کند برای ایجاد درک جامعی از سیستم استفاده می‌کند.
به‌طور خلاصه، مانیتورینگ یک عمل است و مشاهده‌پذیری یک ویژگی به‌حساب می‌آید. مانیتورینگ برای «مشکلات شناخته شده» مناسب است، در حالی که مشاهده‌پذیری برای «مشکلات ناشناخته» طراحی شده است.
چرا مشاهده‌پذیری مهم است؟
مشاهده‌پذیری در توسعه نرم‌افزار بسیار مهم است، زیرا کنترل بیشتری بر سیستم‌های پیچیده به شما می‌دهد. سیستم‌های توزیع‌شده بخش‌های متحرک بیشتری دارند، بنابراین تعداد و انواع خرابی‌هایی که می‌توانند رخ دهند نیز بیشتر است. علاوه بر این، سیستم‌های توزیع‌شده به‌طور مداوم به‌روز می‌شوند و هر تغییر می‌تواند یک نوع خرابی جدید ایجاد کند.
در محیط‌های پیچیده و توزیع شده، درک مشکل فعلی بسیار چالش برانگیز است، زیرا «ناشناخته‌های ناشناخته» بیشتری تولید می‌کند. از آنجایی که مانیتورینگ به «شناخته‌های ناشناخته» نیاز دارد، اغلب در این محیط‌های پیچیده به اندازه کافی به مشکلات رسیدگی نمی‌کند.
مشاهده‌پذیری برای غیرقابل پیش‌بینی بودن سیستم‌های توزیع شده مناسب‌تر است، عمدتاً به این دلیل که به شما امکان می‌دهد در هنگام بروز مشکلات، سوالاتی در مورد رفتار سیستم خود بپرسید.
ستون‌های اصلی مشاهده‌پذیری چیست؟
مشاهده‌پذیری بر پایه ۳ نوع داده اصلی استوار است که به آن‌ها «سه ستون مشاهده‌پذیری» گفته می‌شود:
- لاگ‌ها (Logs): لاگ‌ها، ثبت‌کننده‌ی متنی رویدادهایی هستند که در سیستم رخ می‌دهند. هر لاگ شامل یک مُهر زمان (timestamp) و اطلاعات مربوط به رویداد است.
- متریک‌ها (Metrics): متریک‌ها، مقادیر عددی هستند که در طول زمان اندازه‌گیری می‌شوند و معیارهایی مانند CPU، حافظه، یا زمان پاسخ‌دهی را نشان می‌دهند.
- تریس‌ها (Traces): تریس‌ها، مسیر درخواست را از ابتدا تا انتها در سیستمی توزیع‌شده دنبال می‌کنند. هر تریس شامل «اسپن‌ها» (Span) است که اطلاعات مربوط به هر عملیات انجام شده در طول مسیر را نشان می‌دهند.
برای دستیابی به مشاهده‌پذیری واقعی، باید این ۳ ستون را با هم ادغام کرد و از آن‌ها به صورت مجزا استفاده نکرد. این کار به شما کمک می‌کند تا نه تنها زمان وقوع مشکلات را متوجه شوید، بلکه علت وقوع آن‌ها را نیز درک کنید.
مزایای مشاهده‌پذیری
مشاهده‌پذیری مزایای متعددی را برای تیم‌های توسعه و کسب‌وکار به همراه دارد:
- دید بهتر: مشاهده‌پذیری دید کاملی از سیستم‌های توزیع‌شده به شما می‌دهد و به شما کمک می‌کند تا بفهمید چه سرویس‌هایی در حال اجرا هستند، عملکرد برنامه‌ها چگونه است و چه تغییراتی در سیستم رخ داده است.
- هشداردهی بهتر: با استفاده از مشاهده‌پذیری، می‌توانید مشکلات را سریع‌تر کشف و رفع کنید و با دید عمیق‌تر، تغییرات سیستم را بررسی کرده و در صورت نیاز، مشکلات را رفع کنید.
- بهبود گردش کار: مشاهده‌پذیری به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا مسیر یک درخواست را به‌صورت سرتاسری ببینند و با اطلاعات متنی مرتبط با مشکل، فرآیند بررسی و رفع اشکال را بهینه‌سازی کنند.
- صرفه‌جویی در زمان: با مشاهده‌پذیری، اطلاعات به‌راحتی در دسترس است و دیگر نیازی به پیگیری اطلاعات از منابع مختلف نیست.
- افزایش سرعت توسعه: مشاهده‌پذیری با کارآمدتر کردن مانیتورینگ و عیب‌یابی، زمان توسعه را کاهش می‌دهد و به مهندسان این امکان را می‌دهد تا بر روی نوآوری‌ها تمرکز کنند.
- بهبود تجربه کاربری: با کمک داده‌های مربوط به تجربه کاربر (User Experience)، می توانید مشکلات را پیش از اینکه کاربر آن‌ها را ببیند حل کنید.
چالش‌های مشاهده‌پذیری چیست؟
در کنار مزایا، مشاهده‌پذیری چالش‌هایی نیز دارد:
- حجم زیاد داده: سیستم‌های ابری حجم بسیار زیادی از داده را تولید می‌کنند که تفسیر و تحلیل آن‌ها دشوار است.
- سیلوهای داده: وجود ابزارهای مانیتورینگ مختلف و منابع داده پراکنده، درک وابستگی‌های بین سیستم‌ها را دشوار می‌کند.
- ابزارهای متعدد: استفاده از ابزارهای متعدد برای جمع‌آوری داده‌ها و مشاهده‌پذیری، فرآیند عیب‌یابی را پیچیده و زمان‌بر می‌کند.
- عدم امکان پیش‌بینی مشکلات: در محیط‌های پویا و پیچیده، پیش‌بینی انواع مشکلات غیرممکن است و نیاز به ابزاری برای تحلیل مشکلات ناشناخته داریم.
راهکارهای عملی برای مشاهده‌پذیری
برای مقابله با چالش‌های مشاهده‌پذیری، باید به نکات زیر توجه کرد:
- استفاده از ابزارهای یکپارچه: استفاده از پلتفرمی یکپارچه که تمامی داده‌ها را از منابع مختلف جمع‌آوری می‌کند و امکان تحلیل آن‌ها را فراهم می‌کند، ضروری است.
- به کارگیری هوش مصنوعی: استفاده از هوش مصنوعی برای تحلیل خودکار داده‌ها، شناسایی الگوهای غیرعادی و تشخیص علت ریشه‌ای مشکلات، بسیار کارآمد است.
- خودکارسازی فرآیندها: خودکارسازی جمع‌آوری داده‌ها، کشف وابستگی‌ها و ایجاد نقشه‌های توپولوژی، به شما کمک می‌کند تا از حجم بالای کارها کاسته و بر روی نوآوری تمرکز کنید.
- توجه به تجربه کاربر: در کنار لاگ‌ها، متریک‌ها و تریس‌ها، باید داده‌های مربوط به تجربه کاربر را نیز جمع‌آوری و تحلیل کرد تا درک کاملی از عملکرد سیستم به دست آورید.
جمع‌بندی
مشاهده‌پذیری، فراتر از مانیتورینگ سنتی است و دید عمیق‌تری از عملکرد سیستم‌ها در اختیار شما قرار می‌دهد. با استفاده از مشاهده‌پذیری، می‌توانید مشکلات را سریع‌تر شناسایی و رفع کنید، عملکرد برنامه‌ها را بهبود دهید و در نهایت، تجربه کاربری بهتری را ارائه دهید. در دنیای پیچیده امروز، مشاهده‌پذیری به یک ضرورت برای سازمان‌هایی تبدیل شده است که به دنبال پایداری، امنیت و نوآوری هستند.
