作者：竞霄
监控才能作为基础运维才能和中心稳定性措施，开发运维人员能够经过监控体系有效进行故障定位，预防潜在风险，剖析长期趋势进行容量规划和功能调优，是软件开发生命周期中必不可少的一环。与此一起，Serverless 作为云核算的最佳实践和未来演进趋势，其全保管免运维的运用体会和按量付费的本钱优势，使得其在云原生年代备受推崇，鄙人一个十年将成为云厂商供给的中心才能。随着 Serverless 的心智普及度越来越高，场景掩盖度越来越广，更多运用 PHP, Python，C/C++, Node.Js, Golang 等言语的用户开始进行 Serverless 架构升级。
关于这部分用户来说，传统的运用监控计划存在以下痛点：
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建造本钱高 ****需布置一整套监控体系，包含数据收集，目标传输，耐久化存储，可视化展示，告警等模块，增加了额外的资源本钱和人力本钱。
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埋点强侵略 ****需评估各言语，各结构，各接口的监控目标诉求，引进三方依靠进行繁琐地手动埋点。虽然关于 PHP, Python 等言语，现已有凭借对象（模块）替换增强的技能完成无需修正的目标收集，但其才能成熟度，结构兼容性，运转稳定性等方面都还有进一步提升的空间。
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运维杂乱 ****用户需求保证整个监控链路的低延时，高可用和目标准确性，需求比照剖析引进监控埋点后对原有运用功能上的影响并继续优化。
Serverless 产品需求供给一种一致的，开箱即用的，无侵略零改造的方式来完成恣意言语的运用监控才能，使得多言语用户能够充分享受 Serverless 带来的普惠技能盈利。 下面我们首先对其背后运用的 eBPF（Extended Berkeley Packet Filter） 技能进行介绍。
何为 eBPF？
eBPF 全称为 Extended Berkeley Packet Filter，始于 Linux 3.18，是一项革命性的 Linux 内核技能。eBPF 供给了根据体系或程序事情的高效，安全，无侵略履行特定代码的通用才能。在 eBPF 诞生之前，因为用户态与体系态彼此阻隔，运用程序无法直接处理内核数据，而如果直接修正内核又具备适当的杂乱性，每次开发或调试都需求重新编译，效率十分低下，安全性也无法保证。
eBPF 作为一个运转在内核中的虚拟机，允许开发人员直接提交 eBPF 程序，在不修正内核代码的情况下运转特定的功用。eBPF 程序根据事情驱动模型，当内核运转到特定 hook 点时会触发履行,预界说的 hook 点包含体系调用、函数进入/退出、内核 tracepoints、网络事情等。关于不存在的 hook 点也能够经过 KProbe,UProbe 进行动态埋点，供给内核态和用户态函数的追踪才能。凭借丰富的 hook 点，eBPF 技能可被广泛运用于包含网络监控、安全过滤和功能剖析等许多场景。
eBPF 的工作流程如下图所示，首先经过在用户空间内运用 LLVM 或许 GCC 将编写好的 eBPF 程序编译成为字节码，然后凭借体系调用 bpf 将其加载至内核中。eBPF 虚拟机将运用验证器对字节码进行安全性校验，如只能运用受限的 helper 辅佐函数，有限的循环次数和履行时刻，DAG 判别是否存在不可达代码等，避免其形成内核溃散。
安全校验后 eBPF 字节码将经过即时编译器（JIT，Just-In-Time Compiler）编译成为原生机器码，供给近乎内核本地代码的履行效率，并挂载到详细的 hook 点上。用户态程序与 eBPF 程序间经过常驻内存的 eBPF Map 结构进行双向通信，每当特定的事情发生时，eBPF 程序能够将收集的核算信息经过 Map 结构传递给上层用户态的运用程序，进行进一步数据处理与剖析。
SAE运用监控
SAE（Serverless 运用引擎）作为业界首款面向运用的 Serverless PaaS 平台，全保管免运维，完成了单体 Web 运用，微服务运用以及定时使命的 Serverless 化。其中心优势之一在于用户能够低心智担负，零改本钱钱的将其运用/使命直接布置至 SAE 中。目前在 JAVA 生态中，无论是代码包布置，监控调用链的集成，还是分布式调度结构的迁移，都能够让用户无需改动任何事务逻辑和版别依靠的情况下运用。
根据 eBPF 技能，SAE 运用监控支撑了针对恣意言语，恣意结构的无侵略目标收集与监控告警才能，供给包含运用/实例维度的黄金三目标 RED（请求数，过错数，呼应时刻）和 HTTP 状况码核算，以及供给服务与依靠服务的接口等级调用信息。凭借内置可视化大盘，开发运维人员能够及时评估当时运用对外服务状况，有效辨认用户体会、服务中断、事务反常等问题。
SAE 运用监控才能具备以下中心优势：
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免运维 ****开箱即用，布置即生效，用户无需额外运转维护监控告警组件。
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代码无侵入 ****无需任何代码埋点，无需任何依靠修正即可获取到丰富的监控数据。
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言语无关 ****经过内核层进行网络协议解析，支撑恣意言语，恣意结构。
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多协议掩盖 ****支撑对 HTTP,MySQL,Redis,Kafka,DNS 等网络协议，进行目标和链路的监控。
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高功能
****经过减少数据在内核态和用户态之间的拷贝，以极低的功能耗费获取目标数据。
技能完成上，SAE 经过将 eBPF 探针以 sidecar 的形式与用户事务程序布置在同一安全容器中,完成了多租阻隔。
eBPF 程序将会监听 accept/close/read/write/sendto/recvfrom 等体系调用，获取本地及远端地址，线程上下文，文件描述符 fd 等信息，一起相关当时容器实例信息产出原始事情。
然后将原始事情的内容发送至用户态程序。用户态程序进行运用层协议辨认，解析出协议的关键字段，匹配单条链路的请求和呼应，一起经过事情过滤，维度收敛，元信息相关，预聚合等过程进行数据加工，生成最终目标。最终周期性将收集目标上报至 Arms Promethues 中进行耐久化存储。
总结
面向未来，云核算将会全面 Serverless 化，多言语，全生态的支撑将会是 Serverless 产品发力的要点，SAE 运用监控才能同样会继续不断的演进和增强，目前现已全面上线了无侵略，多维度，高功能的运用中心目标监控和告警才能，欢迎我们运用。一起在后续的 RoadMap 中，SAE 将会推出大局调用拓扑，服务上下游依靠，调用链路详情等进阶功用，打造愈加完善的 Serverless 多言语可观测体系。
