22、skywalking的Trace数据协议

一、前提：组件组成

trace: 一个完整的链路由多个segment组成
segment: 一个请求在一个进程内的轨迹片段
span:一个请求在某个进程里的一个组件\逻辑内的轨迹片段

trace 对 segment : 1 对 n
segment 对 span : 1 对 n

1. 基本组件图示

image.png

2. 组件关联关系

从上图中可以看出，两种关系：

trace关系
1.1 一个trace内的所有span的traceid是相同的
ref 关联关系
2.1 后一个segment的Entryspan总是与前一个segment中的某个ExitSpan关联：
2.2 后一个segment中的处理的请求源自前一个segment；
2.3 ref关系满足请求的一出一入原则；对Segment来说是一入多（0..n）出原则
parent关系
3.1 通常一个Segment中有一个EntrySpan,是Segment内其他span的根parent.
3.2 segment内的span是树状组织关系
3.3 新Segment内EntrySpan的parentSpanId 是上游Segment对应ExitSpan的spanId

二、Trace的数据协议

1. Trace数据协议格式

Trace数据协议格式参考Trace Data Protocol v3，其中有grpc 和 http两个维度的介绍，这里从http的视角解读注意事项，首先两个关键协议格式：
1.1 其中http格式的协议参考：HTTP 1.1
1.2 跨进程传播头部协议参考：SkyWalking Cross Process Propagation Headers Protocol

2. 数据关联

对于EntrySpan来说，如果其对应上游Segment的某个ExitSpan,那么需要留意ref中字段与对应的ExitSpan之间的数据关系，而ExitSpan的数据则有跨进程传播头部协议承载（下表格中用Header表示）
ExitSpan -> 跨进程传播头部协议(Header) -> EntrySpan-ref

ref类型	ref名称	对应Header值	备注
RefType	refType	CrossProcess 、CrossThread	Header中的值是0/1，0：跨线程，1：跨进程
String	traceId	traceId
String	parentTraceSegmentId	parentTraceSegmentId
int	parentSpanId	SpanId，即上游Segment对应ExitSpan的SpanId
String	parentService	parentService
String	parentServiceInstance	parentServiceInstance
String	parentEndpoint	endpoint
String	networkAddressUsedAtPeer	peer

3. Trace的数据协议特殊字段说明

按照官方链接仔细阅读，基本都没问题，这边只列举几个容易争议的

EntrySpan 没有peer
ExitSpan 必须有peer
没有上游Segment的EntrySpan，parentSpanId = -1,有上游Segment的EntrySpan,其parentSpanId 是其对应的ExitSpan的spanId
traceId 不是链路中首个Segment的SegmentId，而是其后又生成的一个Id

附语

对skywalking架构设计、性能调优感兴趣可以查看作者的文章：

【Skywalking on the way-千亿级的数据储能、毫秒级的查询耗时】
【当月亮守护地球 | SkyWalking Agent守护你的应用...有它相伴才安逸】

如果这些内容对您有所帮助，或者有所启发的话，可以关注公众号：「架构染色」，进行交流和学习。