探索链路追踪在.NET6工业物联网项目的应用

ExploringIoTDistributedTracingNet6

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可能遇到的问题

工业物联网项目自上而下一般分为ERP、Mes、SCADA、WCS、边缘网关、设备等

一个生产订单从SAP发送到设备要经过上述多个系统，当某个环节出现问题，可能需要各个团队共同查找问题，最传统的做法是翻阅各个系统的日志文件，这无疑是非常糟糕和低效的。

APM系统既可以帮你查找问题，又可以定位整个系统的瓶颈。

应用性能监控

APM(Application Performance Monitor)，用来监控你的软件性能及行为。通常包括：

• Metrics 指标

  如CPU、内存、磁盘I/O、网络I/O等

• Logs 日志

  通常程序输出的不同等级日志Debug、Info、Error等

• Traces 分布式追踪

  包含请求中每个子操作的调用链路、开始和结束时间、传递的参数、对数据库的操作等

OpenTelemetry

OpenTelemetry是谷歌和微软推出的一套平台无关、厂商无关的协议标准，是OpenTracing和OpenCensus的大统一，使得开发人员能够方便的添加或更换底层APM的实现。我们可以使用它的数据收集中间件：

生成、收集数据（Metrics,Logs and traces）

将数据推送到Jaeger(或Zipkin、SkyWalking等后端)

支持.Net、C++、Go、Java、js、Python等11种语言（平台）

可以采集.Net项目的AspNetCore、Http、EFCore、HttpClient、Grpc等诊断数据

官方代码段

// Define some important constants and the activity source
var serviceName = "MyCompany.MyProduct.MyService";
var serviceVersion = "1.0.0";
var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);
// Configure important OpenTelemetry settings, the console exporter, and automatic instrumentation
builder.Services.AddOpenTelemetryTracing(b =>
{
    b
    .AddConsoleExporter()
    .AddSource(serviceName)
    .SetResourceBuilder(
        ResourceBuilder.CreateDefault()
            .AddService(serviceName: serviceName, serviceVersion: serviceVersion))
    .AddHttpClientInstrumentation()
    .AddAspNetCoreInstrumentation();
});
var app = builder.Build();
var httpClient = new HttpClient();
app.MapGet("/hello", async () =>
{
    var html = await httpClient.GetStringAsync("https://example.com/");
    if (string.IsNullOrWhiteSpace(html))
        return "Hello, World!";
    else
        return "Hello, World!";
});

app.Run();

Jaeger

Jaeger是开源的分布式追踪系统，OpenTelemetry可以将收集到的数据导入到这个里面进行存储和查询。

Seq

项目使用seq作为日志平台，轻量且.Net友好，支持sql查询以及图表展示，你也可以使用Nlog+Elasticsearch+Kibana。

项目目录

.
├──WebApp //webapp
├──WebApi //webapi
├──IoTGatewayService //模拟网关
├──Device //模拟设备
└──LogService //日志消费服务

项目介绍

项目	项目类型	作用	说明
Device	控制台	模拟一个Modbus-TCP设备	当设定温度变化会输出日志
IoTGatewayService	Grpc服务	模拟数据采集的网关	开放设定温度的Grpc接口 使用Modbus协议将温度下发给设备
WebApi	WebApi	提供设定温度Api	接收用户输入的温度 使用Grpc调用网关服务 操作日志写入数据库 将操作日志发送到RabbitMq
WebApp	Web应用	用户访问	接收用户输入的温度 调用WebApi 展示结果
LogService	WorkerService	后台服务	消费RabbitMq日志消息

启动方式

1. 使用docker-compose运行jaeger、rabbitmq、postgres、seq

   docker-compose up -d

1. VisualStudio启动多个项目

1. 访问Web,输入设定温度，回车确认

1. 访问Jaeger，查看链路追踪

1. 访问Seq,查看日志

采样率

项目中后期可使用过滤器或降低采样率来减小数据收集对系统性能的影响。

源码

在这里ExploringIoTDistributedTracingNet6

相关链接

[1] OpenTelemetry:https://opentelemetry.io/docs/instrumentation/net/

[2] Jaeger:https://www.jaegertracing.io/

[3] Seq:https://datalust.co/seq

[4] 源码:https://github.com/iioter/ExploringIoTDistributedTracingNet6

[5] IoTGateway:https://github.com/iioter/iotgateway

[6] opentelemetry文章:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwNTMxMzg1MA==&mid=2654082294&idx=7&sn=472afb8235cd1dee322641b8add3e77c&chksm=80d830a3b7afb9b5dbba5cabe072a310820c75acf2097ad138c07b0792eab91ffbf340b43741&token=348599805&lang=zh_CN#rd

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