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链路传递原理

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laziobird edited this page Feb 24, 2022 · 1 revision

链路数据如何传播

在Trace 传递中有一个核心的概念，叫Carrier(搬运工具)。它表示"搬运" Span中SpanContext 的工具。比方说Trace 为了把Span 信息传递下去，在HTTP调用场景中，会有HttpCarrier，在RPC 的调用场景中会有RpcCarrier 来搬运SpanContext。Trace 通过 Carrier可以把链路追踪状态从一个进程"搬运"到另一个进程里。
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数据传播基本操作

为了更清晰看懂数据传播的过程，我们先了解Span 在传播中有的基本操作
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  • StartSpan：Trace在具体操作中自动生成一个 Span
  • Inject 注入: 将Span 的SpanContext 写入到Carrier 的过程

链路数据为了进行网络传输，需要数据进行序列化和反序列化。这个过程Trace通过一个负责数据序列化反序列化上下文的Formatter接口实现的。例如在HttpCarrier使用中通常就会有一个对应的HttpFormatter。所以Inject 注入是委托给Formatter将SpanContext 进行序列化写入Carrier。
Formatter提供不同场景序列化的数据格式，叫做Format描述。比如：

  • Text Map: 基于字符串的Map记录 SpanContext 信息，适用RPC网络传输
  • HTTP Headers: 方便解析HTTP Headers信息，用于HTTP传输

一个Python程序实现Inject 注入过程，Formatter 序列化SpanContext成Text Map格式

##Trace 生成一个span
    tracer = Tracer()
    span = tracer.start_span(operation_name='test')
    tracer.inject(
        span_context=span.context,
        format=Format.TEXT_MAP,
        carrier=carrier)

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  • Extract 提取: 将SpanContext 从Carrier 中Extract（提取出来)
span_ctx = tracer.extract(format=Format.TEXT_MAP, carrier={})

同理，从Carrier提取的过程也需要委托Formatter将SpanContext反序列化。
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运行原理

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图一：链路数据在HTTP传递
我们基于HTTP通信解释传播原理。由图一，这个过程大致分为两步：
1、发送端将 SpanContext 注入到请求中，相应伪代码实现

/**
** 将 SpanContext 中的 TraceId，SpanId，Baggage 等根据 format 参数注入到请求中（Carrier）
** carrier := opentracing.HTTPHeadersCarrier(httpReq.Header)
** err := Tracer.Inject(Span.Context(), opentracing.HTTPHeaders, carrier)
**/
Inject(sm SpanContext, format interface{}, carrier interface{}) error

2、接收端从请求中解析出 SpanContext，相应伪代码实现

// Inject() takes the `sm` SpanContext instance and injects it for
// propagation within `carrier`. The actual type of `carrier` depends on
/** 根据 format 参数从请求（Carrier）中解析出 SpanContext（包括 TraceId、SpanId、baggage）。
** 例如： 
**  carrier := opentracing.HTTPHeadersCarrier(httpReq.Header)
**  clientContext, err := Tracer.Extract(opentracing.HTTPHeaders, carrier)
**/
Extract(format interface{}, carrier interface{}) (SpanContext, error)

Carrier 负责将追踪状态从一个进程"Carry"（搬运）到另一个进程。对于一个 Carrier，如果已经被 Injected，那么它也可以被 Extracted（提取），从而得到一个SpanContext 实例。这个 SpanContext 代表着被 Injected 到 Carrier 的信息。
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说到这里，你可能想知道这个Carrier 在HTTP中具体在哪。其实它就保存到HTTP的Headers中。而且，W3C组织为HTTP支持链路追踪专门在Headers 中定义了Trace 标准

https://www.w3.org/TR/trace-context/#trace-context-http-headers-format

W3C组织是对网络标准制定的一个非盈利组织，W3C是万维网联盟的缩写，像HTML、XHTML、CSS、XML的标准就是由W3C来定制

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