OpenTelemetry (noto anche come OTel) è una raccolta di strumenti, API e SDK utilizzati per la strumentazione, la generazione, la raccolta e l'esportazione di dati di telemetria (metriche, log e tracce) per l'analisi. La Cloud Native Computing Foundation (CNCF) gestisce questa piattaforma di osservabilità open source, che mira a fornire tutti i componenti necessari per osservare i tuoi servizi in modo indipendente dal fornitore.
OpenTelemetry consente agli sviluppatori di creare pipeline di raccolta dati di telemetria standardizzate e interoperabili in un'ampia gamma di settori. Rende facile per gli sviluppatori dotare il proprio software di dati di telemetria, sia che stiano lavorando su un piccolo progetto interno o su un sistema distribuito su larga scala.
L'osservabilità sta diventando un obiettivo importante dello sviluppo software in molti campi, ma soprattutto nel settore dell'Internet delle cose (IoT). Le implementazioni IoT sono iperdistribuite, con milioni di dispositivi connessi.
Poiché i dispositivi IoT hanno capacità informatiche limitate, potrebbe non essere possibile monitorarli utilizzando gli strumenti tradizionali. È qui che entra in gioco OpenTelemetry, fornendo modalità flessibili per raccogliere dati di telemetria dai dispositivi IoT e ottenere osservabilità anche per gli ambienti IoT più complessi.
Introdurremo le basi di OpenTelemetry e poi spiegheremo come può aiutare a monitorare e gestire le comunicazioni IoT, in particolare utilizzando Protocollo MQTT.
3 concetti fondamentali di OpenTelemetry
N. 1: metriche
Le metriche in OpenTelemetry sono rappresentazioni numeriche di dati misurati su intervalli di tempo. Potrebbero trattarsi di misurazioni delle proprietà del sistema come l'utilizzo della CPU e del consumo di memoria o di parametri aziendali personalizzati come il numero di articoli in un carrello.
Le metriche aiutano gli sviluppatori a monitorare lo stato delle loro applicazioni e a prendere decisioni informate sull'allocazione delle risorse, sull'ottimizzazione delle prestazioni e su molti altri aspetti dello sviluppo e della manutenzione delle applicazioni.
N. 2: registri
In OpenTelemetry, i log sono record con timestamp di eventi discreti. Questi eventi potrebbero essere qualsiasi cosa, da un errore o un'eccezione nel codice, a un evento di sistema o a un'operazione dell'utente.
I log sono fondamentali per comprendere il comportamento di un'applicazione e per scopi di debug. Forniscono una visione granulare degli eventi che si verificano all'interno di un'applicazione, semplificando l'identificazione e la risoluzione dei problemi.
N. 3: Tracciamento
Uno dei concetti fondamentali di OpenTelemetry è il tracciamento. Una traccia in OpenTelemetry è definita come la rappresentazione di una serie di eventi causalmente correlati in un sistema.
Questi eventi possono essere qualsiasi cosa, dall'inizio alla fine di una richiesta, una query sul database o una chiamata a un servizio esterno. La traccia aiuta gli sviluppatori a comprendere la sequenza di eventi che hanno portato a un particolare risultato, semplificando il debug e l'ottimizzazione delle loro applicazioni.
Componenti di OpenTelemetry
Analizziamo i componenti di OpenTelemetry. Il diagramma seguente illustra come lavorano insieme.
Raccoglitore OpenTelemetry
OpenTelemetry Collector funge da ponte indipendente dal fornitore tra le tue applicazioni e i backend che elaborano i dati. Il Collector può inserire, elaborare ed esportare dati di telemetria.
Funziona come intermediario, consentendoti di ridurre il numero di punti di contatto che le tue applicazioni devono stabilire con il backend di telemetria. Standardizza inoltre i dati in modo che possano essere letti da diversi backend di telemetria.
SDK per la lingua
OpenTelemetry fornisce Language SDK in diversi linguaggi come Java, Python e Go, tra gli altri. Gli SDK sono necessari affinché gli sviluppatori possano strumentare il proprio codice per acquisire dati di telemetria.
Forniscono API per la strumentazione manuale e includono anche librerie di strumentazione automatica. Gli SDK gestiscono anche la logica di batch e di ripetizione dei tentativi, consentendo agli sviluppatori di garantire più facilmente una consegna affidabile dei dati.
Agenti e strumentazione
Gli agenti sono i componenti che installi nei tuoi servizi per generare dati di telemetria. Strumentano automaticamente il tuo codice, aggiungendo tracce e raccolta di dati metrici con modifiche minime al codice.
La strumentazione è il codice che viene inserito nelle tue applicazioni per raccogliere i dati. Può essere manuale, quando gli sviluppatori lo aggiungono al loro codice, o automatico, fornito dagli agenti.
esportatori
Gli esportatori sono i componenti che trasmettono i dati di telemetria dai tuoi servizi ai backend. Trasformano i dati in un formato comprensibile dal tuo backend. OpenTelemetry fornisce diversi esportatori per backend comuni come Jaeger e Prometheus, ma puoi anche scrivere i tuoi esportatori personalizzati.
Vantaggi di OpenTelemetry per le distribuzioni IoT
OpenTelemetry viene sempre più utilizzato per supportare l'osservabilità negli ambienti IoT. Ecco diversi modi in cui questa versatile piattaforma può apportare vantaggi alle organizzazioni che gestiscono implementazioni IoT su larga scala:
- Osservabilità migliorata: Integrando i sistemi Internet of Things (IoT) con OpenTelemetry, puoi raccogliere dati da varie fonti, inclusi i dispositivi connessi, per ottenere una visione olistica della funzionalità del sistema. Questa visione completa è preziosa per identificare colli di bottiglia, potenziali guasti e aree di ottimizzazione.
- Risoluzione dei problemi migliorata: OpenTelemetry aiuta anche nella risoluzione dei problemi fornendo informazioni dettagliate sulle operazioni del sistema. Quando sorgono problemi, può essere difficile identificarne la causa principale, soprattutto nei sistemi distribuiti. Tuttavia, i dati di traccia e di registro di OpenTelemetry possono aiutare a individuare il punto di errore e mantenere il tempo di attività del sistema.
- Monitoraggio delle prestazioni: Il monitoraggio delle prestazioni è un altro vantaggio significativo dell'utilizzo di OpenTelemetry. Consente agli sviluppatori di monitorare le prestazioni delle loro applicazioni in tempo reale, garantendo che soddisfino gli standard prestazionali desiderati. Se le prestazioni diminuiscono, gli sviluppatori possono utilizzare le metriche dettagliate fornite da OpenTelemetry per identificare la causa e implementare le ottimizzazioni necessarie.
- Approfondimenti sulla sicurezza: OpenTelemetry fornisce preziose informazioni sulla sicurezza quando viene utilizzato per tenere traccia di eventi relativi alla sicurezza come i tentativi di accesso. Guadagnare visibilità metriche di sicurezza e analizzarli può aiutare a identificare violazioni o vulnerabilità della sicurezza, rispondere ad esse e proteggere i sistemi IoT.
- Facilitare la tracciabilità distribuita: OpenTelemetry facilita la tracciabilità distribuita, una caratteristica cruciale nell'architettura dei microservizi. La traccia distribuita aiuta gli sviluppatori a comprendere il percorso di una richiesta mentre attraversa vari microservizi. Ciò è determinante per diagnosticare i problemi e ottimizzare l'interazione dei servizi negli ambienti IoT.
Utilizzo di OpenTelemetry con MQTT
MQTT (trasporto di telemetria delle code di messaggi) è un popolare protocollo di messaggistica leggero ampiamente utilizzato nelle distribuzioni IoT. La forza di MQTT risiede nella sua semplicità ed efficienza, che lo rendono adatto a scenari in cui la larghezza di banda della rete è limitata.
Se abbinato a OpenTelemetry, MQTT acquisisce la potenza di un quadro di osservabilità completo. Ecco come OpenTelemetry integra MQTT:
- Arricchimento dei dati: OpenTelemetry può arricchire i pacchetti di dati trasmessi tramite MQTT con metadati aggiuntivi. Ciò potrebbe includere informazioni come identificatori del dispositivo, tag di posizione e altro. Questi dati arricchiti forniscono una visione più contestualizzata delle operazioni, facilitando così l'elaborazione di approfondimenti significativi.
- Raccolta dati centralizzata: OpenTelemetry può raccogliere dati da più broker MQTT e aggregarli in un archivio dati centralizzato. Ciò è particolarmente utile per le implementazioni IoT su larga scala che coinvolgono più broker che diffondono messaggi a numerosi dispositivi.
- Monitoraggio in tempo reale: Utilizzando OpenTelemetry, le organizzazioni possono abilitare il monitoraggio in tempo reale dei messaggi MQTT. Questa funzionalità aiuta a identificare eventuali ritardi o colli di bottiglia nella consegna dei messaggi, il che è vitale per le applicazioni IoT mission-critical in cui la latenza può avere ripercussioni significative.
- Flessibilità nell'esportazione dei dati: Con i vari esportatori di OpenTelemetry, puoi inviare i tuoi dati di telemetria a una varietà di backend di dati per ulteriori analisi. Ad esempio, puoi esportare dati da MQTT a soluzioni basate su cloud come Monitoraggio di Azure o una configurazione locale come Grafana.
- Analisi e approfondimenti: Combinando le leggere capacità di trasmissione dei dati di MQTT con la solida analisi di OpenTelemetry, le organizzazioni possono eseguire analisi approfondite dei propri dati. Questo abbinamento consente di ottimizzare le prestazioni dei dispositivi, eseguire la manutenzione predittiva e persino identificare le tendenze del mercato in base al comportamento degli utenti.
MQTT con OpenTelemetry: metriche chiave da monitorare
OpenTelemetry può fornire informazioni preziose sulle prestazioni di un ambiente MQTT. Diamo un'occhiata ai parametri chiave da monitorare.
Metriche del cliente
Le metriche dei clienti sono cruciali in quanto forniscono informazioni dettagliate sulle prestazioni di ciascun client MQTT. Questi includono metriche come il numero di messaggi pubblicati, il numero di messaggi ricevuti e il numero di connessioni attive. Il monitoraggio di questi parametri può aiutarti a identificare eventuali client con prestazioni inferiori o che causano problemi nel tuo sistema.
Metriche dei messaggi
Le metriche dei messaggi offrono una panoramica del flusso complessivo dei messaggi nel tuo sistema. Questi includono parametri come il numero totale di messaggi inviati e ricevuti e la dimensione dei messaggi.
Monitorando questi parametri, puoi ottenere informazioni dettagliate sul carico del tuo sistema e identificare eventuali colli di bottiglia o problemi.
Metriche del broker
Le metriche del broker forniscono informazioni dettagliate sulle prestazioni del tuo broker MQTT. Questi includono parametri come il numero di client connessi, il numero di abbonamenti e l'utilizzo della memoria da parte del broker.
Il monitoraggio di questi parametri può aiutarti a garantire che il tuo broker funzioni in modo ottimale e a identificare tempestivamente eventuali problemi.
Metriche di latenza
Le metriche di latenza sono cruciali per comprendere le prestazioni del tuo sistema. Questi includono parametri come la latenza end-to-end e la latenza delle singole operazioni. Una latenza elevata può influire sulle prestazioni e sull'affidabilità del tuo sistema, quindi il monitoraggio di questi parametri può aiutarti a identificare e risolvere tempestivamente eventuali problemi.
Metriche di errori e guasti
Le misurazioni degli errori e dei guasti sono essenziali per comprendere l'affidabilità del sistema. Questi includono parametri come il numero di messaggi ignorati, il numero di disconnessioni e il numero di errori generati dai tuoi clienti o broker.
Il monitoraggio di questi parametri può aiutarti a rilevare e risolvere tempestivamente i problemi, riducendo l'impatto sulle prestazioni e sull'affidabilità del tuo sistema.
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- Fonte: https://www.iotforall.com/the-benefits-of-opentelemetry-for-mqtt-and-iot-observability
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