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# コンピューターサイエンス# ソフトウェア工学

マイクロサービスにおける新しい可観測性のアプローチ

クラウドネイティブアプリケーションの可観測性を評価して改善するためのツール。

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目次

可視性は、特にマイクロサービスを使って構築されたクラウドネイティブアプリケーションの成功にとって超重要だよ。マイクロサービスは、小さくて独立したサービスで、全体のアプリケーションを形成するために一緒に動く。これによって柔軟性やスケーラビリティが得られるけど、一方で信頼性に関する課題も出てくる。これらのサービスが問題に直面すると、それが分散型の性質やいろんな要素が関わってるせいで、開発者が何が間違ったのかを見つけるのが難しくなるんだ。

可視性の課題

開発者は、こうしたアプリケーションの可視性を設定する際に多くの問題に直面する。可視性って、モニタリング、トレーシング、ロギングを通じてアプリケーションのパフォーマンスや動作を追跡することなんだけど、実装は簡単じゃない。慎重な考えと計画が必要だし、適切なツールを選んだり、メトリクスを追跡する方法を決めたり、パラメータを正しく設定したりしなきゃいけない。これをうまくやらないと、可視性の努力が問題を隠すことになっちゃう。

さらに、可視性ツールのメンテナンスには時間とお金がかかるから、コストとその利益のバランスを取るのが難しくなる。加えて、こうした決定は一度きりのタスクじゃなくて、システムに変更を加えるたびに見直す必要があるんだ。

系統的な方法の欠如

可視性の重要性はあるけど、多くの開発者はデザインの選択をする際に直感や個人的な経験に頼っている。これは心配だね、こうした決定は理想的には具体的な証拠に基づくべきだから。今のところ、可視性の設定がうまく機能しているかを評価するための系統的な方法はあまりない。開発者は、自分が選んだツールや設定がニーズに合っているかどうかについて明確な情報が不足していることが多い。

ソフトウェア開発の世界では、実験はアプリケーションのさまざまな側面を評価するための信頼できる方法だ。これまでのところ、実験は主にパフォーマンスやスケーラビリティに焦点を当ててきた。最近では、システムの信頼性をテストするために一部の人たちがこの手法を使うようになって、これをカオスエンジニアリングと呼んでいる。でも、可視性を評価するための実験の使用はまだ限られているんだ。

可視性評価のための新しいツールの導入

可視性の設定を評価する挑戦に対処するために、開発者が可視性の設定を体系的に評価できるようにサポートする新しいツールが作られた。このツールを使えば、実践者は異なる可視性デザインを比較する実験を実行できる。実験の設定と実行を自動化することで、開発者は可視性ツールがどれだけうまく機能しているかについての具体的な証拠を得られるんだ。

ツールの主な機能

  1. 簡単な実験設定: ツールを使えば、ユーザーは簡単に実験を作成・管理できる。このシステムはテストを繰り返し、共有できるようにするから、貴重なデータを集めやすくなる。

  2. カスタム負荷パターン: ユーザーは、現実のシナリオを模した異なる負荷条件を定義できる。このことで、テストが通常の状態やストレスの多い状態でアプリケーションがどう動くかを反映することができる。

  3. 自動化プロセス: ツールは、アプリケーションの設定からデータ収集、報告まで、実験プロセスの各ステップを効率化する。この自動化は開発者の負担を減らして、より頻繁なテストを可能にするんだ。

  4. 障害測定: ツールは、可視性システムが障害をどれだけうまく検出できるかを測るシンプルな方法を使う。この側面に焦点を当てることで、開発者はテスト中に障害が認識されたかどうかを示す明確なメトリクスを集められる。

ツールの使い方

プロセスは、開発者が特定の実験を選択または設定することから始まる。テスト対象のアプリケーションは、コードとしてのインフラ(IaC)を使ってデプロイされ、設定されるから、異なる設定を管理するのが簡単になる。

設定が終わったら、ツールは開発者にアプリケーション環境に対していくつかの処置を適用させる。これらの調整は可視性設定を変更し、問題をどう捕らえるかを確認するために障害を適用する。実験が実行されると、ツールはアプリケーションのパフォーマンスに関するデータを集め、開発者は後で結果を分析できる。

実験が終わると、結果をまとめたレポートが生成される。このレポートは、障害が検出されたかどうかを示し、結果を解釈するための視覚的なデータを提供するんだ。

開発者への実践的な応用

開発者は、このツールをいろんな方法で使える。現在の可視性設定の効果をたまに評価するのに役立つし、継続的デリバリーパイプラインに統合することもできる。後者の場合、開発者は障害がどれだけうまく追跡されているかと可視性ツールのコストのトレードオフを監視して、信頼性に関するサービスレベルの目標を満たしているか確認できる。

結論

可視性を評価するための体系的な方法の導入は、クラウドネイティブアプリケーションに取り組む開発者にとって大きな前進だ。具体的なメトリクスを提供し、実験プロセスを簡素化することで、このツールは開発者が可視性戦略について情報に基づいた決定を下すのを助けられる。これによって、マイクロサービスの信頼性が向上するだけじゃなくて、開発コミュニティ全体がより強靭なアプリケーションを作り続ける手助けにもなる。

開発者には、このツールを使って得た発見や経験を共有するように促してる。こうした協力的な努力が、より良い方法や複雑なクラウド環境での可視性についての深い理解につながるから。目指すのは、機能的なだけじゃなく、信頼性が高くてメンテナンスが簡単なアプリケーションを作ることなんだ。

オリジナルソース

タイトル: OXN -- Automated Observability Assessments for Cloud-Native Applications

概要: Observability is important to ensure the reliability of microservice applications. These applications are often prone to failures, since they have many independent services deployed on heterogeneous environments. When employed "correctly", observability can help developers identify and troubleshoot faults quickly. However, instrumenting and configuring the observability of a microservice application is not trivial but tool-dependent and tied to costs. Practitioners need to understand observability-related trade-offs in order to weigh between different observability design alternatives. Still, these architectural design decisions are not supported by systematic methods and typically just rely on "professional intuition". To assess observability design trade-offs with concrete evidence, we advocate for conducting experiments that compare various design alternatives. Achieving a systematic and repeatable experiment process necessitates automation. We present a proof-of-concept implementation of an experiment tool - Observability eXperiment eNgine (OXN). OXN is able to inject arbitrary faults into an application, similar to Chaos Engineering, but also possesses the unique capability to modify the observability configuration, allowing for the straightforward assessment of design decisions that were previously left unexplored.

著者: Maria C. Borges, Joshua Bauer, Sebastian Werner

最終更新: 2024-07-12 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://arxiv.org/abs/2407.09644

ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2407.09644

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。

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