W3C 跟踪上下文概述

使用Dapr进行W3C追踪的背景和场景

介绍

Dapr 使用 W3C 追踪上下文对服务调用和 pub/sub 消息传递进行分布式跟踪。在很大程度上，Dapr 负责生成和传播跟踪上下文信息的所有繁重工作，这些信息可以发送到许多不同的诊断工具进行可视化和查询。作为开发者，您只有在极少数情况下需要传播或生成跟踪标头。

背景

分布式跟踪是一种由跟踪工具实现的方法，用于跟踪、分析和调试跨多个软件组件的事务。通常情况下，分布式跟踪会游历多个服务，这要求它是唯一可识别的。跟踪上下文的传播依托于这个唯一标识。

在过去，跟踪上下文传播通常由每个不同的跟踪供应商单独实现。在多供应商环境中，这会导致互操作性问题，例如：

由于没有共享的唯一标识，因此不同跟踪供应商收集的跟踪无法相互关联。
跨越不同跟踪供应商之间边界的跟踪无法传播，因为没有统一协商的标识集可以转发。
供应商特定的元数据可能会被中介丢弃。
因为没有可遵循的标准，云平台供应商，中介和服务提供商无法保证支持跟踪上下文的传播。

在过去，这些问题没有产生重大影响，因为大多数应用程序都由单个跟踪供应商监控，并停留在单个平台提供者的边界内。如今，越来越多的应用程序被分发到并使用多个中间件服务和云平台。

现代应用的这种转变呼唤建立一种分布式跟踪上下文传播标准。 W3C 跟踪上下文规范定义了一种普遍认可的交换跟踪上下文传播数据的格式 - 称为跟踪上下文。跟踪上下文解决了上述问题：

为单个跟踪和请求提供唯一标识符，允许将多个供应商的跟踪数据连接起来。
提供一个商定的机制，以转发供应商特有的跟踪数据，并在多个跟踪工具参与单个事务时避免出现跟踪中断的情况。
提供中介、平台和硬件提供商都可以支持的行业标准。

传播跟踪数据的统一方法提高了分布式应用程序行为的可见性，从而有助于问题分析和性能分析。

场景

您需要了解如何使用跟踪的两种情况：

Dapr生成并在服务之间传播跟踪上下文。
Dapr 生成跟踪上下文，您需要将跟踪上下文传播到另一个服务，或者你生成跟踪上下文，Dapr 将跟踪上下文传播到服务。

Dapr 在服务之间生成和传播跟踪上下文

在这些场景下，Dapr 会为您完成所有工作。您不需要创建和传播任何跟踪头。 Dapr 负责创建所有跟踪头并传播它们。让我们用示例来了解一下这些场景：

单个服务调用 (service A -> service B )
Dapr 在服务A 中生成跟踪标头，这些跟踪标头从服务A 传播到服务B。
多个顺序的服务调用（ 服务 A -> 服务 B -> 服务 C）
Dapr 在服务 A 中请求开始时生成跟踪标头，这些跟踪标头从 服务 A-> 服务 B -> 服务 C 一路传播到进一步启用了 Dapr 的服务。
请求来自外部端点（例如从网关服务到启用 Dapr 的服务 A）
Dapr 在服务 A 中生成跟踪标头，这些跟踪标头从服务 A 传播到进一步启用了 Dapr 的服务 服务 A -> 服务 B -> 服务 C。这与上面的场景 2 类似。
Pub/sub消息：Dapr 在发布的消息主题中生成跟踪头，而这些跟踪头被传播到任何监听该主题的服务。

您需要在服务之间传播或生成跟踪上下文

在这些场景下，Dapr 会为您完成一些工作，您需要创建或传播跟踪标头。

从单个服务到不同服务的多次服务调用
当您从一个服务调用多个服务时，比如像这样从服务A中调用，你需要传播跟踪头。
```
 service A -> service B
 [ .. some code logic ..]
 service A -> service C
 [ .. some code logic ..]
 service A -> service D
 [ .. some code logic ..] some code logic ..]
 service A -> service C
 [ .. some code logic ..]
 service A -> service D
 [ .. some code logic ..]
```
在这种情况下，当服务 A 首先调用服务 B 时，Dapr 会在服务 A 中生成跟踪标头，然后这些跟踪标头将传播到服务 B。这些跟踪标头作为响应标头的一部分在服务 B 的响应中返回。但是，您需要将返回的跟踪上下文传播到下一个服务，如服务 C 和服务 D，因为 Dapr 不知道您希望重用相同的标头。
To understand how to extract the trace headers from a response and add the trace headers into a request, see the how to use trace context article.
您已选择生成自己的跟踪上下文标头。这是很少会遇到的。您可能会在服务通话中特别选择添加 W3C 跟踪头，例如，如果您已有的应用程序目前不使用 Dapr。在这种情况下，Dapr 仍然会为您传播跟踪上下文标头。如果您决定自己生成跟踪标头，有三种方法可以实现：
1. 您可以使用行业标准的 OpenCensus/ OpenTelemetry SDKs 生成跟踪头，并将这些跟踪头传递到启用的Dapr 服务。这是首选的建议。
2. 您可以使用供应商SDK来生成W3C跟踪标头，如DynaTrace SDK，并将这些跟踪标头传递给启用Dapr的服务。
3. 您可以遵循 W3C 跟踪上下文规范来处理跟踪上下文，将这些跟踪标头传递给启用 Dapr 的服务。

W3C 跟踪标头

这些是 Dapr 为 HTTP 和 gRPC 生成和传播的特定跟踪上下文标头。

跟踪上下文 HTTP 标头格式

当将HTTP响应的跟踪上下文头传播到HTTP请求时，您需要复制这些标头。

Traceparent 标头

Traceparent 头以所有供应商都能理解的通用格式在追踪系统中表示收到的请求。下面是 Traceparent 标头的示例。

traceparent: 00-0af7651916cd43dd8448eb211c80319c-b7ad6b7169203331-01

关于 traceparent 字段的详情可见此处

Tracestate 标头

Tracestate 标头包含特定于供应商格式的父级（parent）。

tracestate: congo=t61rcWkgMzE

Tracestate 字段的详细信息在这里。

跟踪上下文 gRPC 标头格式

在 gRPC API 调用中，跟踪上下文通过 grpc-trace-bin 标头传递。