add Architecture-CN.md doc. (#1499)
* add Architecture-CN.md doc. * Typo:fix some problems in doc.
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Jared.Tan
吴晟 Wu Sheng
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d7fd23ff05
commit
4788ebda64
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@ -13,6 +13,7 @@
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* [Spring beans 插件](cn/agent-optional-plugins-CN/Spring-bean-plugins-CN.md)
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* [Oracle and Resin 插件](cn/agent-optional-plugins-CN/Oracle-Resin-plugins-CN.md)
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* [[**孵化特性**] 自定义配置忽略追踪信息](../apm-sniffer/optional-plugins/trace-ignore-plugin/README_CN.md)
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* [架构设计](cn/Architecture-CN.md)
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* 高级特性
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* [通过系统启动参数进行覆盖配置](cn/Setting-override-CN.md)
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* [服务直连(Direct uplink)及禁用名称服务(naming service)](cn/Direct-uplink-CN.md)
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@ -0,0 +1,104 @@
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# 架构设计
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## 背景
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对于APM来说，自动探针和手动探针，只是关于如何实现监控的技术细节。这些和架构设计无关。因此在本文档中，我们将它们仅视为客户端库。
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<img src="https://skywalkingtest.github.io/page-resources/5.0/architecture.png"/>
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## 基本原则
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SkyWalking架构的基本设计原则包括**易于维护、可控和流式处理**。
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为了实现这些目标，SkyWalking后端采用以下设计。
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1. 模块化设计。
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2. 多种客户端连接方式。
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3. 后端集群服务发现机制。
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4. 流模式。
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5. 可切换的存储模块。
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## 模块化
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SkyWalking后端基于纯**模块化设计**。用户可以根据自己的需求切换或组装后端功能。
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### 模块
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模块定义了一组特性，这些特性可以包括技术库(如:gRPC/Jetty服务器管理)、跟踪分析(如:跟踪段或zipkin span解析器)或聚合特性。
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这些完全由模块定义及其模块实现来决定。
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每个模块都可以在Java接口中定义它们的服务，每个模块的提供者都必须为这些服务提供实现者。
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提供者应该基于自己的实现定义依赖模块。这意味着，即使两个不同的模块实现者，也可以依赖不同的模块。
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此外，后端模块化core还检查启动序列，如果没有发现周期依赖或依赖，后端应该被core终止。
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后端启动所有模块，这些模块的配置在`application.yml`中是分离的。在这个yaml文件中：
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- 根级别是模块名称，例如`cluster`、`naming`等。
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- 第二级别是模块的实现者的名称，例如`zookeeper`是`cluster`等模块。
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- 第三级是实现者的具体属性。例如`hostPort`和`sessionTimeout`是`zookepper`的必需属性。
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_yaml文件的一部分举例_
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```yml
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cluster:
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zookeeper:
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hostPort: localhost:2181
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sessionTimeout: 100000
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naming:
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jetty:
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#OS real network IP(binding required), for agent to find collector cluster
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host: localhost
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port: 10800
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contextPath: /
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```
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## 多种连接方式
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首先，后端提供两种类型的连接，也即提供两种协议（HTTP和gRPC）:
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1. HTTP中的命名服务，它返回后端群集中的所有可用collector地址。
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2. 在gRPC(SkyWalking原生探针的主要部分)和HTTP中使用上行链路服务，它将跟踪和度量数据上传到后端。
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每个客户端将只向单个collector发送监视数据(跟踪和度量)。如果与连接的后端在某个时刻断开连接将会尝试连接其它的后端。
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比如在SkyWalking Java探针中
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1. `collector.servers`表示命名服务，将`naming/jetty/ip:port`映射为HTTP请求地址。
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2. `collector.direct_servers` 表示直接设置上行服务，并使用gRPC发送监控数据。
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_客户端库和后端集群之间的流程图_
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```
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Client lib Collector1 Collector2 Collector3
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(Set collector.servers=Collector2) (Collector 1,2,3 constitute the cluster)
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+-----------> naming service ---------------------------->|
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|<------- receive gRPC IP:Port(s) of Collector 1,2,3---<--|
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|Select a random gRPC service
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|For example collector 3
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|------------------------->Uplink gRPC service----------------------------------->|
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```
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## Collector 集群发现
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当Collector以群集模式运行时，后端必须以某种方式相互发现。默认情况下，SkyWalking使用Zookeeper进行协调，并作为实例发现的注册中心。
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通过以上部分([多个连接方式](#多种连接方式))，客户端库将不会使用Zookeeper来查找集群。我们建议客户不要这么做。因为集群发现机制是可切换的，由模块化核心提供。依赖它会破坏可切换能力。
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我们希望社区提供更多的实现者来进行集群发现，例如Eureka，Consul，Kubernate等。
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## 流模式
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流模式类似轻量级storm/spark的实现，它允许使用API构建流处理图（DAG）以及每个节点的输入/输出数据协定。
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新模块可以查找和扩展现有的流程图。
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处理中有三种情况
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1. 同步过程，传统方法调用。
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2. 异步过程，又叫做基于队列缓冲区的批处理。
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3. 远程过程，汇总后端的汇总。以这种方式，在节点中定义选择器以决定如何在集群中找到collector。（HashCode，Rolling，ForeverFirst是支持的三种方式）
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通过具备的这些功能，collector集群像流式网络一样运行着去聚合、度量标准监控信息，并且不依赖于存储模块的实现来支持并发地编写相同的度量id。
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## 可切换存储实现器
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由于流模式负责并发，因此存储模块的实现的职责是提供高速写入和组合查询。
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目前，我们支持ElasticSearch作为主要实现模块，H2用于预览版本，以及由Sharding Shpere项目管理的MySQL关系数据库集群。
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# Web 界面
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除了后端设计的原则，UI是SkyWalking的另一个核心组件。它基于React，Antd和Zuul代理实现，提供后端集群发现、查询调度和可视化的功能。
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Web UI以[多连接方式](#多种连接方式)中的相似的流程机制作为客户端的`1.naming`、`2.uplink`。唯一的区别是，在`ui/jetty/yaml`定义下的主机和端口上(默认值:localhost:12800)用HTTP绑定中的GraphQL查询协议替换上行。
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