Fossil/knowledge-base
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity
Files
b53714113ca99b4b6eced507461309dc3c9bf35d
knowledge-base/MONITORING.md
Stanislav Hubacek 3fa11ef0f6 comiiit
2026-06-11 15:27:28 +02:00

20 KiB
Raw Blame History

📊 Monitoring a observabilita

OpenMetrics standard

OpenMetrics (CNCF sandbox) je de-facto standard pro expozici metrik v cloud-native prostředí:

  • Podpora text representation i Protocol Buffers
  • Základ pro Prometheus exposition format
  • Specifikuje: counter, gauge, histogram, summary, gaugehistogram, statefulset
  • _total suffix pro kumulativní hodnoty, _bucket pro histogramy
  • Metadata: HELP, TYPE, UNIT, (časové razítko volitelné)

Standard se vyvíjí v rámci OpenObservability.

Nové nástroje a trendy (2024–2026)

Nástroj Popis
Grafana Sigil AI observability pro LLM agenty (OTel-native)
InfraLens eBPF-based, zero-instrumentation network observability
Ingero GPU causal observability (eBPF, CUDA tracing)
GreptimeDB Unified observability DB — nahrazuje Prometheus + Loki + ES
Netdata AI-powered full-stack monitoring, 800+ integrations, edge ML

Tři pilíře observability

  1. Logs — nestrukturovaná data o událostech (ERROR, WARN, INFO)
  2. Metrics — číselná data v čase (latence, chybovost, vytížení CPU)
  3. Traces — sledování požadavku napříč službami (distributed tracing)

SLI / SLO / SLA

Termín Význam Příklad
SLI (Service Level Indicator) Naměřená metrika Latence p99 = 250ms
SLO (Service Level Objective) Cílová hodnota 99.9 % requestů < 300ms
SLA (Service Level Agreement) Právní závazek 99.95 % uptime

Error budget

Error Budget = 100 % - SLO

  • Pokud je SLO 99.9 %, error budget je 0.1 % času
  • Dokud error budget zbývá, tým může deployovat nové featury
  • Po vyčerpání — freeze na deploye, priorita je stabilita

Pyramid of metrics — RED vs USE vs 4 Golden Signals

4 Golden Signals (Google SRE)

  1. Latency — čas zpracování requestu (rozlišovat success vs error latenci)
  2. Traffic — počet requestů / propustnost (RPS, QPS, throughput)
  3. Errors — explicitní chyby (5xx, 4xx) i implicitní (success s chybným výsledkem)
  4. Saturation — jak je služba "plná" (CPU, memory, queue depth, connection pool)

USE (pro infrastrukturu)

  • Utilization — jak je resource vytížená (% času je aktivní)
  • Saturation — kolik čeká ve frontě (run queue, I/O wait)
  • Errors — chyby (dropped packets, disk errors, OOM)

RED (pro služby)

  • Rate — počet requestů za sekundu
  • Errors — počet chybných requestů
  • Duration — latence (distribuce, percentily)
Metodologie Zaměření Typické metriky
4 Golden Signals Služby + infrastruktura Latence, RPS, errors, saturation
USE Infrastruktura CPU util, I/O saturace, disk errors
RED Microservices RPS, error rate, p50/p95/p99 latence

PromQL příklady

Výraz Popis
rate(http_requests_total[5m]) Počet requestů za sekundu (průměr za 5 min)
increase(http_requests_total[1h]) Celkový nárůst za 1 hodinu
sum by (status) (rate(http_requests_total[5m])) Requesty agregované podle status kódu
histogram_quantile(0.99, sum(rate(http_request_duration_seconds_bucket[5m])) by (le)) p99 latence
avg_over_time(cpu_usage[1h]) Průměrné CPU vytížení za hodinu
topk(5, sum(rate(http_requests_total[5m])) by (service)) Top 5 služeb podle RPS
max_over_time(memory_usage[24h]) Maximální memory usage za 24h
rate(node_network_drop_total[5m]) > 0 Sítě s dropped pakety
(1 - avg(rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[5m]))) CPU utilization (1 - idle)
delta(http_request_duration_seconds_sum[5m]) / delta(http_request_duration_seconds_count[5m]) Průměrná latence
absent(metric) Alert když metrika chybí

Recording rules

Pre-agregace často používaných PromQL dotazů pro snížení zátěže při dotazování.

Kdy použít

  • Složité dotazy používané na více dashboardech
  • Dotazy nad surovými daty s vysokým kardinality
  • Často dotazované agregace (např. p99 latence za poslední měsíc)

Příklad

groups:
  - name: service_rules
    interval: 1m
    rules:
      - record: job:http_requests:rate5m
        expr: sum(rate(http_requests_total[5m])) by (job)
      - record: instance:cpu:utilization
        expr: (1 - avg(rate(node_cpu_seconds_total{mode="idle"}[5m])) by (instance))
      - record: service:http_latency:p99
        expr: histogram_quantile(0.99, sum(rate(http_request_duration_seconds_bucket[5m])) by (le, service))
  • record — název nové metriky (konvence: level:metric:aggregation)
  • interval — jak často se pravidlo vyhodnocuje (typicky 1-5 min)

Metriky — nástroje

Metrics

Nástroj Popis
Prometheus Pull-based, time-series DB, silný query language (PromQL)
Grafana Vizualizace, dashboardy, alerting
Zabbix Enterprise monitoring, agent + agentless (SNMP/IPMI/JMX), auto-discovery, trigger-based alerting
Datadog SaaS, APM, logs, metrics v jednom
New Relic APM, browser monitoring
CloudWatch AWS nativní
Azure Monitor Azure nativní
Google Cloud Ops GCP nativní

Logging

Nástroj Popis
ELK Stack Elasticsearch, Logstash, Kibana
Loki Grafana Loki — lightweight, Prometheus-like
Splunk Enterprise log management
Fluentd / Fluent Bit Log collector a forwarder
Vector High-performance log/metric collector

Tracing

Nástroj Popis
Jaeger Open-source distributed tracing
Zipkin Open-source distributed tracing
OpenTelemetry Standard pro instrumentaci (logs, metrics, traces)
Datadog APM SaaS tracing
AWS X-Ray AWS tracing

OpenTelemetry detail

Span attributes

resource:
  attributes:
    - service.name: "payment-service"
    - service.version: "1.2.3"
    - deployment.environment: "production"
scope:
  name: "io.opentelemetry.payment"
spans:
  - name: "processPayment"
    kind: SPAN_KIND_INTERNAL
    attributes:
      - payment.method: "credit_card"
      - payment.amount: 2499
      - payment.currency: "CZK"
    events:
      - name: "authorization.complete"
        timestamp: 1717428000000000000

Context propagation (W3C TraceContext)

  • traceparent — hlavička nesoucí trace-id, span-id, trace flags
    • Formát: 00-0af7651916cd43dd8448eb211c80319c-b7ad6b7169203331-01
    • Version (00) | Trace-ID (32 hex) | Span-ID (16 hex) | TraceFlags (01 = sampled)
  • tracestate — vendor-specific data, kompatibilní cross-provider
  • Propagace probíhá přes HTTP hlavičky, gRPC metadata, message queue properties

Sampling

Typ Popis Use case
Head-based Rozhodnutí o sample na začátku trace (na základě ID) Jednoduchý, deterministický
Tail-based Rozhodnutí po dokončení trace (podle výsledku, latence) Kvalitnější sample, komplexnější
  • Tail-based sampling: často používán pro kritické trace (5xx, p99+, slow traces)
  • Nástroje: Grafana Tempo (tail-based), Jaeger (head-based), OTel Collector (head + tail)

Alerting

Principy

  • Alert na symptom, ne na příčinu — "500 errors" místo "high CPU"
  • Reduce noise — flapping alerts, alert fatigue
  • Runbook pro každý alert — co dělat když alert pípne
  • Alert severity — P0 (critical), P1 (high), P2 (medium), P3 (low)

Alertmanager (Prometheus)

route:
  receiver: "team-pager"
  group_by: ["alertname", "cluster"]
  group_wait: 30s
  group_interval: 5m
  repeat_interval: 4h
  routes:
    - match:
        severity: critical
      receiver: "team-pager"
      repeat_interval: 1h
    - match:
        severity: warning
      receiver: "team-slack"

receivers:
  - name: "team-pager"
    pagerduty_configs:
      - routing_key: "<KEY>"
        severity: "{{ .CommonLabels.severity }}"
  - name: "team-slack"
    slack_configs:
      - channel: "#alerts"
        title: "{{ .GroupLabels.alertname }}"

Koncepty:

  • Grouping — seskupování alertů podle labelů (snížení noise, např. všechny down instance v clusteru)
  • Inhibition — potlačení méně závažných alertů při existenci závažnějšího (např. nodedown inhibuje pod alerty)
  • Silencing — dočasné potlačení alertu (matching labels + duration)
  • Routing tree — hierarchické routování podle label match (severity, service, team)

ESM (Event / Incident Management)

  • PagerDuty, Opsgenie, OnCall (Grafana)
  • Escalation policies
  • On-call rotations

Strukturované logování

{
  "timestamp": "2026-06-03T10:30:00Z",
  "level": "ERROR",
  "service": "payment-service",
  "trace_id": "abc123",
  "user_id": "u456",
  "message": "Payment gateway timeout",
  "duration_ms": 1200,
  "error": {
    "type": "TimeoutError",
    "message": "Gateway did not respond in 1000ms"
  }
}

Povinná pole strukturovaného logu

Pole Popis Příklad
timestamp ISO 8601 / RFC 3339 2026-06-03T10:30:00Z
level Log level (RFC 5424) ERROR, WARN, INFO, DEBUG
message Lidsky čitelná zpráva Payment processed
service Název služby payment-service
trace_id Korelace napříč službami abc123def456

RFC 5424 log levels

Číslo Level Použití
0 EMERG Systém nepoužitelný
1 ALERT Nutná okamžitá akce
2 CRIT Kritická chyba
3 ERROR Chyba (ne kritická)
4 WARN Varování
5 NOTICE Normální, ale důležitá událost
6 INFO Informační zpráva
7 DEBUG Ladění (vypnuto v produkci)

Correlation ID (traceparent)

  • Generován při vstupu do systému (API gateway, frontend, message consumer)
  • Propagován v HTTP hlavičce X-Correlation-ID / traceparent
  • Umožňuje spojit logy napříč microservices (→ Grafana Explore, Kibana Discover)
  • Implementace: middleware v aplikaci, service mesh (Envoy), API gateway

Distributed tracing detail

Span kinds

Kind Popis Příklad
CLIENT Volání downstream služby (outbound) HTTP klient volá API
SERVER Zpracování příchozího požadavku HTTP handler
INTERNAL Lokální operace v rámci služby Výpočet, transformace
PRODUCER Odeslání zprávy do fronty Kafka producer
CONSUMER Příjem zprávy z fronty Kafka consumer

Trace context chain

Trace: abc123
├── Span: /checkout (SERVER, root)
│   ├── Span: validateCart (INTERNAL)
│   ├── Span: POST /orders (CLIENT → payment-service)
│   │   └── Span: /processPayment (SERVER)
│   │       ├── Span: authorizeCard (INTERNAL)
│   │       └── Span: chargeCard (CLIENT → bank-gateway)
│   │           └── Span: /charge (SERVER, external)
│   └── Span: sendConfirmation (PRODUCER → kafka)
│       └── Span: consumeConfirmation (CONSUMER → email-service)
  • W3C TraceContext — standardizace cross-service tracing
  • Baggage — přenos kontextových dat (tenant, user role) mezi spans

Grafana

Provisioning dashboards as code

apiVersion: 1
providers:
  - name: "default"
    orgId: 1
    folder: "Services"
    type: file
    options:
      path: /etc/grafana/provisioning/dashboards

Dashboards JSON v gitu → CI/CD → automatický import do Grafany.

Variables

  • Query variable — dynamické hodnoty (např. seznam service names z PromQL: label_values(up, service))
  • Interval variable — $__auto_interval, $__interval pro proměnlivý time range
  • Custom variable — ruční seznam hodnot (env: prod, staging, dev)
  • Chained variable — závislá proměnná (výběr namespace → zobrazí pody v namespace)

Annotations

  • Kreslení událostí do grafu (deploye, incidenty, config změny)
  • Zdroje: Prometheus alerty, Loki logy, GitHub Actions, custom API
  • Use case: "Deploy v 14:30 → spike v latenci v 14:31 → korelace"

On-call best practices

Escalation policies

Level 1: Primární on-call (reakce do 5 min)
    └── timeout 15 min
Level 2: Sekundární / senior engineer (reakce do 15 min)
    └── timeout 15 min
Level 3: Engineering manager / incident commander

Incident severity matrix

Severity Popis Reakce Komunikace
P0 (Critical) Služba kompletně nedostupná, data loss, security breach Ihned, 24/7 Status page + Stakeholder update
P1 (High) Major funkčnost degradovaná, část uživatelů postižena Do 15 min Slack channel + Tým lead
P2 (Medium) Non-critical funkce nefunguje, workaround existuje Do 1 h Slack channel
P3 (Low) Kosmetický problém, žádný dopad na uživatele Next business day Jira ticket

Postmortem

  • Blameless — cílem je naučit se, ne obviňovat
  • Struktura: Timeline, detection, root cause, resolution, action items
  • SRE princip: každá incident → postmortem → systémové zlepšení
  • Nástroje: Jira, Incident.io, PagerDuty postmortem, Google Docs

Logging patterns

Best practices

  • Dashboard pro každou úroveň — executive, service, troubleshooting
  • Syntetické monitoring — Heartbeat checky, browser tests (Playwright, Cypress)
  • APM — Application Performance Monitoring (databázové query, externí volání)
  • Anomaly detection — ML-based detekce outlierů
  • Retention politika — raw data krátce, agregace dlouhodobě
  • Jednotný formát logů — JSON, strukturovaná data

Doporučená literatura

Klasické knihy

Kniha Autoři ISBN Klíčová témata
Site Reliability Engineering Beyer, Jones, Petoff, Murphy 978-1491929124 Jak Google provozuje produkční systémy — SRE principy, error budgety, toil, SLI/SLO
The Site Reliability Workbook Beyer, Murphy, Rensin, Kawahara, Thorne 978-1492029502 Praktický doprovod k SRE — case studies z Evernote, Home Depot, NY Times; implementace SLO, monitoring, on-call
Observability Engineering Majors, Fong-Jones, Miranda 978-1492076445 První ucelená kniha o observability — structured events, iterativní verifikace hypotéz, core analysis loop; 2. vydání v roce 2026 (32 nových kapitol o AI, cost governance)

Cloud a monitoring

Kniha Autor ISBN/Rok Témata
Cloud Observability in Action Michael Hausenblas Manning, 2023 Praktický průvodce observability v cloud-native prostředí — signal types (logs, metrics, traces, profiles), OTel Collector, SLOs, signal correlation, developer observability; open-source nástroje
Mastering Prometheus William Hegedus 978-1-80512-566-2 Pokročilé techniky pro Prometheus — interní architektura TSDB, custom service discovery, kardinalita, remote storage (VictoriaMetrics, Mimir), SLO-based alerting; autor je SRE manager v Akamai a contributor Prometheus/Thanos
Observability with Grafana Chapman, Holmes 978-1-80324-964-3 Kompletní průvodce LGTM stackem (Loki, Grafana, Tempo, Mimir) — instrumentace přes OTel, LogQL/PromQL/TraceQL, AI/ML alerting, real user monitoring s Faro, Pyroscope profiling, k6 zátěžové testování
Hands-On Monitoring and Alerting with Prometheus Muhammad Badawy 978-9349887565 Praktický průvodce Prometheus — instalace, konfigurace, service discovery, labeling, PromQL, Alertmanager, monitoring Linux, Windows, Docker, databází

AI a observability

Kniha Autoři ISBN/Rok Témata
Observability in the AI-Native Era Lipsig, Grabner, Rati 978-1-80638-959-9 Propojení observability s AIOps — ML-based anomaly detection, root-cause analysis, self-healing systémy, OTel + Prometheus + Grafana + Dynatrace/Datadog, compliance
Open Source Observability Corless, Pawar O'Reilly, 2025 Report o disaggregated, modulárních observability stackách — flexibilita, cost efficiency, data autonomy, blueprint pro vlastní řešení z open-source komponent

Detailní přehled nástrojů

Rozšířené informace k nástrojům z tabulky výše:

Grafana Sigil

AI observability produkt od Grafana Labs. OpenTelemetry-native SDK pro instrumentaci LLM agentů:

  • Repozitář: github.com/grafana/sigil-sdk (Go SDK) + sigil-app (Grafana plugin)
  • Funkce: sledování konverzací, generování, tool usage, cost tracking, quality evaluation
  • Rostoucí problém: 500M+ konverzací, 5M+ agentů v produkci (GrafanaCON 2026)
  • Integrace: automatické propojení s Prometheus (metrics), Tempo (traces), AI Observability API

InfraLens

Zero-instrumentation Kubernetes observability postavená na eBPF:

  • Repozitář: github.com/Herenn/Infralens (Apache 2.0, Go)
  • Funkce: automatická detekce service-to-service komunikace, vizualizace topologie, AI-powered dokumentace
  • Architektura: eBPF agent + Go backend + React frontend
  • Status: early-stage (1 star, 10 commitů), ale koncept eBPF-based observability je potvrzený (Grafana Beyla, Cilium Hubble, Pixie)

Ingero

GPU causal observability agent — první svého druhu:

  • Repozitář: github.com/ingero-io/ingero (Apache 2.0)
  • Funkce: eBPF tracing od Linux kernel eventů přes CUDA API až po Python zdrojový kód
  • Overhead: < 2 %, zero code changes, jeden binární soubor
  • MCP server: nativní podpora Model Context Protocol — AI asistenti mohou přímo queryovat GPU data
  • Use case: diagnostika GPU stallů, scheduler preemptions, CUDA memory spikes — kauzální řetězce místo prostých metrik
  • Verze: v0.19.0 (2026), aktivní vývoj

GreptimeDB

Unified observability databáze — jeden backend pro metrics, logs a tracy:

  • Repozitář: github.com/GreptimeTeam/greptimedb (Apache 2.0, Rust)
  • Architektura: compute-storage disaggregation, object storage first (S3, GCS, Azure Blob), columnar storage
  • Dotazování: SQL + PromQL v jedné query, možnost JOIN mezi metrikami a logy
  • Drop-in náhrada: Prometheus (PromQL, remote write), Loki (Push API), Elasticsearch (bulk API), Jaeger (Query API)
  • Cost reduction: až 50× nižší náklady oproti tradičním řešením
  • Roadmap 2026: v1.0 GA (Q1 2026), v1.1–v1.3 (Vector Index, AI Functions, Auto Rollup, adaptive resource management)
  • GreptimeDB Enterprise: enhanced security, HA, enterprise support

Netdata

Open-source, real-time monitoring platform pro celou infrastrukturu:

  • Repozitář: github.com/netdata/netdata (GPLv3+, C; 79k★)
  • Funkce: per-sekundové metriky, ML-based anomaly detection, AI-powered troubleshooting, 800+ integrací
  • Zero configuration: auto-discovery, pre-configured alerts, hotové dashboardy
  • Architektura: distributed agent → Netdata Cloud (volitelně), data zůstávají lokální
  • Energetická efektivita: dle studie University of Amsterdam nejefektivnější nástroj pro monitoring Docker systémů
  • Netdata Cloud: free tier (5 node), paid od $12/node/měsíc
  • Licencování: agent GPLv3+, dashboard NCUL1, cloud closed-source

OpenStack Monitoring

OpenStack poskytuje několik služeb pro telemetrii a monitoring:

Ceilometer (Telemetry)

  • Sběr metrik (CPU, memory, network, storage) z compute, network a storage uzlů
  • Publikování do Gnocchi (time-series DB) nebo Panko (event storage)
  • Notifikace přes oslo.messaging (RabbitMQ) — pipeline transformations
  • Alarming: Aodh — threshold-based alarmy, kombinace metrik

Monasca

  • Modernější alternativa k Ceilometer (vyvíjen primárně pro telco use cases)
  • Architektura: Monasca API → Log API → Transform → Threshold Engine → Notifier
  • Backend: InfluxDB/Gnocchi, Kafka, Elasticsearch
  • Podporuje alarmování, notifikace, grafové dashboardy

Prometheus + OpenStack Exporter

  • OpenStack-exporter pro Prometheus (exportuje metriky z Ceilometer / API)
  • Service discovery přes Prometheus
  • Grafana dashboardy pro vizualizaci

Masakari (VM High Availability)

  • Detekce a automatické zotavení VM při selhání hypervisoru (host failure)
  • Evacuation instance na zdravý compute node
  • Integrace s Pacemaker pro cluster management

Zdroje

Odkazy, knihy a standardy: sources/monitoring/sources.md

Poslední revize: 2026-06-03

Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink