28、数据中心网络可观测性：挑战与解决方案

数据中心网络可观测性：挑战与解决方案

1. 网络可观测性为何困难

在网络领域，实现可观测性比单系统编程更具挑战性，主要有两个原因：
- 路由器和网桥的设计 ：它们常被设计为设备，而非定义明确的开放平台，这限制了第三方软件的运行和创新。相比之下，计算节点是通用平台，允许非平台供应商编写软件，从而实现更快的创新，例如提供多种监控工具，如 statsd 和 collectd。
- 分组交换芯片的设计 ：无法像在计算节点上对函数进行单步调试那样对分组转发芯片进行单步调试。交换机的速度和能力阻碍了其透明度，尽管一些芯片供应商（如 Barefoot Networks）正在努力改变这一状况，但交换芯片仍然相对不透明，且处理这些芯片产生数据的工具仍在发展中。

2. 数据中心网络可观测性的特殊特征

2.1 困难因素

• 多路径问题 ：IP 网络在连接稀疏的时代发展，而数据中心网络高度密集，多路径是常态。常用的 ping 命令无法测试所有路径的可达性，许多厂商版本的 traceroute 工具也不支持多路径，默认版本的 traceroute 需添加额外选项（如 -u）才能显示多路径。
• 隧道遮挡 ：网络虚拟化部署时，没有流行的 traceroute 命令实现能揭示通过底层网络到达目的地的多条路径。这使得统一查看网络路径变得困难，影响了常见网络故障排除工具的使用。
• 容器和微服务 ：微服务架构使端点更加短暂，微服务