2. OpenTelemetry 基础：OTel 架构、Signal 与 Collector 组件
OpenTelemetry（简称 OTel）是 CNCF 的毕业项目，旨在为可观测性提供一套统一、厂商中立的采集框架。本章从架构全景、三大 Signal（信号）以及 Collector 组件三个维度，建立你对 OTel 的核心认知。
2.1 OTel 整体架构
OTel 采用 Instrumentation（插桩）→ OTel SDK → OTel Collector → 后端 的分层架构。应用通过 SDK 产生 Trace、Metric、Log 数据，由 Collector 接收、处理并导出到任意后端（如 Jaeger、Prometheus、Loki、云厂商服务）。
2.2 三大 Signal：Trace、Metric、Log
OTel 将可观测性数据抽象为三种核心信号（Signal），它们各自关注不同维度，又通过 Context 传播 实现关联。
| Signal | 定义 | 核心数据模型 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| Trace（链路） | 记录请求在分布式系统中的完整路径 | Span（名称、开始/结束时间、属性、事件、状态） | 请求延迟分析、错误定位、依赖拓扑 |
| Metric（指标） | 聚合后的数值型测量数据 | Counter、Histogram、Gauge、UpDownCounter | 系统负载、请求速率、错误率、饱和度 |
| Log（日志） | 带时间戳的结构化或非结构化事件记录 | LogRecord（时间戳、Body、Severity、Attributes） | 详细错误信息、审计、调试 |
关联机制： Trace 和 Log 通过
trace_id / span_id 关联；Metric 可通过 Attributes 携带 service.name、trace_id 等标签实现跨 Signal 关联。
2.3 Span——Trace 的基本单元
Span 是 Trace 的最小工作单元，每个 Span 代表一个操作（如一次 RPC 调用、一个数据库查询）。多个 Span 通过 Parent-Child 关系构成 Trace 树。
// Span 核心字段示例（伪代码）
Span {
trace_id: "0xabc123..."
span_id: "0xdef456..."
parent_span_id: "0x789ghi..." // 空表示根 Span
name: "HTTP GET /api/orders"
start_time: 1710000000000000000 // 纳秒
end_time: 1710000000123000000
status: Status{code: OK}
attributes: {
"http.method": "GET",
"http.url": "/api/orders",
"http.status_code": 200
}
events: [
{ name: "cache.miss", timestamp: ..., attributes: {...} }
]
}2.4 OTel Collector 组件详解
Collector 是 OTel 生态的 数据平面，负责接收、处理、导出可观测性数据。它由三个核心组件构成：
- Receiver（接收器）：从应用或其他数据源接收数据。支持 OTLP、Jaeger、Prometheus、Zipkin、Kafka 等多种协议。
- Processor（处理器）：对数据进行批处理、过滤、采样、属性修改、租户路由等操作。处理器按 pipeline 顺序执行。
- Exporter（导出器）：将处理后的数据发送到后端存储或可视化系统。支持同时导出到多个目标。
2.5 Collector 部署模式
Collector 支持两种主流部署模式，根据场景选择：
| 模式 | 部署位置 | 优势 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| Agent 模式 | 与应用同节点（Sidecar / DaemonSet） | 低延迟、本地缓存、减少网络依赖 | Kubernetes 集群、边缘节点 |
| Gateway 模式 | 独立集群（中心化部署） | 统一路由、租户隔离、集中策略管理 | 多租户平台、大规模集群、混合云 |
实战建议： 在租户隔离场景中，推荐 Agent + Gateway 混合模式：Agent 负责本地采集和初步过滤，Gateway 负责租户路由、数据脱敏和导出到不同后端。
2.6 本章小结
- OTel 架构分为 插桩层 → SDK → Collector → 后端 四层。
- 三大 Signal（Trace / Metric / Log）通过 Context 和 Attributes 实现关联。
- Span 是 Trace 的基本单元，包含时间、状态、属性、事件等关键字段。
- Collector 的 Receiver → Processor → Exporter 管道是数据处理的核心。
- Agent 和 Gateway 两种部署模式可组合使用，满足租户隔离需求。