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CDN日誌實時分析

uri sql查詢 之前 mar 流量 cli cit part ec2

摘要: CDN是互聯網網站、應用上極其重要的基礎設施,通過CDN可有效降低訪問延時、提升體驗有很大幫助,也有助於源站降低負載,容應對流量高峰,保證服務的穩定。CDN日誌可實時導入日誌服務,基於日誌服務靈活、快捷的統計分析能力,用戶對於CDN的數據分析將變得極其簡單和方便。

CDN(Content Delivery Network),內容分發網絡)是互聯網網站、應用上極其重要的基礎設施,通過CDN,終端用戶可直接從邊緣節點訪問各種圖片、視頻資源,避免直接訪問源站。這對於降低訪問延時、提升體驗有很大幫助,也有助於源站降低負載,容應對流量高峰,保證服務的穩定。在(短)視頻、直播等對網絡流量很大需求的領域,CDN作用尤其重要。

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CDN對於網站、應用如此重要,對於CDN訪問的統計分析必不可少,先看一下以下幾個場景:

當前服務狀態是否正常

訪問PV、UV是否有波動
帶寬、訪問延時是否正常
緩存命中率,訪問健康度如何
有人反饋服務訪問異常

異常來源是否有地域特性
是否和運營商有關
錯誤訪問和終端應用版本是否有關聯
流量上漲

是正常訪問還是×××
哪些是熱點資源
是否有異常客戶
是否由於客戶端緩存策略導致
用戶行為分析

當前在線人數、訪問次數
熱門資源
訪問來源、agent、分布等
傳統分析流程
現在各家CDN廠商,通常會提供基礎的監控指標,比如請求次數、帶寬等信息,然後,在進行定制化分析場景下,默認指標往往不能解決所有問題,需要對原始日誌進行更深入的挖掘。以下是常見的處理方式:

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定期下載CDN離線日誌
將數據導入Hadoop 這樣的數倉系統
跑各類job(或hive)對數據進行分析,將最終結果導入Mysql
對分析結果進行實時展示
對於報表場景,以上流程沒有太大問題,可以處理海量CDN的日誌,但是在實時問題定位,快速驗證、試錯等交互式分析強烈的場景下, 該方案的弊端就顯露出來:

離線模式下,數據產出實時性無法保證,延時從半小時到幾小時不等
需要維護多級Pipeline,需要有腳本或工具將其串聯,有開發代價
環境維護,有運維代價,任意一個環節出問題,結果都不能產出
靈活性欠佳,無法快速響應實時交互查詢需求
針對這種情況, 阿裏雲CDN和日誌服務進行了打通,CDN日誌可實時導入日誌服務,使用SLS的查詢和SQL分析能力,來滿足用戶個性化、實時、交互式的分析需求:

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CDN的訪問日誌,1分鐘內可投遞至日誌服務
直接在日誌服務控制臺進行SQL查詢,無需任何代碼維護
秒級查詢分析1億~10億數據
使用日誌服務的Dashboard功能,制定靈活的報表
接下來,對於CDN數據各類分析需求,看看如何在日誌服務上實現。在這之前,我們先看一下CDN主要的字段說明。

CDN日誌格式說明
字段名字 類型 說明

client_ip text 客戶端

ipcontent_type text 數據類型

domain text 域名

hit_info text 緩存命中信息 HIT 或者 MISS

method text 請求方法

refer_domain text 請求來源域名

refer_param text 請求來源url 參數

refer_uri text 請求來源uri

remote_ip text remote ip

remote_port long remote 端口

request_size long 請求輸入大小,單位byte

request_time long 響應延時,單位毫秒

response_size long 請求返回大小,單位byte

return_code long http 狀態碼

scheme text 請求協議, 如http

uri text 請求uri

uri_param text 請求參數

user_agent text 請求Agent信息

uuid text 標識請求的唯一id

xforwordfor text forword ip 地址
CDN質量和性能分析
CDN提供日誌中,包含了豐富的內容,我們可以從多個維度對CDN的整體質量和性能進行全方位的統計和分析

健康度
統計return_code小於500的請求占所有請求的百分比

  • | select sum(s) 100.0/count() as health_ratio from (select case when return_code < 500 then 1 else 0 end as s from log)
    緩存命中率
    統計return_code小於400的請求中, hit_info 為 HIT的請求百分比

return_code < 400 | select sum(s) 100.0/count() as Hit_ratio from (select case when hit_info = ‘HIT‘ then 1 else 0 end as s from log)
平均下載速度
統計一段時間內,總體下載量除以整體耗時獲得平均下載速度

  • | select sum(response_size) * 1.0 /sum(request_time)
    訪問次數Top域名
    按照訪問域名次數進行Top排序

  • | select Domain , count(*) as count group by Domain order by count desc limit 100
    下載流量Top域名
    按照各個域名下載數據量大小進行Top排序

  • | select Domain , sum(response_size) as "下載總量" group by Domain order by "下載總量" desc limit 100
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接下來,我們從省份和運營商的角度,來做實時統計:

各省訪問次數、下載流量、速度
使用ip_to_province函數,將client_ip轉化成對應的省份,統計各個省份的訪問次數,下載的總量,以及下載平均速度

  • | select ip_to_province(client_ip) as province ,count() as "訪問次數", sum(response_size)/1024.0/1024.0/1024.0 as "下載流量(GB)" , sum(response_size) 1.0 /sum(request_time) as "下載速度(KB/s)" group by province having ip_to_province(client_ip) != ‘‘ order by "下載流量(GB)" desc limit 200

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運營商的下載次數、下載流量、速度
原理同上,使用ip_to_provider函數,將client_ip轉化成對應的運營商

  • | select ip_to_provider(client_ip) as isp ,count() as "訪問次數", sum(response_size)/1024.0/1024.0/1024.0 as "下載流量(GB)" , sum(response_size) 1.0 /sum(request_time) as "下載速度(KB/s)" group by isp having ip_to_provider(client_ip) != ‘‘ order by "下載流量(GB)" desc limit 200
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請求響應延時
將訪問延時按照各窗口進行統計,可根據應用實際的情況來劃分合適的延時時間窗口

  • | select case when request_time < 50 then ‘~50ms‘ when request_time < 100 then ‘50~100ms‘ when request_time < 200 then ‘100~200ms‘ when request_time < 500 then ‘200~500ms‘ when request_time < 5000 then ‘500~5000ms‘ else ‘5000ms~‘ end as latency , count(*) as count group by latency

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訪問PV、UV統計
統計每分鐘內,訪問次數和獨立的client ip數

  • | select date_format (from_unixtime(time - time % 60), ‘%H:%i‘) as date , count(*) as pv, approx_distinct(client_ip) as uv group by time - time % 60 order by time - time % 60
    數據流量類型分布
    統計各數據類型的訪問分布

  • | select content_type , sum(response_size) as sum_res group by content_type order by sum_res desc limit 10
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CDN錯誤診斷
訪問錯誤一直是影響服務體驗的重要一環,當出現錯誤的時候,需要快速定位當前錯誤QPS和比例是多少,哪些域名和URI影響最大,是否和地域、運營商有關,是不是發布的新版本導致。

4xx、5xx錯誤百分比和分布
根據return_code的值,將錯誤分為4xx和5xx兩類,從下面的錯誤百分比和分布圖來看,主要的錯誤都是發生了403錯誤,說明被服務器拒絕請求,這個時候就需要檢查是不是資源使用超過限制。

  • | select date_format (from_unixtime(m_time), ‘%H:%i‘) as date, sum( ct ) 100.0/max(total) as error_ratio , case when return_code/100 < 5 then ‘4xx‘ else ‘5xx‘ end as code from (select m_time, return_code, ct, (sum(ct) over(partition by m_time) ) as total from (select time - time % 60 as m_time, return_code , count() as ct from log group by m_time, return_code) ) group by m_time, return_code/100 having(return_code/100 >= 4) order by m_time limit 100000
    return_code >= 400 | select return_code , count(*) as c group by return_code order by c desc
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錯誤Top域名和Uri
對於return_code > 400的請求,按照域名和uri的維度進行top 排序

return_code > 400| select domain , count() as c group by domain order by c desc limit 10
return_code > 400| select uri , count(
) as c group by uri order by c desc limit 10
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運營商和各省錯誤統計
return_code > 400 | select ip_to_provider(client_ip) as isp , count() as c group by isp having ip_to_provider(client_ip) != ‘‘ order by c desc limit 10
return_code > 400 | select ip_to_province(client_ip) as province , count(
) as c group by province order by c desc limit 50
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錯誤詳情
對於錯誤數據,我們還可以從省份、運營商組合的角度來查看錯誤的次數和百分比。

return_code >= 400 and return_code < 500 | select province as "省份", isp as "運營商", c as "錯誤次數", round(c 100.0/ sum(c) over(), 2) as "錯誤比率(%)" from (select ip_to_province(client_ip) as province , ip_to_provider(client_ip) as isp , count() as c from log group by province, isp having(ip_to_provider(client_ip)) != ‘‘ order by c desc)
return_code >= 500 | select province as "省份", isp as "運營商", c as "錯誤次數", round(c 100.0/ sum(c) over(), 2) as "錯誤比率(%)" from (select ip_to_province(client_ip) as province , ip_to_provider(client_ip) as isp , count() as c from log group by province, isp having(ip_to_provider(client_ip)) != ‘‘ order by c desc)
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客戶端分布
很多時候,錯誤的發生是由於新的版本發布引入的bug,下圖中的例子,可以看到大部分錯誤都是出現在新發布的版本上,有這個維度的信息後,問題調查的範圍可以大大縮小

return_code > 400 | select user_agent as "客戶端版本", count(*) as "錯誤次數" group by user_agent order by "錯誤次數" desc limit 10
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用戶行為分析
基於CDN的訪問日誌,我們也可以對用戶的訪問行為進行分析, 如:

大部分用戶是從哪裏過來,是內部還是外部
哪些資源用戶是熱門資源
是否有用戶在瘋狂下載資源,行為是否符合預期
針對這些問題,我們舉例來說明,用戶也可以根據自己的業務場景進行定制化的分析
訪問來源統計
not refer_domain:"" | select refer_domain as "來源", c as "次數" , round(c 100.0/(sum(c) over()) , 2) as "百分比%" from ( select refer_domain as refer_domain , count() as c from log group by refer_domain order by c desc limit 100 )
訪問Top uri
return_code < 400 | select uri ,count(*) as "訪問次數", round(sum(response_size)/1024.0/1024.0/1024.0, 2) as "下載總量(GB)" group by uri order by "訪問次數" desc limit 100
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Top用戶統計

  • | SELECT CASE WHEN ip_to_country(client_ip)=‘香港‘ THEN concat(client_ip, ‘ ( Hong Kong )‘) WHEN ip_to_province(client_ip)=‘‘ THEN concat(client_ip, ‘ ( Unknown IP )‘) WHEN ip_to_provider(client_ip)=‘內網IP‘ THEN concat(client_ip, ‘ ( Private IP )‘) ELSE concat(client_ip, ‘ ( ‘, ip_to_country(client_ip), ‘/‘, ip_to_province(client_ip), ‘/‘, if(ip_to_city(client_ip)=‘-1‘, ‘Unknown city‘, ip_to_city(client_ip)), ‘ ‘,ip_to_provider(client_ip), ‘ )‘) END AS client, pv as "總訪問數", error_count as "錯誤訪問數" , throughput as "下載總量(GB)" from (select client_ip , count(*) as pv, round(sum(response_size)/1024.0/1024/1024.0, 1) AS throughput , sum(if(return_code > 400, 1, 0)) AS error_count from log group by client_ip order by throughput desc limit 100)

  • | SELECT CASE WHEN ip_to_country(client_ip)=‘香港‘ THEN concat(client_ip, ‘ ( Hong Kong )‘) WHEN ip_to_province(client_ip)=‘‘ THEN concat(client_ip, ‘ ( Unknown IP )‘) WHEN ip_to_provider(client_ip)=‘內網IP‘ THEN concat(client_ip, ‘ ( Private IP )‘) ELSE concat(client_ip, ‘ ( ‘, ip_to_country(client_ip), ‘/‘, ip_to_province(client_ip), ‘/‘, if(ip_to_city(client_ip)=‘-1‘, ‘Unknown city‘, ip_to_city(client_ip)), ‘ ‘,ip_to_provider(client_ip), ‘ )‘) END AS client, pv as "總訪問數", (pv - success_count) as "錯誤訪問數" , throughput as "下載總量(GB)" from (select client_ip , count(*) as pv, round(sum(response_size)/1024.0/1024/1024.0, 1) AS throughput , sum(if(return_code < 400, 1, 0)) AS success_count from log group by client_ip order by success_count desc limit 100)
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後續
阿裏雲CDN和日誌服務打通之後,依托CDN強大的數據分發能力,和日誌服務靈活、快捷的統計分析能力,用戶對於CDN的數據分析將變得極其簡單和方便。現在CDN底層日誌已經能導入日誌服務,產品上的打通也在進行中,預計8月份用戶可以直接在CDN控制臺上開通使用。

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