Grafana Tempo 中实现 gRPC 健康检查的必要性与实践方案

在分布式追踪系统 Grafana Tempo 的实际部署中，特别是在 Kubernetes 集群环境下，服务健康检查机制对于确保系统高可用性至关重要。本文深入探讨了在 Tempo 分发器(distributor)组件中实现标准 gRPC 健康检查协议的技术背景、现有问题及解决方案。

背景与问题分析

现代云原生架构中，负载均衡器(如 AWS ALB 或 GCP 负载均衡器)通常需要依赖后端服务的健康检查机制来判断实例是否可用。当使用 gRPC 作为通信协议时，传统的 HTTP 健康检查端点无法满足需求，因为：

1. gRPC 协议有自己特定的健康状态响应格式
2. 云服务商的负载均衡器对 gRPC 健康检查有特殊要求
3. 现有的 HTTP /ready 端点返回的是 HTTP 状态码，与 gRPC 协议不兼容

在 Tempo 的当前实现中，分发器组件暴露了两个主要端口：

• 4317 端口：用于 OpenTelemetry 协议(OTLP)接收
• 9095 端口：Tempo 原生的 gRPC 服务端口

技术实现现状

Tempo 项目实际上已经在 app.go 中注册了标准的 gRPC 健康检查服务，使用的是 grpc.health.v1 标准协议。这一实现位于 Tempo 原生的 gRPC 服务端口(默认为 9095)，而非 OTLP 接收端口(4317)。

验证这一健康检查服务的方法是通过 grpcurl 工具：

grpcurl -v -plaintext -import-path ./ -proto health.proto localhost:9095 grpc.health.v1.Health/Check

云平台适配方案

针对不同云平台的负载均衡器，需要采用不同的配置策略：

AWS ALB 配置方案

对于 AWS 应用负载均衡器，可以通过以下 Ingress 注解配置：

annotations:
  alb.ingress.kubernetes.io/backend-protocol: HTTP
  alb.ingress.kubernetes.io/backend-protocol-version: GRPC
  alb.ingress.kubernetes.io/healthcheck-port: traffic-port
  alb.ingress.kubernetes.io/healthcheck-path: /grpc.health.v1.Health/Check
  alb.ingress.kubernetes.io/success-codes: '2'

关键点说明：

• 设置 success-codes 为 2 是为了匹配 gRPC 健康检查的 UNKNOWN 状态
• 必须明确指定使用 GRPC 作为后端协议版本

GCP 负载均衡器限制

目前 GCP 的负载均衡器存在以下限制：

1. 不支持直接的 gRPC 健康检查
2. 需要通过 HTTP 健康检查端点"欺骗"负载均衡器
3. 可以使用 /ready HTTP 端点作为替代方案

架构建议与最佳实践

基于以上分析，对于生产环境部署 Tempo 的建议如下：

1. 端口使用策略：

   • 对于需要 gRPC 健康检查的场景，使用 9095 端口
   • 对于 OTLP 接收，继续使用 4317 端口

2. 健康检查设计：

   • 实现分层的健康检查机制
   • 核心服务健康状态与外部协议健康检查分离

3. 未来改进方向：

   • 考虑在 OTLP 接收器中集成健康检查扩展
   • 支持更灵活的健康状态报告机制

总结

Grafana Tempo 已经内置了标准的 gRPC 健康检查实现，但需要正确配置才能在各种云平台上发挥作用。理解 Tempo 的多端口架构和健康检查机制，对于构建稳定可靠的分布式追踪系统至关重要。通过合理的 Ingress 配置和端口使用策略，可以确保负载均衡器能够准确感知后端服务的健康状态，从而提高整个系统的可用性。