Che cosa si intende per full stack observability?

La full stack observability si basa sull'osservabilità, che è la capacità di comprendere lo stato interno di un sistema in base ai suoi output esterni, in particolare i dati di telemetria, tra cui metriche, eventi, log e tracce (MELT).

Mentre l'osservabilità tradizionale offre visibilità su singoli sistemi o applicazioni, la full stack observability mette in correlazione la telemetria su tutti i livelli dello stack tecnologico, dall'infrastruttura e dalle applicazioni cloud-native alle esperienze. Questo approccio offre alle organizzazioni una visione olistica dell'intero ambiente IT.

Man mano che gli ambienti IT diventano più complessi, questo approccio completo ricopre un ruolo sempre più essenziale. Molte organizzazioni ora gestiscono migliaia di microservizi su più cloud, dove una singola transazione utente può interessare decine di servizi diversi.

Quando un servizio fallisce, possono verificarsi guasti in tutto il sistema. Gli strumenti di monitoraggio tradizionali e le soluzioni di observability isolate spesso ignorano questi problemi a cascata perché non riescono a vedere come interagiscono i servizi.

La full stack observability aiuta a rimuovere questi silos unificando la telemetria in una singola fonte affidabile per i dati di osservabilità. Quando sorgono problemi di prestazioni, i team possono rintracciare i problemi nell'intero stack, riducendo significativamente il tempo medio di riparazione (MTTR), ovvero il tempo medio necessario per ripristinare il servizio dopo un incidente.

Con la full stack observability, le organizzazioni possono ottimizzare le prestazioni delle applicazioni, identificare più rapidamente le cause principali, risolvere i problemi in modo proattivo e migliorare l'affidabilità del sistema. 

Il monitoraggio, l'osservabilità e la full stack observability rappresentano un importante progresso nel modo in cui le organizzazioni comprendono i propri ambienti IT. Ogni approccio risponde a domande sempre più complesse sul comportamento del sistema.

"Cosa sta succedendo?"

Il monitoraggio tiene traccia delle metriche e degli avvisi predefiniti quando i sistemi superano le soglie. Rileva gli indicatori di stato di salute del sistema, come l'utilizzo della CPU, il consumo di memoria e la latenza di rete tramite dashboard e avvisi.

Il monitoraggio tradizionale offre istantanee delle prestazioni del sistema ma fornisce pochi insight sulle cause sottostanti. Ad esempio, il monitoraggio può segnalare che i tempi di risposta superano i due secondi ma non può spiegare se la causa siano le interrogazioni al database, la congestione della rete o il codice dell'applicazione.

Strumenti come l'Application Performance Management (APM) e il Network Performance Management (NPM) ampliano queste funzionalità ma si concentrano comunque su domini specifici piuttosto che sul sistema completo.

"Perché sta succedendo?"

L'observability consente ai team di esplorare il comportamento del sistema senza domande predefinite. Fornisce indagini tramite metriche, registri e tracce man mano che emergono problemi.

A differenza degli avvisi reattivi del monitoraggio, l'osservabilità offre funzionalità investigative. Quando le prestazioni peggiorano, i team possono tracciare le richieste, esaminare i log e analizzare i modelli per identificare cause specifiche. Tuttavia, l'osservabilità standard si concentra in genere su singole applicazioni o servizi.

"Come funziona tutto insieme?"

La full stack observability correla automaticamente i dati tra i livelli e può mappare i problemi in tutto l'ambiente IT per rivelare le catene di causa ed effetto.

La distinzione fondamentale è la portata e l'automazione. Quando un checkout non va a buon fine su un sito di e-commerce, la full stack observability rivela l'intera catena: un errore front-end che attiva chiamate API duplicate, sovraccarica un database con query non indicizzate e causa timeout che influiscono sulle entrate. Questa visione completa trasforma la risoluzione dei problemi, portandole da ore di indagini a minuti di risoluzione guidata.

Le piattaforme di full stack observability monitorano continuamente gli stack tecnologici raccogliendo telemetria da più sistemi in tempo reale. Raccolgono dati tramite agenti, SDK e strumentazione automatica o leggendo i log e gli endpoint delle metriche esistenti, quindi li correlano per mappare le relazioni tra i componenti.

Le moderne piattaforme di osservabilità full-stack utilizzano l'apprendimento automatico (ML) e l'intelligenza artificiale per le operazioni (AIOps) per rilevare automaticamente le anomalie, prevedere i guasti e fornire approfondimenti in tempo reale, spesso con una configurazione manuale minima.

Le piattaforme di full stack observability raccolgono quattro tipi principali di dati di telemetria: metriche, eventi, registri e tracce (MELT). 

Le metriche sono misure fondamentali delle prestazioni delle applicazioni e del sistema nel tempo. Monitorano l'utilizzo della CPU, il consumo di memoria, la latenza, il throughput e altre metriche di prestazioni che aiutano i team a identificare i problemi di degradazione e capacità prima che abbiano un impatto sugli utenti.

Le più comuni includono:

• Metriche dell'host: utilizzo della memoria, del disco e della CPU
• Metriche di rete: tempo di attività, latenza, throughput
• Metriche delle applicazioni: tempi di risposta e tassi di errore
• Metriche del pool di server: istanze totali, numero di istanze in esecuzione
• Metriche delle dipendenze esterne: disponibilità, stato del servizio

Gli eventi sono occorrenze discrete che si verificano in momenti specifici. Aiutano i team a correlare i problemi con modifiche specifiche del sistema e a stabilire le tempistiche degli incidenti.

Ecco alcuni esempi:

• Implementazioni e modifiche alla configurazione: rilasci di codice, riavvio del server o aggiornamenti del database
• Degradazione del servizio: rallentamenti API, perdite di memoria o congestione della rete
• Interruzioni del sistema: guasti al database o completa indisponibilità del servizio.

I registri creano registrazioni granulari, con data e ora, che forniscono una visione ad alta fedeltà del comportamento del sistema, completa di contesto per la risoluzione dei problemi. Ad esempio, i registri possono mostrare la sequenza esatta delle query del database che hanno portato al fallimento di una transazione.

Le tracce mappano il percorso end-to-end delle richieste degli utenti, dal front-end all'intera architettura e di nuovo all'utente. Ad esempio, una traccia può rivelare in che modo una richiesta di trasferimento di denaro passa attraverso i sistemi di autenticazione, rilevamento delle frodi, convalida dell'account ed elaborazione delle transazioni.

Le tracce sono essenziali per l'osservabilità completa perché ogni viaggio attraversa più sistemi.

Dopo aver raccolto i dati MELT, la piattaforma mette in correlazione queste informazioni sull'intero stack tecnologico in tempo reale attraverso relazioni semantiche per capire come interagiscono i diversi componenti—container, microservizi e database.

I team di tutta l'organizzazione, tra cui DevOps, i team di ingegneria dell'affidabilità del sito (SRE) e il personale IT possono identificare rapidamente il "cosa, dove e perché" di qualsiasi problema, individuando le probabili cause principali con molte meno indagini manuali.

OpenTelemetry (Otel) si è affermato come framework ed ecosistema di fatto per la raccolta di dati di telemetria indipendente dal fornitore. Questo framework open source fornisce kit di sviluppo software (SDK), API e strumentazione automatica che, in molti casi, consentono la raccolta di dati di telemetria senza modifiche al codice sorgente.

Le organizzazioni utilizzano OTel per mantenere la visibilità full-stack indipendentemente dalla piattaforma di observability scelta, rendendola sempre più critica per gli ambienti multi-vendor e i sistemi distribuiti complessi.

La full stack observability offre una visibilità completa attraverso diverse funzionalità di base. Queste piattaforme in genere includono:

• Automatizza il rilevamento e l'associazione
• Analisi della causa principale
• Dashboard unificata
• Ottimizzazione predittiva

Le piattaforme di full stack observability possono scoprire e iniziare a monitorare automaticamente i servizi appena implementati, aggiornando continuamente le mappe delle relazioni tra Kubernetes, AWS e altri ambienti cloud. Questo approccio riduce la configurazione manuale rispetto a molti strumenti di monitoraggio tradizionali.

Ad esempio, durante una migrazione da un data center on-premise a un ambiente cloud, la piattaforma può scoprire automaticamente nuovi cloud service e mantenere la visibilità in entrambi gli ambienti durante la transizione.

Correlando i dati di telemetria su tutti i livelli, le piattaforme possono eseguire l'analisi automatizzata della causa principale in pochi minuti anziché in ore. Quando sorgono problemi di prestazioni, il sistema identifica se le cause risiedono nel codice dell'applicazione, nella latenza di rete o nei problemi di infrastruttura.

La piattaforma è in grado di rilevare se l'aumento della latenza deriva da un processore di pagamento di terze parti, trasformando la risoluzione dei problemi da lavoro investigativo a risoluzione guidata.

I dashboard consolidano la telemetria in visualizzazioni intuitive per gli stakeholder tecnici e aziendali. Queste interfacce monitorano le prestazioni delle applicazioni, tracciano l'esperienza digitale e misurano i KPI aziendali continuamente, fornendo informazioni attuabili a ogni livello.

Ad esempio, una dashboard può mostrare che gli errori di pagamento sono correlati a tempi di risposta delle API superiori a due secondi, consentendo ai team di dare priorità alle correzioni.

I modelli di machine learning analizzano i modelli storici e le anomalie per prevedere le esigenze di capacità, ottimizzare l'allocazione delle risorse e prevenire i problemi di prestazioni prima che si verifichino, migliorando sia le prestazioni del sistema che l'esperienza utente.

La full stack observability trasforma il modo in cui le organizzazioni gestiscono ambienti IT complessi fornendo una visibilità completa che favorisce sia l'eccellenza operativa che il valore aziendale.

La full stack observability può aiutare a ridurre i tempi di inattività abbreviando il tempo medio di riparazione (MTTR), spesso da ore a minuti. Invece di far sì che i team indaghino su ogni livello separatamente - controllando i log delle applicazioni, le metriche di rete e le prestazioni del database - la correlazione automatizzata può identificare immediatamente la causa principale. Può determinare se un problema deriva da una perdita di memoria, da un'errata configurazione della rete o da un deadlock del database.

Quando integrata con piattaforme di automazione o runbook, la full stack observability può attivare azioni di ingegneria della piattaforma che risolvono i problemi in modo indipendente. Ad esempio, quando il consumo di memoria si avvicina a soglie critiche, il sistema può scalare automaticamente le risorse o riavviare i servizi prima che gli utenti subiscano un impatto.

La full stack observability aiuta a identificare specifiche inefficienze delle risorse, come container predisposti per i picchi di carico ma funzionanti a capacità minima, servizi duplicati in tutti gli ambienti e risorse orfane provenienti da progetti completati. Questa visibilità consente alle organizzazioni di dimensionare correttamente l'infrastruttura e ridurre le spese cloud non necessarie.

L'analisi basata su AI aiuta anche i team IT a prevenire i problemi prima che abbiano un impatto sugli utenti. Una piattaforma retail, ad esempio, potrebbe rilevare che i modelli di query del database diventano progressivamente più lenti settimane prima del Black Friday, consentendo ai team di ottimizzare gli indici e prevenire errori di pagamento durante i picchi di traffico.

I team DevOps dedicano meno tempo alla risoluzione dei problemi e più tempo alla creazione di funzionalità. Il tracciamento distribuito rivela in che modo le modifiche al codice influiscono sulle prestazioni di produzione di tutti i servizi dipendenti, mentre la strumentazione automatizzata elimina la configurazione manuale.

Con la full stack observability, gli sviluppatori possono tracciare una chiamata API lenta tramite microservizi, database e integrazioni di terze parti in pochi minuti anziché ore. Questa visibilità identifica le regressioni delle prestazioni prima che raggiungano la produzione, riducendo sia la frequenza di rollback (la frequenza con cui le distribuzioni devono essere ripristinate a causa di guasti) sia i tempi di debug. 

La full stack observability rafforza il livello di sicurezza attraverso audit trail completi e rilevamento delle anomalie. Quando si verificano incidenti, i registri e le tracce consentono ai team di identificare i vettori di attacco, valutare l'impatto e correggere le vulnerabilità più rapidamente rispetto alla tradizionale risposta agli incidenti.

La tecnologia supporta anche i requisiti di conformità mantenendo audit trail dettagliati dell'accesso al sistema e dei flussi di dati. Le società di servizi finanziari, ad esempio, utilizzano la full stack observability per supportare la verificabilità di normative come il Sarbanes-Oxley (SOX) Act e contribuire a documentare le prestazioni degli SLA con registri dettagliati e con data e ora.

La full stack observability collega direttamente le metriche tecniche ai risultati aziendali. Le organizzazioni possono monitorare in tempo reale in che modo le prestazioni delle applicazioni influiscono sull'esperienza del cliente, sui tassi di conversione e sui ricavi.

Ad esempio, le aziende di e-commerce possono correlare i tempi di caricamento delle pagine con i tassi di abbandono del carrello, analizzando i modelli di comportamento degli utenti per aiutare i team a dare priorità alle ottimizzazioni che influiscono direttamente sui ricavi. 

Sebbene le soluzioni di full stack observability offrano una visibilità completa, le organizzazioni potrebbero dover affrontare potenziali problemi nell'implementazione e nella manutenzione di questi sistemi complessi.

Gli ambienti aziendali generano petabyte di dati di telemetria ogni giorno su migliaia di servizi. Le organizzazioni devono bilanciare una visibilità completa con vincoli pratici relativi ai costi di storage, alle prestazioni delle query e alla conservazione dei dati.

Senza adeguate strategie di campionamento e priorità dei dati, questo volume di dati può superare gli strumenti di full stack observability, ritardando le informazioni e oscurando le anomalie. Ad esempio, un'azienda di servizi finanziari che monitora i sistemi di trading ad alta frequenza può generare milioni di eventi al secondo, rendendo impossibile l'analisi in tempo reale senza un filtraggio e un'aggregazione intelligenti. 

La maggior parte delle organizzazioni utilizza dozzine di strumenti di monitoraggio accumulati nel corso degli anni, ciascuno al servizio di team o tecnologie specifici. Lo stack tecnologico in genere comprende più linguaggi di programmazione, sistemi legacy, ambienti multicloud, microservizi, componenti e framework dell'infrastruttura, rendendo difficile l'interoperabilità e creando dati frammentati. Questa frammentazione vanifica lo scopo principale dell'osservabilità full-stack: creare una visione unificata dello stato di salute del sistema.

Inoltre, alcuni strumenti sono stati progettati principalmente per applicazioni web, il che rende difficile l'integrazione di app e dispositivi IoT nello stesso framework di observability. 

La full stack observability richiede cambiamenti fondamentali nel modo in cui i team operano. I team di sviluppo, operazioni, sicurezza e aziendali devono collaborare sulla base di dati e metriche condivisi, altrimenti i dati rimangono isolati e le questioni critiche rientrano tra i confini del team.

Ad esempio, un'interruzione della produzione potrebbe richiedere la correlazione dei log delle applicazioni (sviluppo), delle metriche dell'infrastruttura (operazioni) e degli eventi di sicurezza (InfoSec). Senza dati condivisi, l'analisi della causa principale diventa impossibile.

Le organizzazioni devono stabilire modelli di proprietà chiari, addestrare il personale sui nuovi workflow e definire quali metriche sono importanti per i risultati aziendali. Senza queste basi, i team continueranno a fare affidamento su strumenti familiari in modo isolato, vanificando lo scopo dell'osservabilità unificata.

La full stack observability crea sfide di conformità uniche aggregando i dati sensibili provenienti da tutta l'azienda in piattaforme centralizzate. I dati di telemetria spesso contengono informazioni di identificazione personale (PII), dati delle carte di pagamento o informazioni sanitarie protette. Questi tipi di dati rientrano nel Regolamento generale sulla protezione dei dati (GDPR), nell'Health Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA), nel California Consumer Privacy Act (CCPA) e in altri regolamenti.

Senza mascheramento dei dati, tokenizzazione, restrizioni geografiche e controlli di accesso basati sui ruoli, le organizzazioni rischiano di esporre dati sensibili a utenti non autorizzati o di violare i requisiti normativi. Ad esempio, la risoluzione di un problema di transazione per un cliente europeo può richiedere l'accesso ai log contenenti informazioni di identificazione personale (PII). Se gli ingegneri con sede negli Stati Uniti visualizzano tali dati, potrebbero violare le restrizioni del GDPR.

Le organizzazioni hanno già difficoltà con il rapporto segnale/rumore, ovvero nel distinguere gli avvisi critici dai normali dati operativi. La full stack observability amplifica questa sfida aggregando simultaneamente la telemetria da ogni livello dello stack, moltiplicando i potenziali avvisi.

Ad esempio, un singolo timeout dell'API può attivare notifiche a livello di applicazione, monitoraggio dell'infrastruttura, monitoraggio sintetico degli utenti e dashboard dei KPI aziendali. Senza una correlazione e una de-duplicazione intelligenti, i team possono ricevere decine di avvisi per un unico problema.

Senza una configurazione adeguata e una correlazione automatizzata, le piattaforme di full stack observability possono sovraccaricare i team con avvisi ridondanti provenienti da più sistemi, con il rischio che problemi critici tra sistemi si perdano nel rumore.

L'intelligenza artificiale sta trasformando la full stack observability attraverso analytics avanzate, automazione e funzionalità predittive. Mentre l'osservabilità tradizionale fornisce visibilità sui sistemi, l'AI migliora questa visibilità analizzando i modelli nell'intero stack per prevedere e prevenire i problemi prima che influiscano sulle operazioni.

Analizzando ampi flussi di dati su tutti i livelli, dall'infrastruttura alle applicazioni, gli algoritmi di apprendimento automatico identificano modelli, anomalie e correlazioni che l'analisi umana potrebbe non rilevare. Questo processo consente ai team di passare dalla risoluzione reattiva dei problemi all'ottimizzazione proattiva.

Alcuni dei vantaggi dell'utilizzo dell'AI nella full stack observability includono: 

Le piattaforme basate su AI analizzano i dati di telemetria in arrivo per rilevare anomalie, quindi eseguono automaticamente azioni correttive nello stack. Quando una perdita di memoria interessa più servizi, ad esempio, il sistema può riavviare i container interessati, scalare le risorse e reindirizzare il traffico senza l'intervento umano.

I modelli linguistici di grandi dimensioni (LLM) consentono agli utenti di interrogare i dati di observability attraverso un linguaggio semplice anziché una sintassi di query complessa. Invece di scrivere linguaggi di query specifici per il dominio, i team possono chiedere "Perché ieri il checkout per i clienti europei non è andato a buon fine?" e ricevere informazioni correlate dall'intero stack. Questo approccio democratizza l'accesso ai dati di osservabilità per stakeholder non tecnici. 

A differenza della tradizionale analisi basata sulla correlazione, l'AI causale lavora per identificare le relazioni di causa ed effetto tra gli eventi del sistema. In ambienti full-stack, ciò significa comprendere non solo che la latenza del database è correlata agli errori di checkout, ma che modelli di query specifici causano ritardi a cascata tra i servizi dipendenti.

I modelli di machine learning analizzano i modelli storici per prevedere il fabbisogno di capacità, prevedere i punti di errore e ottimizzare l'allocazione delle risorse in tutto lo stack. Queste previsioni consentono la scalabilità preventiva, la pianificazione della manutenzione e l'ottimizzazione delle prestazioni prima che i problemi influiscano sugli utenti.

I sistemi di intelligenza artificiale creano nuove sfide di monitoraggio per la full stack observability. Il software tradizionale segue schemi deterministici: quando un'applicazione fallisce, la correlazione dei dati MELT individua se si tratta di una perdita di memoria, di un errore del database o di un timeout dell'API.

I modelli AI producono output probabilistici, il che significa che input identici potrebbero produrre risposte diverse. In ambienti full-stack, questa variabilità si ripercuote su più livelli. L'output imprevisto di un modello AI potrebbe causare errori nelle API downstream. Questi errori possono influire sulle query del database e, in ultima analisi, sulle interfacce utente. Tracciare queste variazioni probabilistiche nell'intero stack diventa esponenzialmente più complesso rispetto al monitoraggio dei sistemi tradizionali.

Ad esempio, un customer service chatbot potrebbe fornire risposte diverse alla stessa domanda, richiedendo l'intervento della full stack observability per tracciare in che modo tale variazione influisce contemporaneamente sui servizi di backend, sull'elaborazione dei pagamenti e sulle metriche.

Le organizzazioni devono tenere traccia della deriva dei modelli, dei problemi di qualità dei dati e dell'accuratezza delle previsioni insieme alle metriche di prestazioni tradizionali per monitorare efficacemente i sistemi basati su AI all'interno dei loro ambienti full stack.