Points de contrôle de santé : un guide complet pour la mise en œuvre de la surveillance des services

Dans les systèmes distribués d'aujourd'hui, il est primordial d'assurer la fiabilité et la disponibilité des services. Un élément crucial de toute stratégie de surveillance robuste est la mise en œuvre de points de contrôle de santé. Ces points de terminaison fournissent un mécanisme simple mais puissant pour évaluer l'état de santé d'un service, permettant l'identification et la résolution proactives des problèmes avant qu'ils n'aient une incidence sur les utilisateurs finaux. Ce guide fournit un aperçu complet des points de contrôle de santé, couvrant les principes de conception, les stratégies de mise en œuvre et les meilleures pratiques applicables à divers environnements mondiaux.

Que sont les points de contrôle de santé ?

Un point de contrôle de santé est une URL ou un point de terminaison d'API spécifique sur un service qui renvoie un statut indiquant l'état de santé général du service. Les systèmes de surveillance interrogent périodiquement ces points de terminaison pour déterminer si le service fonctionne correctement. La réponse comprend généralement un code d'état (par exemple, 200 OK, 500 Internal Server Error) et peut également inclure des informations supplémentaires sur les dépendances du service et son état interne.

Considérez cela comme un médecin vérifiant les signes vitaux d'un patient : le point de contrôle de santé fournit un instantané de l'état actuel du service. Si les signes vitaux (code d'état, temps de réponse) se situent dans des plages acceptables, le service est considéré comme sain. Dans le cas contraire, le système de surveillance peut déclencher des alertes ou prendre des mesures correctives, telles que le redémarrage du service ou sa suppression d'une rotation d'équilibrage de charge.

Pourquoi les points de contrôle de santé sont-ils importants ?

Les points de contrôle de santé sont essentiels pour plusieurs raisons :

• Surveillance proactive : Ils permettent l'identification proactive des problèmes avant qu'ils n'aient une incidence sur les utilisateurs. En surveillant en permanence l'état de santé du service, vous pouvez détecter les problèmes rapidement et prendre des mesures correctives avant qu'ils ne s'aggravent.
• Récupération automatisée : Ils facilitent les mécanismes de récupération automatisés. Lorsqu'un service devient malsain, le système de surveillance peut redémarrer automatiquement le service, le supprimer d'une rotation d'équilibrage de charge ou déclencher d'autres actions de correction.
• Disponibilité améliorée : En permettant une surveillance proactive et une récupération automatisée, les points de contrôle de santé contribuent à améliorer la disponibilité et le temps de fonctionnement des services.
• Débogage simplifié : Les informations renvoyées par un point de contrôle de santé peuvent fournir des informations précieuses sur la cause profonde des problèmes, ce qui simplifie le débogage et le dépannage.
• Découverte de services : Ils peuvent être utilisés pour la découverte de services. Les services peuvent enregistrer leurs points de contrôle de santé auprès d'un registre de services, ce qui permet aux autres services de découvrir et de surveiller leurs dépendances. Les sondes de vivacité Kubernetes en sont un excellent exemple.
• Équilibrage de charge : Les équilibreurs de charge utilisent les points de contrôle de santé pour déterminer quelles instances de service sont saines et capables de gérer le trafic. Cela garantit que les requêtes ne sont acheminées que vers des instances saines, maximisant ainsi les performances et la disponibilité de l'application.

Conception de points de contrôle de santé efficaces

La conception de points de contrôle de santé efficaces nécessite une considération attentive de plusieurs facteurs :

1. Granularité

La granularité du point de contrôle de santé détermine le niveau de détail fourni concernant l'état de santé du service. Tenez compte de ces options :

• Contrôle de santé simple : Ce type de point de terminaison vérifie simplement que le service est opérationnel et qu'il peut répondre aux requêtes. Il vérifie généralement la connectivité de base et l'utilisation des ressources.
• Contrôle de santé des dépendances : Ce type de point de terminaison vérifie l'état de santé des dépendances du service, telles que les bases de données, les files d'attente de messages et les API externes. Il vérifie que le service peut communiquer avec ces dépendances et s'y fier.
• Contrôle de santé de la logique métier : Ce type de point de terminaison vérifie l'état de santé de la logique métier de base du service. Il vérifie que le service peut exécuter correctement sa fonction prévue. Par exemple, dans une application de commerce électronique, un contrôle de santé de la logique métier peut vérifier que le service peut traiter avec succès les commandes.

Le choix de la granularité dépend des exigences spécifiques de votre application. Un simple contrôle de santé peut suffire pour les services de base, tandis que des services plus complexes peuvent nécessiter des contrôles de santé plus granulaires qui vérifient l'état de santé de leurs dépendances et de leur logique métier. L'API de Stripe, par exemple, dispose de plusieurs points de terminaison pour surveiller l'état de ses différents services et dépendances.

2. Temps de réponse

Le temps de réponse du point de contrôle de santé est essentiel. Il doit être suffisamment rapide pour éviter d'ajouter une surcharge inutile au système de surveillance, mais également suffisamment précis pour fournir une indication fiable de l'état de santé du service. En général, un temps de réponse inférieur à 100 millisecondes est souhaitable.

Des temps de réponse excessifs peuvent indiquer des problèmes de performance sous-jacents ou une contention de ressources. La surveillance du temps de réponse des points de contrôle de santé peut fournir des informations précieuses sur les performances du service et identifier les goulots d'étranglement potentiels.

3. Codes d'état

Le code d'état renvoyé par le point de contrôle de santé est utilisé pour indiquer l'état de santé du service. Des codes d'état HTTP standard doivent être utilisés, tels que :

• 200 OK : Indique que le service est sain.
• 503 Service Unavailable : Indique que le service est temporairement indisponible.
• 500 Internal Server Error : Indique que le service rencontre une erreur interne.

L'utilisation de codes d'état HTTP standard permet aux systèmes de surveillance d'interpréter facilement l'état de santé du service sans nécessiter de logique personnalisée. Envisagez de les étendre avec des codes d'état personnalisés pour des scénarios plus spécifiques, mais assurez-vous toujours de l'interopérabilité avec les outils standard.

4. Corps de la réponse

Le corps de la réponse peut fournir des informations supplémentaires sur l'état de santé du service, telles que :

• Version du service : La version du service en cours d'exécution.
• Statut des dépendances : Le statut des dépendances du service.
• Utilisation des ressources : Informations sur l'utilisation des ressources du service, telles que l'utilisation du processeur, l'utilisation de la mémoire et l'espace disque.
• Messages d'erreur : Messages d'erreur détaillés si le service est malsain.

Fournir ces informations supplémentaires peut aider à simplifier le débogage et le dépannage. Envisagez d'utiliser un format standardisé, tel que JSON, pour le corps de la réponse.

5. Sécurité

Les points de contrôle de santé doivent être sécurisés pour empêcher tout accès non autorisé. Envisagez ces mesures de sécurité :

• Authentification : Exiger l'authentification pour l'accès au point de contrôle de santé. Cependant, soyez conscient de la surcharge que cela ajoute, en particulier pour les points de terminaison fréquemment vérifiés. Les réseaux internes et les listes blanches peuvent être plus appropriés.
• Autorisation : Restreindre l'accès au point de contrôle de santé aux utilisateurs ou systèmes autorisés.
• Limitation du débit : Mettre en œuvre une limitation du débit pour éviter les attaques par déni de service.

Le niveau de sécurité requis dépend de la sensibilité des informations exposées par le point de contrôle de santé et de l'impact potentiel d'un accès non autorisé. Par exemple, l'exposition de la configuration interne via un contrôle de santé justifierait une sécurité stricte.

Mise en œuvre des points de contrôle de santé

La mise en œuvre de points de contrôle de santé implique l'ajout d'un nouveau point de terminaison à votre service et la configuration de votre système de surveillance pour l'interroger. Voici quelques stratégies de mise en œuvre :

1. Utilisation d'un framework ou d'une bibliothèque

De nombreux frameworks et bibliothèques fournissent une prise en charge intégrée des points de contrôle de santé. Par exemple :

• Spring Boot (Java) : Spring Boot fournit un actionneur de santé intégré qui expose divers indicateurs de santé.
• ASP.NET Core (C#) : ASP.NET Core fournit un middleware de contrôle de santé qui vous permet d'ajouter facilement des points de contrôle de santé à votre application.
• Express.js (Node.js) : Plusieurs packages middleware sont disponibles pour ajouter des points de contrôle de santé aux applications Express.js.
• Flask (Python) : Flask peut être étendu avec des bibliothèques pour créer des points de terminaison de santé.

L'utilisation d'un framework ou d'une bibliothèque peut simplifier le processus de mise en œuvre et garantir que vos points de contrôle de santé sont cohérents avec le reste de votre application.

2. Mise en œuvre personnalisée

Vous pouvez également mettre en œuvre manuellement des points de contrôle de santé. Cela vous donne plus de contrôle sur le comportement du point de terminaison, mais nécessite plus d'efforts.

Voici un exemple d'un simple point de contrôle de santé en Python en utilisant Flask :

from flask import Flask, jsonify

app = Flask(__name__)

@app.route("/health")
def health_check():
    # Perform health checks here
    is_healthy = True  # Replace with actual health check logic

    if is_healthy:
        return jsonify({"status": "ok", "message": "Service is healthy"}), 200
    else:
        return jsonify({"status": "error", "message": "Service is unhealthy"}), 503

if __name__ == "__main__":
    app.run(debug=True)

Cet exemple définit un simple point de contrôle de santé qui renvoie une réponse JSON indiquant l'état de santé du service. Vous remplaceriez la variable `is_healthy` par une logique de contrôle de santé réelle, telle que la vérification de la connectivité de la base de données ou de l'utilisation des ressources.

3. Intégration avec les systèmes de surveillance

Une fois que vous avez implémenté vos points de contrôle de santé, vous devez configurer votre système de surveillance pour les interroger. La plupart des systèmes de surveillance prennent en charge la surveillance de l'état de santé, notamment :

• Prometheus : Prometheus est un système de surveillance open source populaire qui peut récupérer les points de contrôle de santé et alerter sur les services non sains.
• Datadog : Datadog est une plateforme de surveillance basée sur le cloud qui fournit des capacités complètes de surveillance et d'alerte.
• New Relic : New Relic est une autre plateforme de surveillance basée sur le cloud qui offre des fonctionnalités similaires à celles de Datadog.
• Nagios : Un système de surveillance traditionnel qui est encore largement utilisé, permettant des sondes de contrôle de santé.
• Amazon CloudWatch : Pour les services hébergés sur AWS, CloudWatch peut être configuré pour surveiller les points de terminaison de santé.
• Google Cloud Monitoring : Similaire à CloudWatch, mais pour Google Cloud Platform.
• Azure Monitor : Le service de surveillance pour les applications basées sur Azure.

La configuration de votre système de surveillance pour interroger vos points de contrôle de santé implique de spécifier l'URL du point de terminaison et le code d'état attendu. Vous pouvez également configurer des alertes à déclencher lorsque le service devient malsain. Par exemple, vous pouvez configurer une alerte pour qu'elle soit déclenchée lorsque le point de contrôle de santé renvoie une erreur 503 Service Unavailable.

Meilleures pratiques pour les points de contrôle de santé

Voici quelques bonnes pratiques pour la mise en œuvre et l'utilisation des points de contrôle de santé :

• Restez simple : Les points de contrôle de santé doivent être simples et légers pour éviter d'ajouter une surcharge inutile au service. Évitez les logiques ou les dépendances complexes dans le point de contrôle de santé.
• Rendez-le rapide : Les points de contrôle de santé doivent répondre rapidement pour éviter de retarder le système de surveillance. Visez un temps de réponse inférieur à 100 millisecondes.
• Utilisez des codes d'état standard : Utilisez des codes d'état HTTP standard pour indiquer l'état de santé du service. Cela permet aux systèmes de surveillance d'interpréter facilement l'état de santé du service sans nécessiter de logique personnalisée.
• Fournissez des informations supplémentaires : Fournissez des informations supplémentaires sur l'état de santé du service dans le corps de la réponse, telles que la version du service, l'état des dépendances et l'utilisation des ressources. Cela peut aider à simplifier le débogage et le dépannage.
• Sécurisez le point de terminaison : Sécurisez le point de contrôle de santé pour empêcher tout accès non autorisé. Ceci est particulièrement important si le point de terminaison expose des informations sensibles.
• Surveillez le point de terminaison : Surveillez le point de contrôle de santé lui-même pour vous assurer qu'il fonctionne correctement. Cela peut aider à détecter les problèmes liés au système de surveillance lui-même.
• Testez le point de terminaison : Testez minutieusement le point de contrôle de santé pour vous assurer qu'il reflète fidèlement l'état de santé du service. Cela inclut de tester à la fois des scénarios sains et malsains. Envisagez d'utiliser les principes de l'ingénierie du chaos pour simuler les défaillances et vérifier la réponse du contrôle de santé.
• Automatisez le processus : Automatisez le déploiement et la configuration des points de contrôle de santé dans le cadre de votre pipeline CI/CD. Cela garantit que les points de contrôle de santé sont mis en œuvre de manière cohérente dans tous les services.
• Documentez le point de terminaison : Documentez le point de contrôle de santé, y compris son URL, les codes d'état attendus et le format du corps de la réponse. Cela facilite la compréhension et l'utilisation du point de terminaison par les autres développeurs et équipes d'exploitation.
• Considérez la répartition géographique : Pour les applications distribuées à l'échelle mondiale, envisagez de mettre en œuvre des points de contrôle de santé dans plusieurs régions. Cela garantit que vous pouvez surveiller avec précision l'état de santé de vos services à partir de différents emplacements. Une défaillance dans une seule région ne doit pas déclencher une alerte d'interruption mondiale si d'autres régions sont saines.

Stratégies de contrôle de santé avancées

Au-delà des contrôles de santé de base, envisagez ces stratégies avancées pour une surveillance plus robuste :

• Déploiements Canary : Utilisez des contrôles de santé pour promouvoir ou restaurer automatiquement les déploiements Canary. Si l'instance Canary échoue aux contrôles de santé, revenez automatiquement à la version précédente.
• Transactions synthétiques : Exécutez des transactions synthétiques via le point de contrôle de santé pour simuler les interactions réelles des utilisateurs. Cela peut détecter les problèmes liés aux fonctionnalités de l'application qui pourraient ne pas apparaître avec les contrôles de santé de base.
• Intégration avec les systèmes de gestion des incidents : Créez automatiquement des incidents dans votre système de gestion des incidents (par exemple, PagerDuty, ServiceNow) lorsqu'un service échoue à un contrôle de santé. Cela garantit que les bonnes personnes sont informées du problème et peuvent prendre des mesures correctives.
• Systèmes d'auto-réparation : Concevez votre système pour qu'il se remette automatiquement des défaillances en fonction des résultats des contrôles de santé. Cela peut impliquer le redémarrage des services, la mise à l'échelle des ressources ou le passage à une instance de sauvegarde.

Conclusion

Les points de contrôle de santé sont un composant essentiel de toute stratégie de surveillance de service robuste. En implémentant des points de contrôle de santé efficaces, vous pouvez identifier et résoudre de manière proactive les problèmes avant qu'ils n'aient une incidence sur les utilisateurs finaux, améliorer la disponibilité du service et simplifier le débogage et le dépannage. N'oubliez pas de prendre en compte la granularité, le temps de réponse, les codes d'état, la sécurité et l'intégration avec les systèmes de surveillance lors de la conception et de la mise en œuvre de vos points de contrôle de santé. En suivant les meilleures pratiques décrites dans ce guide, vous pouvez vous assurer que vos points de contrôle de santé fournissent des informations précises et fiables sur l'état de santé de vos services, contribuant ainsi à une application plus fiable et résiliente.