Išorinės dalies (Frontend) krašto kompiuterijos geografinis perjungimas avarijos atveju: kelių regionų dubliavimas globalioms programoms

Šiuolaikiniame susietame pasaulyje programos turi būti prieinamos, našios ir atsparios gedimams vartotojams visame pasaulyje. Vienas gedimo taškas gali sukelti didelius sutrikimus, paveikti vartotojo patirtį, pajamas ir prekės ženklo reputaciją. Išorinės dalies krašto kompiuterija, suderinta su kelių regionų dubliavimu ir geografinio perjungimo avarijos atveju strategijomis, suteikia tvirtą sprendimą šioms rizikoms sumažinti. Šiame straipsnyje gilinamasi į šių koncepcijų subtilybes, siūlant praktines įžvalgas ir gaires, kaip įdiegti itin prieinamą ir našią išorinės dalies infrastruktūrą jūsų globalioms programoms.

Geografinio perjungimo avarijos atveju poreikio supratimas

Tradicinės programų architektūros dažnai remiasi centralizuotais duomenų centrais, kurie gali tapti kliūtimis ir pavieniais gedimų taškais. Geografinis perjungimas avarijos atveju sprendžia šią problemą, paskirstydamas programos komponentus keliuose geografiniuose regionuose. Tai užtikrina, kad jei viename regione įvyksta sutrikimas (dėl stichinių nelaimių, elektros energijos tiekimo sutrikimų ar tinklo problemų), srautas gali būti automatiškai nukreiptas į veikiantį regioną, išlaikant programos prieinamumą.

Apsvarstykite pasaulinę e. prekybos platformą. Jei jos pagrindinis duomenų centras Šiaurės Amerikoje nustoja veikti, vartotojai Europoje ir Azijoje negalėtų pasiekti svetainės. Su geografiniu perjungimu avarijos atveju, srautas gali būti sklandžiai nukreiptas į duomenų centrus Europoje ar Azijoje, užtikrinant nepertraukiamą paslaugą.

Geografinio perjungimo avarijos atveju privalumai:

• Padidintas prieinamumas: Sumažina prastovų laiką automatiškai persijungiant į veikiantį regioną gedimų atveju.
• Pagerintas našumas: Sumažina vėlavimą, teikiant turinį iš artimiausio vartotojui regiono.
• Padidintas atsparumas: Apsaugo nuo regioninių sutrikimų ir nelaimių.
• Mastelio keitimas: Leidžia keisti išteklių mastelį skirtinguose regionuose, kad atitiktų kintančią paklausą.

Išorinės dalies krašto kompiuterija: pagrindas pasauliniam našumui

Išorinės dalies krašto kompiuterija priartina programos logiką ir turinį prie galutinių vartotojų, žymiai sumažindama vėlavimą ir pagerindama našumą. Įdiegdami išorinės dalies komponentus (HTML, CSS, JavaScript, vaizdus) krašto serveriuose, esančiuose visame pasaulyje, galite suteikti greitesnę ir jautresnę vartotojo patirtį.

Turinio pristatymo tinklai (CDN) yra pagrindinis išorinės dalies krašto kompiuterijos komponentas. Jie kaupia statinius išteklius (vaizdus, CSS, JavaScript) ir teikia juos iš krašto serverių, esančių arti vartotojo. Tai sumažina pagrindinio serverio apkrovą ir vėlavimą. Populiarūs CDN teikėjai yra Akamai, Cloudflare, Fastly ir Amazon CloudFront.

Be CDN, moderni išorinės dalies krašto kompiuterija apima ir beserveres funkcijas, vykdomas krašte. Šios funkcijos gali atlikti tokias užduotis kaip autentifikavimas, autorizavimas, užklausų manipuliavimas ir atsakymų transformavimas, dar labiau optimizuojant našumą ir saugumą.

Pagrindiniai išorinės dalies krašto kompiuterijos elementai:

• CDN: Kaupia ir teikia statinius išteklius iš krašto serverių.
• Krašto serveriai: Vykdo beserveres funkcijas ir programos logiką krašte.
• Service Workers: Įgalina neprisijungus veikiančias funkcijas ir fono sinchronizavimą naršyklėje.
• Vaizdų optimizavimas: Automatiškai optimizuoja vaizdus skirtingiems įrenginiams ir tinklo sąlygoms.

Kelių regionų dubliavimas: Jūsų išorinės dalies paskirstymas geografinėse vietovėse

Kelių regionų dubliavimas apima jūsų išorinės dalies programos diegimą keliuose geografiniuose regionuose. Tai suteikia perteklių ir atsparumą, užtikrinant, kad jei vienas regionas sugenda, srautas gali būti nukreiptas į kitą veikiantį regioną. Tai yra esminė tvirtos geografinio perjungimo avarijos atveju strategijos dalis.

Tai dažnai apima identiškų išorinės dalies diegimų sukūrimą skirtinguose debesijos teikėjų regionuose (pvz., AWS US-East-1, AWS EU-West-1, AWS AP-Southeast-2). Kiekvienas diegimas turėtų būti savarankiškas ir galintis savarankiškai tvarkyti srautą.

Kelių regionų išorinės dalies diegimo įgyvendinimas:

1. Infrastruktūra kaip kodas (IaC): Naudokite įrankius, tokius kaip Terraform, CloudFormation ar Pulumi, kad automatizuotumėte savo išorinės dalies infrastruktūros diegimą ir valdymą keliuose regionuose.
2. Nuolatinė integracija / nuolatinis diegimas (CI/CD): Įdiekite CI/CD konvejerį, kad automatiškai diegtumėte kodo pakeitimus visuose regionuose.
3. Duomenų bazės replikacija: Jei jūsų išorinė dalis priklauso nuo vidinės dalies duomenų bazės, užtikrinkite, kad duomenų bazė būtų replikuojama keliuose regionuose.
4. Srauto balansavimas: Naudokite globalų srauto balansavimo įrenginį, kad paskirstytumėte srautą tarp skirtingų regionų.
5. Stebėjimas ir įspėjimai: Nustatykite išsamų stebėjimą ir įspėjimus, kad aptiktumėte problemas bet kuriame regione.

Geografinio perjungimo avarijos atveju strategijos: srauto nukreipimas gedimų atveju

Geografinis perjungimas avarijos atveju yra procesas, kurio metu srautas automatiškai nukreipiamas iš sugedusio regiono į veikiantį regioną. Tai paprastai pasiekiama naudojant DNS pagrįstą perjungimą arba globalų srauto balansavimą.

DNS pagrįstas perjungimas avarijos atveju:

DNS pagrįstas perjungimas apima DNS įrašų konfigūravimą taip, kad jie rodytų į skirtingus IP adresus skirtinguose regionuose. Kai regionas sugenda, DNS įrašai automatiškai atnaujinami, kad rodytų į veikiantį regioną. Tai paprastas ir ekonomiškas sprendimas, tačiau gali prireikti šiek tiek laiko, kol DNS pakeitimai išplis, todėl gali kilti trumpas prastovos laikotarpis.

Pavyzdys: Naudodami Route 53 (AWS DNS paslauga), galite sukonfigūruoti būsenos patikras savo EC2 egzemplioriams kiekviename regione. Jei būsenos patikra nepavyksta, Route 53 automatiškai atnaujina DNS įrašus, kad jie rodytų į egzempliorius veikiančiame regione.

Globalus srauto balansavimas:

Globalus srauto balansavimas naudoja srauto balansavimo įrenginį srautui paskirstyti keliuose regionuose. Srauto balansavimo įrenginys stebi kiekvieno regiono būseną ir automatiškai nukreipia srautą į veikiančius regionus. Tai užtikrina greitesnį perjungimą nei DNS pagrįstas perjungimas, nes srauto balansavimo įrenginys gali aptikti gedimus ir nukreipti srautą realiuoju laiku.

Pavyzdys: Naudodami Azure Traffic Manager arba Google Cloud Load Balancing, galite sukonfigūruoti globalų srauto balansavimo įrenginį, kad paskirstytumėte srautą tarp savo išorinės dalies diegimų skirtinguose Azure ar GCP regionuose. Srauto balansavimo įrenginys stebės kiekvieno regiono būseną ir automatiškai nukreips srautą į veikiančius regionus.

Geografinio perjungimo avarijos atveju įgyvendinimas:

1. Būsenos patikros: Įdiekite patikimas būsenos patikras, kad stebėtumėte savo išorinės dalies diegimų būseną kiekviename regione. Šios būsenos patikros turėtų patikrinti, ar programa veikia teisingai ir ar ji gali pasiekti reikiamus išteklius.
2. Perjungimo politika: Apibrėžkite aiškią perjungimo politiką, kuri nurodo kriterijus, kada pradėti perjungimą, ir veiksmus, kurių reikia imtis.
3. Automatizavimas: Automatizuokite perjungimo procesą, kad sumažintumėte prastovų laiką. Tai galima pasiekti naudojant scenarijus ar orkestravimo įrankius.
4. Testavimas: Reguliariai testuokite savo perjungimo mechanizmą, kad įsitikintumėte, jog jis veikia kaip tikėtasi. Tai galima padaryti simuliuojant sutrikimus skirtinguose regionuose.

Tinkamos geografinio perjungimo avarijos atveju strategijos pasirinkimas

Geriausia geografinio perjungimo avarijos atveju strategija priklauso nuo jūsų specifinių reikalavimų ir apribojimų. Veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti:

• Atkūrimo laiko tikslas (RTO): Maksimalus priimtinas jūsų programos prastovos laikas. Globalus srauto balansavimas paprastai suteikia mažesnį RTO nei DNS pagrįstas perjungimas.
• Kaina: DNS pagrįstas perjungimas paprastai yra pigesnis nei globalus srauto balansavimas.
• Sudėtingumas: DNS pagrįstą perjungimą yra paprasčiau įgyvendinti nei globalų srauto balansavimą.
• Srauto modeliai: Jei jūsų programos srauto modeliai yra nuspėjami, galite naudoti DNS pagrįstą perjungimą. Jei jūsų srauto modeliai yra nenuspėjami, geresnis pasirinkimas gali būti globalus srauto balansavimas.

Kritinėms programoms su griežtais prieinamumo reikalavimais, globalus srauto balansavimas paprastai yra pageidaujamas sprendimas. Mažiau kritinėms programoms gali pakakti DNS pagrįsto perjungimo.

Atvejų analizės ir pavyzdžiai

1 atvejo analizė: pasaulinė medijų bendrovė

Didelė medijų bendrovė, turinti pasaulinę auditoriją, įdiegė kelių regionų išorinės dalies architektūrą su geografiniu perjungimu avarijos atveju, kad užtikrintų savo transliacijos paslaugos prieinamumą 24/7. Jie naudojo CDN statiniams ištekliams kaupti ir savo išorinės dalies programą įdiegė keliuose AWS regionuose. DNS pagrįstam perjungimui jie naudojo Route 53. Regioninio sutrikimo Šiaurės Amerikoje metu srautas buvo automatiškai nukreiptas į Europą, užtikrinant, kad vartotojai kitose pasaulio dalyse galėtų toliau naudotis transliacijos paslauga.

2 atvejo analizė: e. prekybos platforma

E. prekybos platforma su pasauline klientų baze įdiegė kelių regionų išorinės dalies architektūrą su globaliu srauto balansavimu, siekdama pagerinti našumą ir prieinamumą. Jie įdiegė savo išorinės dalies programą keliuose Azure regionuose ir naudojo Azure Traffic Manager globaliam srauto balansavimui. Tai sumažino vėlavimą vartotojams skirtingose pasaulio dalyse ir suteikė atsparumą regioniniams sutrikimams. Jie taip pat įdiegė beserveres funkcijas krašte, kad personalizuotų turinį ir optimizuotų vartotojo patirtį.

Pavyzdys: beserverė krašto funkcija geolokacijai nustatyti

Štai beserverės funkcijos pavyzdys, kurį galima įdiegti krašte, norint nustatyti vartotojo geografinę vietą pagal jo IP adresą:

            
async function handler(event) {
  const request = event.request;
  const ipAddress = request.headers['x-forwarded-for'] || request.headers['cf-connecting-ip'] || request.clientIPAddress;
  // Use a geolocation API to determine the user's location based on their IP address.
  const geolocation = await fetch(`https://api.example.com/geolocation?ip=${ipAddress}`);
  const locationData = await geolocation.json();

  request.headers['x-user-country'] = locationData.country_code;

  return request;
}

            

              
                Copy
              
            
          

Šią funkciją galima naudoti turiniui personalizuoti pagal vartotojo vietą arba nukreipti vartotojus į lokalizuotą svetainės versiją.

Stebėjimas ir stebimumas

Efektyvus stebėjimas ir stebimumas yra labai svarbūs norint palaikyti sveiką ir atsparią kelių regionų išorinės dalies infrastruktūrą. Turite sugebėti greitai ir tiksliai aptikti problemas, nustatyti pagrindinę priežastį ir imtis taisomųjų veiksmų.

Pagrindiniai stebėjimo rodikliai:

• Prieinamumas: Laiko procentas, kai programa yra prieinama vartotojams.
• Vėlavimas: Laikas, per kurį apdorojama užklausa.
• Klaidų dažnis: Užklausų, kurios baigiasi klaidomis, procentas.
• Išteklių naudojimas: Jūsų išorinės dalies diegimų CPU, atminties ir tinklo naudojimas.
• Būsenos patikrų būsena: Jūsų būsenos patikrų būsena kiekviename regione.

Stebėjimo ir stebimumo įrankiai:

• CloudWatch (AWS): Teikia AWS išteklių stebėjimo ir registravimo paslaugas.
• Azure Monitor (Azure): Teikia Azure išteklių stebėjimo ir diagnostikos paslaugas.
• Google Cloud Monitoring (GCP): Teikia GCP išteklių stebėjimo ir registravimo paslaugas.
• Prometheus: Atvirojo kodo stebėjimo ir įspėjimo įrankių rinkinys.
• Grafana: Atvirojo kodo duomenų vizualizavimo ir stebėjimo platforma.
• Sentry: Klaidų sekimo ir našumo stebėjimo platforma.

Įdiekite įspėjimo taisykles, kad būtumėte informuoti, kai kritiniai rodikliai viršija iš anksto nustatytas ribas. Tai leis jums proaktyviai nustatyti ir spręsti problemas, kol jos nepaveiks vartotojų.

Saugumo aspektai

Saugumas yra svarbiausias dalykas diegiant kelių regionų išorinės dalies infrastruktūrą. Turite apsaugoti savo programą nuo įvairių grėsmių, įskaitant:

• Paskirstytojo paslaugos trikdymo (DDoS) atakos: Atakos, kurios perkrauna jūsų serverius srautu, padarydamos juos neprieinamus teisėtiems vartotojams.
• Tarpvietinio scenarijų vykdymo (XSS) atakos: Atakos, kurios įterpia kenkėjiškus scenarijus į jūsų svetainę.
• SQL injekcijos atakos: Atakos, kurios įterpia kenkėjišką SQL kodą į jūsų duomenų bazę.
• Botų atakos: Atakos, kurios naudoja botus duomenims rinkti, netikroms paskyroms kurti ar kitai kenkėjiškai veiklai vykdyti.

Saugumo geriausios praktikos:

• Svetainės programų ugniasienė (WAF): Naudokite WAF, kad apsaugotumėte savo programą nuo įprastų žiniatinklio atakų.
• DDoS apsauga: Naudokite DDoS apsaugos paslaugą, kad sumažintumėte DDoS atakų poveikį.
• Užklausų ribojimas: Įdiekite užklausų ribojimą, kad botai neperkrautų jūsų serverių.
• Turinio saugumo politika (CSP): Naudokite CSP, kad apribotumėte šaltinius, iš kurių jūsų svetainė gali įkelti išteklius.
• Reguliarūs saugumo auditai: Atlikite reguliarius saugumo auditus, kad nustatytumėte ir pašalintumėte pažeidžiamumus.
• Mažiausių privilegijų principas: Suteikite vartotojams ir paslaugoms tik būtiniausius leidimus.

Kainų optimizavimas

Kelių regionų išorinės dalies infrastruktūros diegimas gali būti brangus. Štai keletas patarimų, kaip optimizuoti išlaidas:

• Tinkamas dydžio parinkimas: Pasirinkite tinkamus egzempliorių dydžius savo išorinės dalies diegimams.
• Rezervuoti egzemplioriai: Naudokite rezervuotus egzempliorius, kad sumažintumėte savo skaičiavimo išteklių kainą.
• Spot egzemplioriai: Naudokite spot egzempliorius, kad sumažintumėte savo skaičiavimo išteklių kainą. (Naudokite atsargiai gamybinėje aplinkoje)
• Automatinis mastelio keitimas: Naudokite automatinį mastelio keitimą, kad automatiškai keistumėte savo išorinės dalies diegimų mastelį pagal poreikį.
• Kaupimas (Caching): Naudokite kaupimą, kad sumažintumėte savo pagrindinių serverių apkrovą.
• Duomenų perdavimo išlaidos: Optimizuokite duomenų perdavimo išlaidas, teikdami turinį iš arčiausiai vartotojo esančio regiono.
• Reguliari išlaidų analizė: Nuolat stebėkite ir analizuokite savo išlaidas, kad nustatytumėte tobulinimo sritis.

Išorinės dalies karkasai ir bibliotekos

Daugelis modernių išorinės dalies karkasų ir bibliotekų yra gerai pritaikytos kurti programas, kurias galima diegti kelių regionų aplinkoje. Kai kurie populiarūs pasirinkimai:

• React: JavaScript biblioteka vartotojo sąsajoms kurti.
• Angular: TypeScript pagrindu veikiantis žiniatinklio programų karkasas.
• Vue.js: Progresyvus JavaScript karkasas vartotojo sąsajoms kurti.
• Svelte: Komponentų karkasas, kuris kompiliuojamas kūrimo metu.
• Next.js (React): Karkasas serverio atvaizduojamoms ir statiškai generuojamoms React programoms kurti.
• Nuxt.js (Vue.js): Karkasas serverio atvaizduojamoms ir statiškai generuojamoms Vue.js programoms kurti.

Šie karkasai suteikia tokias funkcijas kaip komponentais pagrįsta architektūra, maršrutizavimas, būsenos valdymas ir serverio pusės atvaizdavimas, kas gali supaprastinti sudėtingų išorinės dalies programų kūrimą.

Ateities tendencijos

Išorinės dalies krašto kompiuterijos ir geografinio perjungimo avarijos atveju sritis nuolat vystosi. Štai kelios ateities tendencijos, kurias verta stebėti:

• Beserverė krašto kompiuterija: Didėjantis beserverių funkcijų naudojimas krašte.
• WebAssembly (Wasm): WebAssembly naudojimas didelio našumo kodui vykdyti naršyklėje ir krašte.
• Service Mesh: Service mesh tinklų naudojimas krašte įdiegtų mikropaslaugų valdymui ir apsaugai.
• Dirbtinis intelektas krašte: DI ir mašininio mokymosi naudojimas krašte našumui ir personalizavimui gerinti.
• Kraštui pritaikytos programos: Programų, specialiai sukurtų veikti krašte, kūrimas.

Išvados

Išorinės dalies krašto kompiuterija, kelių regionų dubliavimas ir geografinis perjungimas avarijos atveju yra esminės strategijos kuriant itin prieinamas, našias ir atsparias globalias programas. Paskirstydami savo išorinę dalį keliuose geografiniuose regionuose ir įdiegdami patikimus perjungimo mechanizmus, galite užtikrinti, kad jūsų programa išliks prieinama vartotojams visame pasaulyje, net ir susidūrus su regioniniais sutrikimais. Pasinaudokite šiomis strategijomis, kad suteiktumėte geresnę vartotojo patirtį ir išlaikytumėte konkurencinį pranašumą pasaulinėje rinkoje.

Ištekliai

• Amazon Route 53
• Azure Traffic Manager
• Google Cloud Load Balancing
• Cloudflare
• Fastly
• Akamai