Pakalpojumu atklāšana: padziļināta analīze par veselības pārbaudēm

Mikropakalpojumu un izplatītu sistēmu pasaulē pakalpojumu atklāšana ir kritisks komponents, kas ļauj lietojumprogrammām atrast un sazināties savā starpā. Tomēr ar atrašanās vietas zināšanu par pakalpojumu nepietiek. Mums arī jānodrošina, ka pakalpojums ir veselīgs un spēj apstrādāt pieprasījumus. Šeit veselības pārbaudes ieiet spēlē.

Kas ir pakalpojumu atklāšana?

Pakalpojumu atklāšana ir procesu, kā automātiski noteikt un atrast pakalpojumus dinamiskā vidē. Tradicionālajās monolītiskajās lietojumprogrammās pakalpojumi parasti atrodas vienā serverī, un to atrašanās vietas ir zināmas iepriekš. Savukārt mikropakalpojumi bieži tiek izvietoti vairākos serveros, un to atrašanās vietas var bieži mainīties, palielinoties apjomam, izvietojot un kļūmju dēļ. Pakalpojumu atklāšana atrisina šo problēmu, nodrošinot centrālu reģistru, kur pakalpojumi var reģistrēt sevi, un klienti var pieprasīt pieejamos pakalpojumus.

Populāri pakalpojumu atklāšanas rīki ietver:

• Consul: pakalpojumu tīkla risinājums ar pakalpojumu atklāšanas, konfigurācijas un segmentācijas funkcionalitāti.
• Etcd: izplatīta atslēgas-vērtības krātuve, ko parasti izmanto pakalpojumu atklāšanai Kubernetes.
• ZooKeeper: centralizēts pakalpojums konfigurācijas informācijas uzturēšanai, nosaukšanai, izplatītas sinhronizācijas nodrošināšanai un grupu pakalpojumiem.
• Kubernetes DNS: uz DNS balstīts pakalpojumu atklāšanas mehānisms, kas iebūvēts Kubernetes.
• Eureka: pakalpojumu reģistrs, ko galvenokārt izmanto Spring Cloud vidēs.

Veselības pārbaudes nozīme

Lai gan pakalpojumu atklāšana nodrošina mehānismu pakalpojumu atrašanai, tā negarantē, ka šie pakalpojumi ir veseli. Pakalpojums var būt reģistrēts pakalpojumu reģistrā, bet saskarties ar problēmām, piemēram, augstu CPU izmantošanu, atmiņas noplūdēm vai datubāzes savienojuma problēmām. Bez veselības pārbaudēm klienti var neapzināti novirzīt pieprasījumus uz neveseliem pakalpojumiem, radot sliktu veiktspēju, kļūdas un pat lietojumprogrammu pārtraukumus. Veselības pārbaudes nodrošina veidu, kā nepārtraukti uzraudzīt pakalpojumu veselību un automātiski noņemt neveselīgas instances no pakalpojumu reģistra. Tas nodrošina, ka klienti mijiedarbojas tikai ar veseliem un atsaucīgiem pakalpojumiem.

Apsveriet scenāriju, kurā e-komercijas lietojumprogramma paļaujas uz atsevišķu pakalpojumu maksājumu apstrādei. Ja maksājumu pakalpojums tiek pārslogots vai rodas datubāzes kļūda, tas joprojām var būt reģistrēts pakalpojumu reģistrā. Bez veselības pārbaudēm e-komercijas lietojumprogramma turpinātu sūtīt maksājumu pieprasījumus neesošajam pakalpojumam, radot neveiksmīgus darījumus un negatīvu klientu pieredzi. Ar ieviestām veselības pārbaudēm neesošais maksājumu pakalpojums tiktu automātiski noņemts no pakalpojumu reģistra, un e-komercijas lietojumprogramma varētu novirzīt pieprasījumus uz veselīgu instanci vai saudzīgi apstrādāt kļūdu.

Veselības pārbaudes veidi

Ir vairāki veselības pārbaudes veidi, ko var izmantot pakalpojumu veselības uzraudzībai. Visizplatītākie veidi ietver:

HTTP veselības pārbaudes

HTTP veselības pārbaudes ietver HTTP pieprasījuma nosūtīšanu uz noteiktu pakalpojuma galapunktu un atbildes statusa koda pārbaudi. Statusa kods 200 (OK) parasti norāda, ka pakalpojums ir veselīgs, savukārt citi statusa kodi (piemēram, 500 Iekšējā servera kļūda) norāda uz problēmu. HTTP veselības pārbaudes ir vienkārši ieviest un tās var izmantot, lai pārbaudītu pamata pakalpojuma funkcionalitāti. Piemēram, veselības pārbaude var pārbaudīt pakalpojuma `/health` galapunktu. Node.js lietojumprogrammā, kas izmanto Express, tas varētu būt tik vienkārši kā:

app.get('/health', (req, res) => {
  res.status(200).send('OK');
});

Konfigurācijas piemēri:

Consul

{
  "service": {
    "name": "payment-service",
    "port": 8080,
    "check": {
      "http": "http://localhost:8080/health",
      "interval": "10s",
      "timeout": "5s"
    }
  }
}

Kubernetes

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: payment-service
spec:
  containers:
  - name: payment-service-container
    image: payment-service:latest
    ports:
    - containerPort: 8080
    livenessProbe:
      httpGet:
        path: /health
        port: 8080
      initialDelaySeconds: 3
      periodSeconds: 10

TCP veselības pārbaudes

TCP veselības pārbaudes ietver mēģinājumu izveidot TCP savienojumu ar noteiktu pakalpojuma portu. Ja savienojums ir veiksmīgi izveidots, pakalpojums tiek uzskatīts par veselīgu. TCP veselības pārbaudes ir noderīgas, lai pārbaudītu, vai pakalpojums klausās pareizajā portā un pieņem savienojumus. Tās ir vienkāršākas nekā HTTP pārbaudes, jo tās neinspektē lietojumprogrammas slāni. Pamata pārbaude apstiprina porta pieejamību.

Konfigurācijas piemēri:

Consul

{
  "service": {
    "name": "database-service",
    "port": 5432,
    "check": {
      "tcp": "localhost:5432",
      "interval": "10s",
      "timeout": "5s"
    }
  }
}

Kubernetes

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: database-service
spec:
  containers:
  - name: database-service-container
    image: database-service:latest
    ports:
    - containerPort: 5432
    livenessProbe:
      tcpSocket:
        port: 5432
      initialDelaySeconds: 15
      periodSeconds: 20

Komandu izpildes veselības pārbaudes

Komandu izpildes veselības pārbaudes ietver komandas izpildīšanu pakalpojuma resursdatorā un izietes koda pārbaudi. Izietes kods 0 parasti norāda, ka pakalpojums ir veselīgs, savukārt citi izietes kodi norāda uz problēmu. Komandu izpildes veselības pārbaudes ir viselastīgākais veselības pārbaudes veids, jo tās var izmantot plašam dažādu pārbaudu veikšanai, piemēram, diska vietas, atmiņas izmantošanas vai ārējo atkarību statusa pārbaudīšanai. Piemēram, jūs varētu palaist skriptu, kas pārbauda, vai datubāzes savienojums ir veselīgs.

Konfigurācijas piemēri:

Consul

{
  "service": {
    "name": "monitoring-service",
    "port": 80,
    "check": {
      "args": ["/usr/local/bin/check_disk_space.sh"],
      "interval": "30s",
      "timeout": "10s"
    }
  }
}

Kubernetes

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: monitoring-service
spec:
  containers:
  - name: monitoring-service-container
    image: monitoring-service:latest
    command: ["/usr/local/bin/check_disk_space.sh"]
    livenessProbe:
      exec:
        command: ["/usr/local/bin/check_disk_space.sh"]
      initialDelaySeconds: 60
      periodSeconds: 30

Pielāgotas veselības pārbaudes

Sarežģītākiem scenārijiem varat ieviest pielāgotas veselības pārbaudes, kas veic lietojumprogrammai specifisku loģiku. Tas var ietvert iekšējo rindu statusa pārbaudīšanu, ārējo resursu pieejamības pārbaudi vai sarežģītāku veiktspējas metrikas izpildīšanu. Pielāgotas veselības pārbaudes nodrošina visatbilstošāko kontroli pār veselības uzraudzības procesu.

Piemēram, pielāgota veselības pārbaude ziņojumu rindas patērētājam var pārbaudīt, vai rindas dziļums ir zem noteikta sliekšņa un vai ziņojumi tiek apstrādāti ar saprātīgu ātrumu. Vai arī pakalpojums, kas mijiedarbojas ar trešās puses API, var pārbaudīt API atbildes laiku un kļūdu biežumu.

Veselības pārbaudes ieviešana

Veselības pārbaudes ieviešana parasti ietver šādus soļus:

1. Definēt veselības kritērijus: Noteikt, kas ir veselīgs pakalpojums. Tas var ietvert atbildes laiku, CPU izmantošanu, atmiņas izmantošanu, datubāzes savienojuma statusu un ārējo resursu pieejamību.
2. Ieviest veselības pārbaudes galapunktus vai skriptus: Izveidot galapunktus (piemēram, `/health`) vai skriptus, kas veic veselības pārbaudes un atgriež atbilstošu statusa kodu vai izietes kodu.
3. Konfigurēt pakalpojumu atklāšanas rīku: Konfigurēt savu pakalpojumu atklāšanas rīku (piemēram, Consul, Etcd, Kubernetes), lai periodiski izpildītu veselības pārbaudes un atbilstoši atjauninātu pakalpojumu reģistru.
4. Uzraudzīt veselības pārbaudes rezultātus: Uzraudzīt veselības pārbaudes rezultātus, lai noteiktu potenciālās problēmas un veiktu koriģējošas darbības.

Ir ļoti svarīgi, lai veselības pārbaudes būtu vieglas un nepatērētu pārmērīgus resursus. Izvairieties no sarežģītas loģikas vai I/O operāciju veikšanas tieši no veselības pārbaudes galapunkta. Tā vietā koncentrējieties uz pamata pakalpojuma funkcionalitātes pārbaudīšanu un paļaujieties uz citiem uzraudzības rīkiem padziļinātai analīzei.

Labākā prakse veselības pārbaudēm

Šeit ir daži labākās prakses piemēri veselības pārbaudes ieviešanai:

• Saglabājiet veselības pārbaudes vieglas: Veselības pārbaudēm jābūt ātrām un patērēt minimāli resursu. Izvairieties no sarežģītas loģikas vai I/O operācijām. Mērķējiet uz pārbaudēm, kas pabeidzas milisekundēs.
• Izmantojiet vairākus veselības pārbaudes veidus: Kombinējiet dažādus veselības pārbaudes veidus, lai iegūtu visaptverošāku priekšstatu par pakalpojuma veselību. Piemēram, izmantojiet HTTP veselības pārbaudi, lai pārbaudītu pamata pakalpojuma funkcionalitāti, un komandu izpildes veselības pārbaudi, lai pārbaudītu ārējo resursu pieejamību.
• Apsveriet atkarības: Ja pakalpojums ir atkarīgs no citiem pakalpojumiem vai resursiem, iekļaujiet pārbaudes attiecībā uz šīm atkarībām veselības pārbaudē. Tas var palīdzēt noteikt problēmas, kas var nebūt uzreiz acīmredzamas no paša pakalpojuma veselības metrikām. Piemēram, ja jūsu pakalpojums ir atkarīgs no datubāzes, iekļaujiet pārbaudi, lai nodrošinātu, ka datubāzes savienojums ir veselīgs.
• Izmantojiet atbilstošus intervālus un taimautus: Atbilstoši konfigurējiet veselības pārbaudes intervālu un taimautu pakalpojumam. Intervālam jābūt pietiekami biežam, lai ātri noteiktu problēmas, bet ne tik biežam, lai radītu nevajadzīgu slodzi pakalpojumam. Taimautam jābūt pietiekami ilgam, lai ļautu pabeigt veselības pārbaudi, bet ne tik ilgam, lai tas aizkavētu problēmu noteikšanu. Parasts sākumpunkts ir 10 sekunžu intervāls un 5 sekunžu taimauts, taču šīs vērtības var būt jāpielāgo atbilstoši konkrētajam pakalpojumam un videi.
• Saudzīga pārejas kļūdu apstrāde: Ieviest loģiku, lai saudzīgi apstrādātu pārejas kļūdas. Viena veselības pārbaudes neveiksme var nenorādīt uz nopietnu problēmu. Apsveriet sliekšņa vai atkārtotu mēģinājumu mehānisma izmantošanu, lai izvairītos no pakalpojuma priekšlaicīgas noņemšanas no pakalpojumu reģistra. Piemēram, lai uzskatītu pakalpojumu par neveselīgu, var būt nepieciešams, lai tas nespētu izpildīt trīs secīgas veselības pārbaudes.
• Droši veselības pārbaudes galapunkti: Aizsargājiet veselības pārbaudes galapunktus no nesankcionētas piekļuves. Ja veselības pārbaudes galapunkts atklāj sensitīvu informāciju, piemēram, iekšējo metrikas vai konfigurācijas datus, ierobežojiet piekļuvi tikai pilnvarotiem klientiem. Tas ir iespējams panākt, izmantojot autentifikāciju vai IP balto sarakstu.
• Dokumentējiet veselības pārbaudes: Skaidri dokumentējiet katras veselības pārbaudes mērķi un ieviešanu. Tas palīdzēs citiem izstrādātājiem saprast, kā darbojas veselības pārbaudes un kā novērst problēmas. Iekļaujiet informāciju par veselības kritērijiem, veselības pārbaudes galapunktu vai skriptu un paredzamajiem statusa kodiem vai izietes kodiem.
• Automātiska labošana: Integrēt veselības pārbaudes ar automātiskām labošanas sistēmām. Kad pakalpojums tiek noteikts kā neveselīgs, automātiski izraisīt darbības, lai atjaunotu pakalpojumu veselīgā stāvoklī. Tas var ietvert pakalpojuma restartēšanu, instanču skaita palielināšanu vai atgriešanos pie iepriekšējās versijas.
• Izmantojiet reālās pasaules testus: Veselības pārbaudēm vajadzētu simulēt reālu lietotāju trafiku un atkarības. Ne tikai pārbaudiet, vai serveris darbojas; pārliecinieties, ka tas var apstrādāt tipiskus pieprasījumus un mijiedarboties ar nepieciešamiem resursiem.

Piemēri dažādās tehnoloģijās

Aplūkosim veselības pārbaudes ieviešanas piemērus dažādās tehnoloģijās:

Java (Spring Boot)

@RestController
public class HealthController {

    @GetMapping("/health")
    public ResponseEntity<String> health() {
        // Veiciet pārbaudes šeit, piemēram, datubāzes savienojumu
        boolean isHealthy = true; // Aizstāt ar faktisko pārbaudi

        if (isHealthy) {
            return new ResponseEntity<>("OK", HttpStatus.OK);
        } else {
            return new ResponseEntity<>("Error", HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR);
        }
    }
}

Python (Flask)

from flask import Flask, jsonify

app = Flask(__name__)

@app.route('/health')
def health_check():
    # Veiciet pārbaudes šeit
    is_healthy = True  # Aizstāt ar faktisko pārbaudi

    if is_healthy:
        return jsonify({'status': 'OK'}), 200
    else:
        return jsonify({'status': 'Error'}), 500

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True, host='0.0.0.0', port=5000)

Go

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
)

func healthHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    // Veiciet pārbaudes šeit
    isHealthy := true // Aizstāt ar faktisko pārbaudi

    if isHealthy {
        w.WriteHeader(http.StatusOK)
        fmt.Fprint(w, "OK")
    } else {
        w.WriteHeader(http.StatusInternalServerError)
        fmt.Fprint(w, "Error")
    }
}

func main() {
    http.HandleFunc("/health", healthHandler)
    fmt.Println("Server listening on port 8080")
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

Veselības pārbaudes un slodzes balansēšana

Veselības pārbaudes bieži tiek integrētas ar slodzes balansēšanas risinājumiem, lai nodrošinātu, ka trafiks tiek novirzīts tikai uz veseliem pakalpojumiem. Slodzes balanseristi izmanto veselības pārbaudes rezultātus, lai noteiktu, kuri pakalpojumi ir pieejami, lai saņemtu trafiku. Kad pakalpojums nespēj izpildīt veselības pārbaudi, slodzes balanserists automātiski noņem to no pieejamo pakalpojumu kopas. Tas novērš klientu nosūtīšanu uz neveseliem pakalpojumiem un uzlabo lietojumprogrammas kopējo uzticamību.

Piemēri slodzes balanseriem, kas integrējas ar veselības pārbaudēm, ietver:

• HAProxy
• NGINX Plus
• Amazon ELB
• Google Cloud Load Balancing
• Azure Load Balancer

Uzraudzība un brīdinājumi

Papildus automātiskai neveselīgu pakalpojumu noņemšanai no pakalpojumu reģistra, veselības pārbaudes var izmantot arī, lai izraisītu brīdinājumus un paziņojumus. Kad pakalpojums nespēj izpildīt veselības pārbaudi, uzraudzības sistēma var nosūtīt brīdinājumu operāciju komandai, informējot tos par potenciālu problēmu. Tas ļauj viņiem izmeklēt problēmu un veikt koriģējošas darbības, pirms tā ietekmē lietotājus.

Populāri uzraudzības rīki, kas integrējas ar veselības pārbaudēm, ietver:

• Prometheus
• Datadog
• New Relic
• Grafana
• Nagios

Secinājums

Veselības pārbaudes ir būtiska pakalpojumu atklāšanas sastāvdaļa mikropakalpojumu arhitektūrās. Tās nodrošina veidu, kā nepārtraukti uzraudzīt pakalpojumu veselību un automātiski noņemt neveselīgas instances no pakalpojumu reģistra. Ieviešot robustus veselības pārbaudes mehānismus, jūs varat nodrošināt, ka jūsu lietojumprogrammas ir noturīgas, mērogojamas un uzticamas. Pareizo veselības pārbaudes veidu izvēle, to atbilstoša konfigurēšana un integrēšana ar uzraudzības un brīdinājumu sistēmām ir galvenais, lai izveidotu veselīgu un izturīgu mikropakalpojumu vidi.

Pieņemiet proaktīvu pieeju veselības uzraudzībai. Negaidiet, kamēr lietotāji ziņos par problēmām. Ieviest visaptverošas veselības pārbaudes, kas nepārtraukti uzrauga jūsu pakalpojumu veselību un automātiski veic koriģējošas darbības, kad rodas problēmas. Tas palīdzēs jums izveidot noturīgu un uzticamu mikropakalpojumu arhitektūru, kas spēj izturēt dinamiskas un izplatītas vides izaicinājumus. Regulāri pārskatiet un atjauniniet savas veselības pārbaudes, lai pielāgotos mainīgajām lietojumprogrammu vajadzībām un atkarībām.

Galu galā ieguldījums robustos veselības pārbaudes mehānismos ir ieguldījums jūsu mikropakalpojumu balstīto lietojumprogrammu stabilitātē, pieejamībā un kopējā panākumos.