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上周四(10月14日)晚,受邀参加了由数列科技主办的线上技术直播——PGUG系列-大促保障之旅,其中我分享的Topic是《大型业务活动,如何保障系统的稳定性》。
分享过程中,参与直播的同学们提了很多问题,碍于很多问题无法一两句概括,因此写了这篇文章,对这些同学提出的问题做一个解答。当然,回答仅限于我个人的角度,仅供参考。
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Question
编号 |
提问用户微信名 |
提问的问题 |
1 |
Armo |
流量模型具体指得是什么? |
2 |
怎么根据入口流量和内部流量的成份比例关系进行计算? |
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3 |
流量的预估上是怎么做的呢? |
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4 |
容量水位是怎么定义的?当前QPS/按照压测的QPS? |
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5 |
王雷 |
K8S是不是自动扩容? |
6 |
空 |
在压测时,请求参数一般都是重复的吗? |
7 |
在压测过程的时候,怎么确定多少连接数比较合适?比如,Redis连接数,数据库连接数,线程数,Tomcat连接数? |
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8 |
Macan |
容量水位如何评估是否扩展讲细一点?还有自动扩缩容调度决策如何制定? |
9 |
多的 |
应用服务可以通过这些方式达到高性能高可用,但是相对应的,数据库DB也会有大量的数据读写操作,这也可能导致DB挂掉,请问这种情况怎么办? |
Answer
PS:很多问题归类下来都很类似,我归纳汇总下来,主要有如下几点:
流量模型
关于流量模型,大家先看下面这幅图:
1、流量模型具体指得是什么?
分布式服务架构下,服务间调用关系是及其复杂的。如上图所示,一个用户请求,要经过层层调用,才能到达数据库。
且调用过程中,对Redis、MQ或其他下游服务的调用可能要多次。这就导致了一种现象:用户请求一次,对下游的其他服务或者中间件可能请求了多次,这样就形成了一个漏斗状的模型。
到这里,流量模型是什么的答案,其实已经出来了。非要做一个定义的话,我认为应该这样定义:
流量模型:系统处理用户请求过程中,请求对系统内部服务及中间件的调用形成的关系集合;
如何理解:所谓的流量模型这种关系集合,一般来说都是都是漏斗形状,即上窄下宽;
2、流量的预估上是怎么做的呢?
流量预估,一般的步骤如下:
- 确定业务目标(技术最终要为业务目标达成负责);
- 转化为核心链路技术指标(电商行业核心链路一般为订单量);
- 依赖流量模型,由核心链路进行转化计算(一般都是选取峰值的请求流量);
3、怎么根据入口流量和内部流量的比例关系进行计算?
以第二个问题的预估步骤为例,参考如下计算方式:
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业务目标:今年双十一,业务目标是DAU1000W,支付单量100W;
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假设创建订单接口和发起支付接口比例为3:1,那么支付接口QPS=100W;
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假设往年大促80%的支付请求分布在双十一0点前一个小时,前一个小时请求中,前十分钟占比60%;
-
由上可得:支付接口QPS=100W*80%*60%=48W,创建订单接口QPS=3*100W*80%*60%=144W;
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平均到秒级别,支付接口QPS=800,创建订单接口QPS=2400;
-
以核心链路的QPS为基准,按照流量模型调用关系进行放大或者缩小计算,即可得出每个应用大促峰值需要承接的QPS;
PS:QPS如何得到?依赖监控系统!
容量评估
4、K8S是不是自动扩容?
k8s是为容器服务而生的一个可移植容器的编排管理工具,从架构设计层面我们关注的可用性、伸缩性都可以结合k8s得到很好的解决。
从服务部署运维、服务监控、应用扩容和故障处理,k8s都提供了很好的解决方案。具体来说,主要包括以下几点:
- 服务发现与调度;
- 负载均衡;
- 服务自愈;
- 服务弹性扩容;
- 横向扩容;
- 存储卷挂载;
PS:综上所述,服务弹性扩容只是K8S的功能之一,且弹性扩缩容,除了K8S还有其他的实现方式和工具。
5、容量水位是怎么定义的?当前QPS/按照压测的QPS?
如何理解容量?举个例子:一台4C8G的虚拟机,在CPU使用率达到最大值时,它的处理能力(TPS)是500。
但线上正常的服务负载,一般不会让超过40%,这也是所谓的安全水位。在安全水位下,可能这台虚拟机的处理能力只有200。这就是所谓的容量水位,安全水位。
容量水位定义:系统处于X并发情况下,保证安全水位时候的处理能力。
参照上述第三个问题的回答:如果某个核心接口的预估峰值QPS=2400,那这个接口所在的服务集群,最少的机器数量应该为12+(需要留一定的buffer,保证冗余空间)。
PS:需要注意的是:一个服务对应多个接口,需要保证被测接口的请求在该服务占据绝大部分。
6、容量水位如何评估是否扩展讲细一点?还有自动扩缩容调度决策如何制定?
容量水位评估,参照上述第五个问题。
自动扩缩容调度决策,实现的逻辑无非就是单机设定一个阈值,超过该阈值自动扩容服务。需要注意的是,负载均衡有时候不是完美的,还需要一个集群的阈值,配合服务健康检查。
PS:扩容一般都需要有热备的机器,容器相对扩容速度更快一些,如果是ECS等虚拟机,需要考虑机器热备。
压测配置
7、在压测时,请求参数一般都是重复的吗?
压测请求用到的数据,一般有3种:
- 基础数据:数据库表中用于铺底的基础数据,比如商品信息,库存数之类的;
- 幂等数据:常见的只读接口,如果不涉及逻辑校验,可以用重复的数据;
- 热点数据:即参数化数据,比如用户的userid,手机号等,部分业务逻辑涉及到唯一性校验;
参数配置
8、在压测过程中,怎么确定多少连接数比较合适?比如,Redis连接数、数据库连接数、线程数、Tomcat连接数?
一般常用的中间件,应用容器和DB,都会有默认的参数配置和官方推荐的配置。但考虑到不同的业务场景和技术实现方式,都是采用配置测试的方式来调整验证配置。
比如Tomcat的线程数,之前我做过类似的验证:1台16C32G的机器,性能和负载最均衡的线程配置数是256。
官方推荐的好像也是16N(这里的N指的是服务器的物理核数)。当然,配置为512,性能更好一些,但机器负载相对会更高一些。
PS:以Tomcat为例,线程配置也分为最小连接数和最大连接数,活跃线程数和最大等待线程数以及timeout。这几个配置参数之间,也是有关系的,建议看看官方文档了解下不同参数配置的含义。
DB高可用
9、应用服务可以升配扩容达到高性能,但是对应DB也会有大量读写操作,这可能导致DB挂掉,这种情况怎么办?
目前来说,数据库的性能瓶颈只能通过升配、分库分表、拆分实例来提升。当然,优化慢SQL、事务合并、技术改造直连DB为读写缓存,也是一种方式,但根本上还是治标不治本。