局部NGINX后业务实例过载怎么办?F5有什么负载均衡解决方案?

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局部NGINX后业务实例过载怎么办?F5有什么负载均衡解决方案?

心无余温 2020-04-02 15:39:55 浏览3638
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  LTM给NGINX做LB是一种较为典型的双层负载均衡,也就是典型的L4.L7分离的双层负载均衡解决方案。我们用了这个方案后,出现了 NGINX 后的服务器过载,怎么办?应该如喝解决?

  根绝我分析,如果LTM的pool member中的NGINX是位于不同的可用区或者不同的DC,此时LTM如仅做应用层负载均衡或仅monitor nginx本身,那么LTM是无法感知到 NGINX 背后(upstream)到底有多少可用的业务服务器。如果某个 NGINX 的upstream中可用服务器已经很少,此时LTM会依旧分配同等数量的连接请求给该NGINX,会导致该 NGINX 后的服务器过载,从而降低服务质量。

  F5提供的负载均衡解决方案的思路如下:

  如果能够让LTM感知到NGINX的upstream中当前有多少可用的服务器,并设置一个阀值,如低于该可用数量则LTM不再向该NGINX实例分配连接。这样就可以较好的避免上述问题。运维人员可根据LTM报出的日志或 Telemetry Streaming输出,及时触发相关自动化流程对该NGINX下的服务实例进行快速扩容,当可用服务实例数量恢复大于阀值后,LTM则又开始向该NGINX分配新的连接。

  NGINX Plus本身提供了一个API endpoint,通过获取该API并做相应处理即可获得可用的服务器实例数量,在LTM上则可以利用external monitor实施对该API的自动化监控与处理。
 001

  F5给出的负载均衡解决方案的具体操作

  1.获取的API资源路径是:安装可在中国使用的VPN。注:api后的版本6可能会因nginx plus的版本不同而不同.

  2.返回的内容示例如下,主要关心state: up, 只要获取到总的state: up数量即可
  {
   "peers": [
  {
   "id": 0,
   "server": "10.0.0.1:8080",
   "name": "10.0.0.1:8080",
   "backup": false,
   "weight": 1,
   "state": "up",
   "active": 0,
   "requests": 3468,
   "header_time": 778,
   "response_time": 778,
   "responses": {
   "1xx": 0,
   "2xx": 3435,
   "3xx": 6,
   "4xx": 20,
   "5xx": 4,
   "total": 3465
   },
   "sent": 1511086,
   "received": 99693373,
   "fails": 0,
   "unavail": 0,
   "health_checks": {
   "checks": 1754,
   "fails": 0,
   "unhealthy": 0,
   "last_passed": true
   },
   "downtime": 0,
   "selected": "2020-01-03T07:52:57Z"
   },
   {
   "id": 1,
   "server": "10.0.0.1:8081",
   "name": "10.0.0.1:8081",
   "backup": true,
   "weight": 1,
   "state": "unhealthy",
   "active": 0,
   "requests": 0,
   "responses": {
   "1xx": 0,
   "2xx": 0,
   "3xx": 0,
   "4xx": 0,
   "5xx": 0,
   "total": 0
   },
   "sent": 0,
   "received": 0,
   "fails": 0,
   "unavail": 0,
   "health_checks": {
   "checks": 1759,
   "fails": 1759,
   "unhealthy": 1,
   "last_passed": false
  },
   "downtime": 17588406,
   "downstart": "2020-01-03T03:00:00.427Z"
  }
   ]
  }
  3.可以编写如下python脚本:
  #!/usr/bin/python
  # -- coding: UTF-8 --
  import sys
  import urllib2
  import json
  def get_nginxapi(url):
   ct_headers = {'Content-type':'application/json'}
   request = urllib2.Request(url,headers=ct_headers)
   response = urllib2.urlopen(request)
   html = response.read()
   return html
  api = sys.argv[3]
  try:
   data = get_nginxapi(api)
   data = json.loads(data)
  except:
   data = ''
  m = 0
  lowwater = int(sys.argv[4])
  try:
   for peer in data['peers']:
   state = peer['state']
   if state == 'up':
   m = m + 1
  except:
   m = 0
  #print data['peers'][]['state']
  #print m
  if m >= lowwater:
   print 'UP'

  4.将该脚本上传至LTM,上传路径:system–file management–external monitor–import, 效果如下
 002

  5.配置external-monitor, 注意arguments部分填写:
  注意空格前填写的是相关API的URL,空格后填写阀值
 003

  6.随后将该monitor 关联到某个nginx pool member上
 004

  可以看到,该member 此时标记为up
 005

  7.如果将阀值改为3,由于当前upstream中仅有2台可用,因此LTM将标记该NGINX实例为down
 006
007

  其它:

  输入错误的url或者错误的endpoints 等,都直接置为down,这样用户可以比较容易发现问题?Upstream中被设置为backup的状态的成员认为是可用的?此方法还可以避免实际服务器被LTM和nginx两次monitor

  如果nginx有很多个upstream的话,LTM怎么设定?

  从前端ltm到nginx来说,如果此nginx后端的任何upstream容量不足的话,都不应该给这个nginx再分链接,所以多个upstream的话,可以ltm上设置多个monitor,并设置 all need up。

  如果nginx的上的配置有问题,实际业务访问不了,上述方案似乎无法发现此场景问题?

  是的,对于nginx本身可用性及配置问题,可考虑在LTM上加一个穿透性的7层健康检查,但是如果NGINX本身有很多server/location段落配置,又想发现所有这些段落可能存在的问题,那就意味着要对每个服务都进行7层健康检查,这个在服务特别多场景下,需要思考,或许过度追求探测的完美性会对业务服务器带来更多的探测压力。理论上,LTM上一个穿透性检查+所有upstream的API检查,能够满足大部分场景。

  在大规模NGINX部署场景下,如何降低NGINX健康检查对后端服务的压力?

  可考虑nginx做动态服务发现app,app的可用性由注册中心类工具来解决,从分布式的健康检查变成注册中心集中式的健康检查; 或者借助NGINX plus的upstream API 通过集中健康检查系统来动态性更新upstream,这样可避免频繁reload配置, 从而减低健康检查带来的压力。

  以上内容就是局部NGINX后业务实例过载后F5负载均衡解决方案的实际操作方法,希望对您有所帮助。如果您看完还不会操作,建议联系F5客服,F5将会快速的,针对性的帮您解决问题。

  【文章来源】F5软件方向解决方案架构师林静的《F5社区好文推荐:多可用区双层负载下,如何借助F5避免局部NGINX后业务实例过载》。

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