Создание микросервисов

Когда сервису нужна отказоустойчивость, вам понадобятся способы обхода критических мест сбоев. Для типичного микросервиса, выставляющего синхронную конечную HTTP-точку, наиболее простым способом решения этой задачи (рис. 11.4) будет использование нескольких хостов с запущенными на них экземплярами микросервиса, находящимися за балансировщиком нагрузки. Потребители микросервиса не знают, связаны они с одним его экземпляром или с сотней таких экземпляров.

Рис. 11.4. Пример балансировки нагрузки с целью масштабирования количества экземпляров клиентского сервиса

Существуют балансировщики нагрузки всех форм и размеров, от больших и дорогих аппаратных приспособлений до балансировщиков на основе программных средств типа mod_proxy. У всех них общие основные возможности. Они распределяют поступающие к ним вызовы между несколькими экземплярами на основе определенного алгоритма, устраняя экземпляры, утратившие работоспособность, но не теряя при этом надежды на их возвращение при восстановлении нормального режима работы.

Некоторые балансировщики нагрузки предоставляют ряд полезных свойств. Одним из самых распространенных является возможность работы в качестве оконечного SSL-устройства, в котором входящие в балансировщик нагрузки HTTPS-соединения преобразуются в HTTP-соединения, в качестве которых они и попадают в сам экземпляр. Исторически издержки на управление SSL были довольно большими, и когда этот процесс берет на себя балансировщик нагрузки, он оказывает вам существенную услугу. В настоящее время это сильно упрощает настройки отдельных хостов, на которых запускаются экземпляры. Но, как говорилось в главе 9, смысл использования HTTPS заключается в обеспечении неуязвимости запросов от взлома злоумышленниками на маршруте их передачи, поэтому при использовании конечной точки SSL мы потенциально отчасти открываем свои данные. Снизить угрозу можно, поместив все экземпляры микросервисов в единую VLAN-сеть (рис. 11.5). VLAN является виртуальной локальной сетью, изолированной таким образом, что поступающие извне запросы могут пройти только через маршрутизатор, а в данном случае маршрутизатор является также балансировщиком нагрузки с возможностью выполнения роли конечной точки SSL. Единственная линия связи с микросервисами, идущая с внешней стороны VLAN-сети, использует протокол HTTPS, а внутри сети повсеместно применяется протокол HTTP.

Рис. 11.5. Использование конечной точки HTTPS в балансировщике нагрузки с VLAN-сетью с целью повышения безопасности

AWS предоставляет балансировщики нагрузок с конечными точками HTTPS в форме ELB-балансировщиков (Elastic Load Balancer — гибкий балансировщик нагрузки), позволяющие для реализации VLAN-сети воспользоваться его безопасными группами или виртуальными закрытыми облаками (VPC). Такую же роль в качестве программного балансировщика нагрузки может сыграть программа вроде mod_proxy. У многих организаций имеются аппаратные балансировщики нагрузки, автоматизация которых может быть затруднена. При таких обстоятельствах я встану на защиту программных балансировщиков нагрузки, установленных за аппаратными балансировщиками, что даст командам свободу их перенастройки в соответствии с их запросами. Надо считаться с тем фактом, что аппаратные балансировщики нагрузки нередко выходят из строя, становясь единой точкой отказа! Независимо от избранного вами подхода при рассмотрении вопроса о конфигурации балансировщика нагрузки относитесь к ней так же, как относились к конфигурации вашего сервиса: обеспечьте ее сохранение в системе управления версиями и возможность автоматического применения.

Балансировщики нагрузки позволяют нам добавлять дополнительные экземпляры микросервисов незаметно для любых потребителей сервиса. Это дает нам более широкие возможности управления нагрузкой и в то же время уменьшает влияние сбоя на одном из хостов. Но у многих, если не у большинства микросервисов будут какие-нибудь постоянные хранилища данных, возможно, база данных, находящаяся на другой машине. При наличии нескольких экземпляров микросервисов на разных машинах, но только одного хоста с запущенным экземпляром базы данных мы обрекаем эту базу данных на роль единого источника сбоев. Схемы, позволяющие справиться с этой проблемой, будут рассмотрены чуть позже.

Системы на основе исполнителей

Применение балансировщиков не является единственным способом разделения нагрузки среди нескольких экземпляров сервиса и уменьшения их хрупкости. В зависимости от характера операций столь же эффективной может быть и система на основе исполнителей. Здесь вся коллекция экземпляров действует с некоторым общим отставанием в работах. Это может быть целый ряд Hadoop-процессов или, возможно, некоторое количество процессов, прослушивающих общую очередь работ. Операции такого типа хорошо подходят для формирования пакетов работ или асинхронных заданий. Подумайте в данном ключе о таких задачах, как обработка миниатюр изображений, отправка электронной почты или создание отчетов.