私有云解決方案-UCloudStack私有云解決方案（彈性伸縮）

ernest.wang 發(fā)布于2022-06-28 16:08 / 1320人閱讀

摘要：彈性伸縮是指在業(yè)務需求增長時自動增加計算資源虛擬機以保證計算能力，在業(yè)務需求下降時自動減少計算資源以節(jié)省成本同時可結合負載均衡及健康檢查機制，滿足請求量波動和業(yè)務量穩(wěn)定的場景。

彈性伸縮（Auto Scaling）是指在業(yè)務需求增長時自動增加計算資源（虛擬機）以保證計算能力，在業(yè)務需求下降時自動減少計算資源以節(jié)省成本；同時可結合負載均衡及健康檢查機制，滿足請求量波動和業(yè)務量穩(wěn)定的場景。

用戶可通過彈性伸縮服務，定制彈性伸縮組及伸縮策略，在伸縮組內(nèi)資源量達到策略定義的閾值后，根據(jù)定制的虛擬機模板自動增減虛擬機數(shù)量，提升業(yè)務部署及運維的效率。

4.9.2 邏輯架構

彈性伸縮從邏輯架構上可分為三部分，分別為伸縮組、伸縮器及虛擬機模板。

ASArch

伸縮組：負責將組內(nèi)的實例數(shù)量維持在“期望”的水位，添加/縮減虛擬機的動作均由伸縮組進行操作，支持“自動伸縮”和“固定數(shù)量” 兩種模式維護伸縮組內(nèi)的實例數(shù)量。
伸縮器：即伸縮策略，用于定義伸縮組內(nèi)虛擬機伸縮的規(guī)則，可為伸縮組定義根據(jù) CPU 使用率的閾值觸發(fā)伸縮動作，支持定義伸縮組最小及最大實例數(shù)量，并可配置是否允許縮容。
虛擬機模板：用戶根據(jù)需求自定義虛擬機模板，用于彈性伸縮時自動創(chuàng)建虛擬機的模板，同時支持通過虛擬機模板手動創(chuàng)建虛擬機。

伸縮組定義好伸縮模式后，伸縮組的實例“期望”值由伸縮策略接管并動態(tài)修改，最終由伸縮組負責虛擬機的動態(tài)擴容和縮容，新增虛擬機實例時會根據(jù)虛擬機模板創(chuàng)建新的虛擬機實例。

4.9.3 伸縮組工作流程

伸縮組內(nèi)的虛擬機實例可定義預熱時間，指為虛擬機創(chuàng)建成功后需要一定的時間拉起應用程序以承接業(yè)務流量。因此在伸縮組發(fā)起創(chuàng)建虛擬機的請求后，在虛擬機創(chuàng)建成功并處于運行中狀態(tài)時，伸縮組中虛擬機的狀態(tài)為“啟動中”，代表虛擬機在預熱中，待超過預熱時間后，會自動轉換為“運行”，代表虛擬機為健康狀態(tài)。

伸縮組每 15 秒獲取一次被其控制的所有虛擬機狀態(tài)，判斷是否需要添加或刪除實例。若伸縮組關了負載均衡，則由負載均衡判斷伸縮組內(nèi)的實例是否健康，若不健康具體流程如下：

健康實例等于期望值伸縮組會自動將不健康（基于三個周期健康檢測的判斷）的實例移出伸縮組，并執(zhí)行刪除虛擬機操作。
健康實例大于期望值選擇將最晚創(chuàng)建的健康虛擬機實例移出伸縮組，并執(zhí)行刪除虛擬機操作，同時將不健康的實例移出伸縮組并執(zhí)行刪除操作。
健康實例小于期望值伸縮組會自動以虛擬機模板發(fā)起創(chuàng)建實例操作，并將實例數(shù)量維持在期望值，同時會將不健康的實例移出伸縮組并執(zhí)行刪除操作。

4.9.4 伸縮器工作流程

伸縮器會根據(jù)伸縮策略中設置的最小和最大實例值，每 15 秒采集一次伸縮組中健康實例的 CPU 監(jiān)控數(shù)據(jù)，用于判斷是否需要擴容或縮容伸縮組中的實例。

擴容若伸縮組中健康實例的 CPU 平均使用率大于伸縮策略定義的閾值，則會觸發(fā)伸縮組進行擴容實例操作。
縮容通常伸縮組中健康實例的 CPU 平均使用率小于伸縮策略定義的閾值，則會觸發(fā)伸縮組進行縮容實例操作。為避免頻繁的縮容導致伸縮組內(nèi)集群服務震蕩，縮容時會獲取伸縮組過去 10 分鐘內(nèi)所有健康實例的 CPU 監(jiān)控數(shù)據(jù)平均值，用于判斷是否需要縮容伸縮組中的實例。

4.9.5 功能特性

彈性伸縮通過伸縮組、伸縮策略及虛擬機模板共同維護集群內(nèi)虛擬機的實例數(shù)量，同時可結合負載均衡對伸縮組內(nèi)虛擬機實例的業(yè)務健康進行檢測并及時剔除處于不健康狀態(tài)的虛擬機實例，保證整體集群業(yè)務的可用性和可靠性。

支持定義虛擬機模板，用于伸縮組自動創(chuàng)建虛擬機的模板，同時支持通過虛擬機模板手動創(chuàng)建虛擬機。
支持伸縮組預熱時間，使虛擬機創(chuàng)建成功后有時間拉起應用程序以承接業(yè)務流量。
支持自動伸縮和固定數(shù)量兩種伸縮模式，適應多種自動伸縮場景。自動伸縮模式依據(jù)伸縮器的伸縮策略維護伸縮組中的實例數(shù)量；固定數(shù)量模式依據(jù)用戶指定的實例數(shù)量維伸縮組中的實例。
支持按照伸縮組中健康實例的平均 CPU 使用率作為自動伸縮模式中是否需要擴縮容的依據(jù)。
支持設置伸縮策略的最大實例數(shù)量，避免因 CPU 使用率過高，無限制擴容伸縮組內(nèi)實例數(shù)量，如集群虛擬機被攻擊等。
支持設置伸縮策略的最小實例數(shù)量，避免因 CPU 使率過低而導致伸縮組中實例數(shù)量為 0 ，導致業(yè)務中斷或服務停止等問題。
支持設置伸縮策略的縮容策略，即限制一個伸縮組內(nèi)的實例只允許擴容，不允許縮容。
支持用戶查看伸縮組的伸縮日志和已添加至伸縮組的實例信息，用于查看自動伸縮組所有執(zhí)行動作及原因，方便用戶對伸縮組集群業(yè)務進行維護。
支持用戶啟用或禁用一個伸縮組，伸縮組禁用后即為不可用狀態(tài)，將不會在觸發(fā)伸縮策略執(zhí)行實例伸縮和健康檢查，禁用伸縮組不影響伸縮組中已存在實例的正常運行。
提供伸縮組中所有實例的平均 CPU 使用率監(jiān)控數(shù)據(jù)，并可通過告警模板對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行告警配置，在使用率過高而觸發(fā)擴縮容時，為用戶發(fā)送告警郵件。

支持彈性伸縮與負載均衡進行關聯(lián)，通過將伸縮組中的實例添加至負載均衡的監(jiān)聽器中，為伸縮組中的虛擬機業(yè)務提供負載均衡服務，同時通過監(jiān)聽器的健康檢查機制，判斷伸縮組中所有實例的業(yè)務健康狀況，自動剔除業(yè)務不健康的實例并新增健康實例到業(yè)務集群。

支持定時創(chuàng)建快照，即實現(xiàn)硬盤的自動快照，同時支持為多個硬盤批量創(chuàng)建定時快照任務。
支持選擇自動快照的保留數(shù)量，默認為10，可選范圍為 1-20，即用戶可以根據(jù)設定的定時器策略，保留自動快照的數(shù)量，超過此數(shù)量則會刪除最早創(chuàng)建的自動快照，保證最新快照能創(chuàng)建成功。
支持單次和重復執(zhí)行定時任務，重復執(zhí)行支持每天、每周、每月的指定時間執(zhí)行任務。
每天支持單小時或每個小時進行定時任務的執(zhí)行操作。
每周支持星期一至星期日單小時或每個小時進行定時任務的執(zhí)行操作。
每月支持每一天單小時或每個小時進行定時任務的執(zhí)行操作。
平臺會保存定時器執(zhí)行的任務列表及執(zhí)行結果記錄，支持用戶在定時器中查看每個任務的執(zhí)行記錄。

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