eBay 是如何将 Envoy 作为边缘代理的:将硬件负载均衡器替换为软件解决方案

阅读数:6474 2019 年 1 月 20 日 09:00

eBay是如何将Envoy作为边缘代理的:将硬件负载均衡器替换为软件解决方案

在美国西雅图举行的首届 EnvoyCon 会议上,来自 eBay 的工程团队讨论了如何将 Envoy 作为网络边缘,以替代基于硬件的负载均衡器。他们的关键经验包括,测试至关重要,这样能够验证跨一系列真实场景的性能特征;必须从组织和技术的角度仔细控制新旧边缘系统之间的迁移;“可编程的边缘”会带来很多的优势,但是也有一些挑战。

Bala Madhavan 和 Qiu Yu 是来自 eBay 的技术人员,均为软件工程师,他们首先讨论了 eBay 在美国的数据中心,但是他们要在全球范围内运行连接点(points of presence,PoP)以减少延迟,从而为终端用户提供更好性能。他们使用了“软件支撑的基础设施”,在每个 PoP 上部署了一个 Kubernetes 集群,并且在每个集群的边缘上有一个“north-south”网关,用来管理所有针对外部的传入和传出流量。

eBay是如何将Envoy作为边缘代理的:将硬件负载均衡器替换为软件解决方案

eBay 的边缘团队在每个 Kubernetes 集群中将 Envoy 运行在多个容器里面。针对就绪(readiness)和存活(liveness)状态的探针会确保容器能够按照预期的方式运行,并确保所有动态恢复过程都能顺利完成。7 层路由和部署控制是由一个定制 Kubernetes Custom Resource Definitions (CRDs) 来进行管理的,他们还使用 Ingress 注解实现自定义特性的规范。除此之外,他们还实现了一个自定义的发现服务,用于处理如下的 Envoy 管理 xDS API ,并负责进行部署和路由:路由发现服务(routing discovery services,RDS)、监听器发现服务(listener discovery service,LDS)、端点发现服务(endpoint discovery service,EDS) 以及集群发现服务(cluster discovery service,CDS)。

从基于硬件的负载均衡器到 Envoy 支撑的边缘解决方案的迁移是渐进式的。在迁移过程中,第一步就是识别和实现已有方案和新 Envoy 方案之间的差异,eBay 团队已经将相关的代码贡献给了上游的 Envoy 开源项目。另外,他们还添加了对专有证书管理系统集成的支持,并且对 data plane 进行了一些定制(这些定制功能还没有往上游贡献)。它们会处理连接预取(prefetching),根据特定的需求丢弃请求或者将请求重置到特定的路由,而且提供了一个“默认的上游集群”来优雅地进行错误处理。支持 BBR ,同时添加了对谷歌新 TCP 流控制算法的支持,以及尚未明确说明的“SSL 和 TCP 优化”。

Madhavan 和 Yu 展示了响应时间的图表,用以说明新的基于 Envoy 的实现要比之前传统的硬件负载均衡器表现更好。它们还以 Envoy HTTP 过滤器的方式实现了一个额外的缓存层,这个缓存层支持动态对象缓存,能够使用外部缓存存储和 Envoy 的 RingHash 负载均衡器在多个缓存存储之间共享缓存的数据,首字节响应时间(time-to-first-byte,TTFB)提高了一个数量级。

eBay是如何将Envoy作为边缘代理的:将硬件负载均衡器替换为软件解决方案

在可观察性方面,在每个 PoP 上会运行一个 Prometheus 集群,另外还有一个中心化的 Grafana 用来实现可视化。告警是使用 Alertmanager 和外部检查来实现的,还包括用来进行异常探测的静态和动态阈值。整个边缘技术栈是通过 Helm Chart 在 Kubernetes 中进行安装和配置的,Helm Chart 会作为部署的唯一来源。

总结一下所学习到的经验,最重要的就是需要进行测试。硬件和软件的交叉校验是非常重要的,为了确保用户不会遇到性能下降的问题,实时用户监控(real user monitoring,RUM)是必不可少的。DC 和 PoP 的故障恢复要进行测试,还需要运行额外的混沌(chaos)试验。“平滑工作负载迁移”的经验包括建议进行跨功能(团队)的规划和验证,以可控的方式在边缘解决方案之间切换流量,同时密切观察运维指标。

他们提到的挑战包括运行新系统时增加 PoP 的数量所带来的运维操作、跨 PoP 探测配置漂移以及为集群管理提供工具支持。通过 API 驱动 Envoy 代理的方式实现“可编程的边缘”会提供很多的优势,但是也遇到了很多的挑战。例如,control plane 是“自行构建还是集成”、与已有的(遗留)组件进行集成、如何操作指标和相关的性能数据,以及硬件专家所组成的运维团队如何调试和解决基于软件的方案。

演讲幻灯片的 PDF 版本可以在 EnvoyCon Sched 页面上“ Running Envoy as an Edge Proxy ”下载,演讲的录像可以在 CNCF YouTube 频道观看。

查看英文原文: Running Envoy as an Edge Proxy at eBay: Replacing Hardware Load Balancers with a Software Solution

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mark
2019 年 01 月 22 日 13:27
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