微服务高效运维，从性能保障谈起

微服务架构面临的挑战

1.微服务核心价值：3S

2.微服务架构带来的运维挑战

1.单服务流量激增时扩容

2.调用链条变长，调用关系更加复杂

3.微服务拆分导致故障点增多

• 单服务变更性能影响如何评估？

• 性能瓶颈在各微服务间漂移，如何做好性能测试？

• 应对突发流量需求，扩容能否解决问题，如何扩容？

• 服务实例数量众多，如何收集信息，快速定位性能问题？

华为云微服务性能保障解决方案设计

华为云微服务性能保障解决方案介绍

1.什么是 ServiceMesh

• 一种基础设施层，服务间通信通过 Service mesh 转发

• 一种 TCP/IP 之上的网络模型

• 一个轻量的网络代理，与业务部署在一起

• 可靠的传输复杂网络拓扑中的服务请求，将服务变为现代的云原生服务

2.华为 ServiceMesh 整体架构

3.管理面服务治理能力

可人工介入，未运行时的 mesher 和侵入式框架提供配置下发

• 注册中心

• 下发配置

• 监控服务

• 调用引擎

4.数据面支持侵入式与非侵入式 Mesher

即侵入式框架与非侵入式 mesher

• 注册发现

• 执行路由策略

• 负载均衡

• 透明 TLS 传输

• 生成监控数据

5.微服务架构的关键性能瓶颈点

• 1.Mesher 的性能损耗（1ms）

• 2.单服务的接口性能

• 3.全链路调用性能

• 4.服务伸缩能力

6.关于性能我们需要做哪些

• 开展分层验证，掌握服务的能力基线

• 1.单服务接口测试

• 验证单服务的各个接口能力基线以及组合接口的能力基线

• 2.全链路测试

• 验证全链路场景以及多链路组合场景的性能，优化链路中性能不足的服务

• 3.伸缩能力验证

• 验证单服务的水平扩容能力，验证既定模型下的多链路组合场景的资源模型

• 性能测试服务化，提升验证效率

• 关键设计 1：模块化管理，事务灵活组合与复用

• 抽象性能测试所需的元素并模块化，实现灵活复用和配置修改

• 关键设计 2：可扩展的高性能执行集群

性能测试实施策略

1.关键度量指标

• 制定测试目标，要求测试指标结果达到用户预期目标。

• 指标数据一般包括并发用户数、Response Time、TPS、通过率等。

• 系统的吞吐量要和响应时间关联（SLA），如至少 90%以上的请求在正常合理响应时间内。

2.全链路调优测试策略

性能是一个逐步提升的过程，测试过程中需要找到扩容的模型，从不足 50 的 TPS 提升至万级

3.测试报告分析解读

如何从测试工具侧快速分析被测对象可能存在的问题

• 存在部分响应超时：

• a)服务器繁忙,如某个服务节点 CPU 利用率高

• b)网络 IO 超过 VM/EIP 带宽

• c)等待后端微服务、数据库的超时时间设置过长

• 运行一段时间后全部响应超时或者检查点校验不通过：

• a)大压力导致系统中某个微服务奔溃

• b)后端数据库无响应

• TPS 未随着并发数增长而上升：

• a)系统性能到达瓶颈，持续并发加压过程中响应时延增加（可观察响应区间统计）

• b)可通过进一步加压是否会出现非正常响应验证

• TP90 响应时延较短，TP99 时延高：

• a)系统性能接近瓶颈

• b)可通过进一步加压是否会出现非正常响应验证

4.一些常见的性能优化手段

• 1.扩容，链路中的某一应用可能出现 cpu 使用率较高或者连接池资源不够用(rpc、jdbc、redis 连接池等)但本身对于拿到连接的请求处理又很快，这一类需要横向扩展资源。

• 2.应用逻辑优化，比如存在慢 sql、 逻辑的不合理如调用 db 或者 redis 次数过多、没有做读写分离造成写库压力过大。

• 3.超时时间的合理设置，对于应用之间的 rpc 调用或者应用与其他基础组件之间的调用，均需要设置合理的超时时间，否则过长的等待将造成整个链路的故障。

• 4.缓存的应用，请求尽可能从前端返回，而不是每一个都要让后端应用处理后再返回，减轻后端应用及数据库压力，提高系统吞吐能力。

• 5.限流，对于超出承载能力的 QPS 或并发，可以进行拦截并直接返回提示页面。

• 6.降级，对于非核心链路上的应用，允许故障关闭而不影响核心链路

• 7.扩容和优化也是有限度的，在评估容量内，保障核心交易链路正常是重中之重，对于非核心功能模块考虑降级场景

5.面对复杂网络架构如何做性能测试

一个典型的互联网平台：突发事件高流量突发，如瞬间由百级用户增长到万级

对于网络架构复杂的应用，可以拆分压力的入口点，进行分段验证，屏蔽对应网元带来的性能影响，如分别从最外端的①CDN 入口、②中间的 ELB、③业务层，分别做测试，验证复杂网络架构情况下，各网元的瓶颈和影响

6.应用内部的性能瓶颈如何提升定位效率？

1.资源、应用、业务一站式监控与分析

立体运维全景图

2.应用拓扑与异常展示、故障下钻

• 应用发现与依赖关系：非侵入采集应用 KPI 数据，并通过服务间接口自动生成依赖关系,展现应用拓扑。

• 应用 KPI 汇聚：微服务实例汇聚到应用（数字表示 XX 个实例），KPI 数据自动汇聚到应用。

• 调用链跟踪：下钻获取应用调用链，定位到具体出错方法

本文转载自 华为云产品与解决方案 公众号。

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/uoSkaHDSFb3tTYt0sbBp0Q