Como calcular os requisitos de IP NAT estático

Esta página se aplica à Apigee, mas não à Apigee híbrida.

Confira a documentação da Apigee Edge.

O tráfego sul entre a Apigee e um back-end de destino com um endereço IP público usa o Cloud NAT para converter o endereço IP particular da instância da Apigee em um endereço IP público. Se o back-end de destino exigir a listagem de permissões de IP, reserve e ative IPs NAT estáticos para o tráfego de saída. Neste tópico, descrevemos como calcular o número de IPs NAT estáticos necessários para dar suporte ao tráfego previsto.

Antes de começar

Se você optar por usar a alocação de IP NAT estático para dar suporte à listagem de permissões, será necessário calcular o número de IPs estáticos necessários para dar suporte ao tráfego previsto. Para esse cálculo, você precisará das seguintes informações:

• Tempo máximo por transação: tempo máximo, em segundos, de uma transação, do início da solicitação até o final da resposta.
• Máximo de transações por segundo (TPS): é o número máximo de transações por segundo que a instância da Apigee pode suportar.
• TPS máximo para um único back-end exclusivo: é o número máximo de transações por segundo que qualquer back-end único pode suportar.
• Número máximo de ambientes: o número máximo de ambientes nessa instância da Apigee.

Observação: os valores máximos detalhados acima fazem parte do planejamento de capacidade do NAT e precisam incluir a consideração de possíveis picos de tráfego, aumentos de TPS em back-ends devido a uma manutenção ou interrupção e futuras adições de ambientes. Recomenda-se adicionar buffer aos números projetados para lidar com aumentos imprevistos de tráfego e refazer os cálculos de NAT quando as projeções mudarem.

Calcular o número de IPs estáticos necessários

Você pode usar as fórmulas abaixo para calcular o número mínimo de IPs NAT que precisam ser atribuídos estaticamente:

1. Calcule o número máximo de portas de origem NAT necessárias por back-end como $ S $.
   $$ S = \lceil (150 + T) \times B \rceil $$

   Em que:

   • $ T $ é o tempo máximo por transação, em segundos.
   • $ B $ é o TPS máximo de qualquer back-end exclusivo e único.
   • $ \lceil \rceil $ é a função ceiling (mínimo número inteiro), o que significa arredondar para o próximo número inteiro
2. Calcule as portas mínimas usadas pelas instâncias da Apigee como $ N $.
   $$ N = max(4096 \times E, \lceil {512 \over 75} \times R \rceil) + 6144 $$

   Em que:

   • $ E $ é o número de ambientes da Apigee.
   • $ R $ é o TPS máximo da instância da Apigee.
   • $ \lceil \rceil $ é a função ceiling (mínimo número inteiro), o que significa arredondar para o próximo número inteiro
   • A função $ \mathit{max}() $ usa o máximo dos dois valores.
3. Utilize o número máximo de portas necessárias como $ P $.
   $$ P = max(S, N) $$

   Em que:

   • $ S $ é o número máximo de portas de origem NAT necessárias, conforme calculado na Etapa 1.
   • $ N $ é o número mínimo de portas usadas pela instância da Apigee, conforme calculado na Etapa 2.
   • A função $ \mathit{max}() $ usa o máximo dos dois valores.
4. Calcule o número de IPs NAT necessários como $ I $.
   $$ I = \lceil P / 64512 \rceil $$

   Em que:

   • $ P $ é o número máximo de portas necessárias, conforme calculado na Etapa 3.
   • $ \lceil \rceil $ é a função ceiling (mínimo número inteiro), o que significa arredondar para o próximo número inteiro

Observação: essas fórmulas não consideram a reutilização de conexão e calculam um cenário de "pior caso", em que nenhuma conexão é reutilizada. A reutilização real da conexão pode variar. Consulte Reutilização da conexão para conferir os fatores que contribuem para uma instância da Apigee reutilizar uma conexão atual ou abrir uma nova.

Examples

Exemplo 1

Neste exemplo, esperamos um máximo de 10.000 TPS em um ambiente. As transações são todas solicitações HTTP GET e a duração da transação do 99° percentil é de 50 milissegundos (ms). Essas solicitações são atendidas de forma desigual por um pool de servidores atrás de três back-ends de balanceador de carga, com um dos balanceadores de carga recebendo 5.000 TPS, outro 3.000 TPS e o último balanceador de carga recebendo 2.000 TPS.

Para este exemplo, os valores de chave são os seguintes:

• Tempo máximo por transação: 50 ms
• TPS máximo para a instância da Apigee: 10.000
• TPS máximo para um único back-end: 5.000
• Número de ambientes da Apigee: 1

Usando as fórmulas descritas anteriormente, é possível calcular o número de IPs NAT necessários:

1. $$ \lceil (150 + 0.050) \times 5000 \rceil = \lceil 150.050 \times 5000 \rceil = \lceil 750250 \rceil = 750250 $$

   O número máximo de portas de origem NAT necessárias por back-end, supondo que não haja reutilização de conexão, é 750.250.

2. $$ max(4096 \times 1, \lceil {512 \over 75} \times 10000 \rceil) + 6144 $$
   $$ max(4096, \lceil 6.827 \times 10000 \rceil) + 6144 $$
   $$ max(4096, \lceil 68270 \rceil) + 6144 $$
   $$ 68270 + 6144 = 74414 $$

   O número mínimo de portas de origem NAT usadas pelo ambiente de execução da Apigee é 74.414.

3. $$ max(750250, 74414) = 750250 $$

   O número máximo de portas de origem NAT necessárias por instância é 750.250.

4. $$ \lceil 750250 / 64512 \rceil = \lceil 11.630 \rceil = 12 $$

   O número mínimo de IPs NAT necessários para oferecer suporte a no máximo 10.000 TPS de 50 ms cada (ou menos), com um IP de back-end único e par de portas compatível com um máximo de 5.000 TPS, é 12.

Exemplo 2

Neste exemplo, estimamos um máximo de 1.000 TPS em 20 ambientes da Apigee. A duração do 99° percentil dessas transações é de 5 segundos. Essas solicitações serão atendidas por 8 back-ends de destino, e o tráfego será distribuído normalmente de maneira uniforme entre todos eles. Considerando a manutenção e as interrupções, um único back-end nunca deve atender mais de 250 TPS.

Para este exemplo, os valores de chave são os seguintes:

• Tempo máximo por transação: 5s
• Número máximo de transações por segundo (TPS): 1.000
• TPS máximo para um único back-end: 250
• Número de ambientes da Apigee: 20

Usando as fórmulas descritas anteriormente, é possível calcular o número de IPs NAT necessários:

1. $$ \lceil (150 + 5) \times 250 \rceil = \lceil 155 \times 250 \rceil = \lceil 38750 \rceil = 38750 $$

   O número máximo de portas de origem NAT necessárias por back-end, supondo que não haja reutilização de conexão, é 38.750.

2. $$ max(4096 \times 20, \lceil {512 \over 75} \times 1000 \rceil) + 6144 $$
   $$ max(81920, \lceil 6.827 \times 1000 \rceil) + 6144 $$
   $$ max(81920, \lceil 6827 \rceil) + 6144 $$
   $$ 81920 + 6144 = 88064 $$

   O número mínimo de portas de origem NAT usadas pelo ambiente de execução da Apigee é 88.064.

3. $$ max(38750, 88064) = 88064 $$

   O número máximo de portas de origem NAT necessárias por instância é 88.064.

4. $$ \lceil 88064 / 64512 \rceil= \lceil 1.365 \rceil= 2 $$

   O número mínimo de IPs NAT necessários para oferecer suporte a no máximo 1.000 TPS de 5 segundos cada (ou menos), com um único IP de back-end e par de portas compatível com um máximo de 250 TPS, é 2.

Exemplo 3

Neste exemplo, é necessário calcular o máximo de TPS possível com 2 IPs NAT para um único back-end de destino. O tempo máximo por transação é estimado em 100 ms.

Para este exemplo, os valores de chave são os seguintes:

• Tempo máximo por transação: 100 ms
• Número de IPs NAT: 2

Neste caso, é possível usar as fórmulas das etapas 4 e 1 para calcular o número máximo de portas de origem NAT fornecidas e o número de TPS que as portas de origem aceitam:

1. $$ 2 = \lceil P / 64512 \rceil $$
   $$ 129024 = P $$

   O número máximo de portas de origem NAT fornecidas é 129.024.

2. $$ 129024 = \lceil (150 + 0.100) \times B \rceil $$
   $$ 129024 = \lceil 150.1 \times B \rceil $$
   $$ \lfloor 129024 / 150.1 \rfloor = B $$
   $$ \lfloor 859.587 \rfloor = B $$
   $$ 859 = B $$

   O TPS máximo é 859 com 2 IPs NAT e um único back-end, supondo que não haja reutilização de conexão.