Utilizzo della riparazione automatica per le app ad alta disponibilità


Questo tutorial interattivo mostra come utilizzare la autohealing per creare app ad alta disponibilità su Compute Engine.

Le app ad alta disponibilità sono progettate per gestire i client con latenza e tempi di inattività minimi. La disponibilità viene compromessa quando un'app si arresta in modo anomalo o si blocca. I client di un'app compromessa possono riscontrare tempi di inattività o latenza elevata.

La riparazione automatica ti consente di riavviare automaticamente le app compromesse. Rileva immediatamente le istanze non riuscite e le ricrea automaticamente, in modo che i client possano essere nuovamente utilizzati. Con la riparazione automatica, non è più necessario ripristinare manualmente il servizio di un'app dopo un errore.

Obiettivi

  • Configura un controllo di integrità e un criterio di riparazione automatica.
  • Configura un servizio web demo su un gruppo di istanze gestite.
  • Simula gli errori del controllo di integrità e assisti al processo di riparazione automatica.

Costi

Questo tutorial utilizza i componenti fatturabili di Google Cloud, tra cui:

  • Compute Engine

Prima di iniziare

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    Nella pagina del selettore di progetti della console Google Cloud, seleziona o crea un progetto Google Cloud.

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    Assicurati che la fatturazione sia attivata per il tuo progetto Google Cloud.

    Attiva l'API Compute Engine.

    Abilita l'API

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Se preferisci lavorare dalla riga di comando, installa Google Cloud CLI.

  • Installa Google Cloud CLI.
  • Per initialize gcloud CLI, esegui questo comando:

    gcloud init

Architettura dell'app

L'app include i seguenti componenti di Compute Engine:

  • Controllo di integrità: un criterio di controllo di integrità HTTP utilizzato dalla riparazione automatica per rilevare le istanze VM non riuscite.
  • Regole firewall: le regole firewall di Google Cloud consentono di consentire o negare il traffico verso le tue istanze.
  • Gruppo di istanze gestite: un gruppo di istanze che esegue lo stesso servizio web demo.
  • Modello di istanza: un modello utilizzato per creare ogni istanza nel gruppo di istanze.

Architettura di sistema per un controllo di integrità e un gruppo di istanze.

In che modo il controllo di integrità verifica il servizio web demo

Un controllo di integrità invia richieste di probe a un'istanza utilizzando un protocollo specificato, ad esempio HTTP(S), SSL o TCP. Per ulteriori informazioni, consulta Come funzionano i controlli di integrità e Categorie, protocolli e porte del controllo di integrità.

Il controllo di integrità in questo tutorial è un controllo di integrità HTTP che verifica il percorso HTTP /health sulla porta 80. Per un controllo di integrità HTTP, la richiesta del probe passa solo se il percorso restituisce una risposta HTTP 200 (OK). Per questo tutorial, il server web demo definisce il percorso /health per restituire una risposta HTTP 200 (OK) in stato integro o una risposta HTTP 500 (Internal Server Error) se non integro. Per ulteriori informazioni, consulta i criteri di successo per HTTP, HTTPS e HTTP/2.

Crea il controllo di integrità

Per configurare la riparazione automatica, crea un controllo di integrità personalizzato e configura il firewall di rete per consentire i probe del controllo di integrità. Puoi utilizzare un controllo di integrità a livello di regione o globale. I controlli di integrità a livello di regione riducono le dipendenze tra regioni e aiutano a mantenere la residenza dei dati. I controlli di integrità globali sono comodi se vuoi utilizzare lo stesso controllo di integrità per i MIG in più regioni. In questo tutorial creerai un controllo di integrità globale.

Console

  1. Creare un controllo di integrità.

    1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Controlli di integrità.

      Vai a Controlli di integrità

    2. Fai clic su Crea controllo di integrità.

    3. Nel campo Nome, inserisci autohealer-check.

    4. Imposta Ambito su Global. Per la riparazione automatica, puoi utilizzare un controllo di integrità a livello di regione o globale.

    5. In Protocollo, seleziona HTTP.

    6. Imposta Percorso richiesta su /health. Indica il percorso HTTP utilizzato dal controllo di integrità. Per questo tutorial, il server web demo definisce il percorso /health in modo che restituisca una risposta HTTP 200 (OK) se in stato integro o HTTP 500 (Internal Server Error) se non integro.

    7. Imposta i Criteri di integrità:

      1. Imposta Intervallo di controllo su 10. Definisce il periodo di tempo dall'inizio di un probe all'inizio di quello successivo.
      2. Imposta Timeout su 5. Definisce il tempo di attesa Google Cloud per una risposta a un probe. Questo valore deve essere minore o uguale all'intervallo di controllo.
      3. Imposta Soglia di integrità su 2. Questo definisce il numero di probe sequenziali che devono avere esito positivo affinché l'istanza venga considerata integro.
      4. Imposta Soglia stato non integro su 3. Questo definisce il numero di probe sequenziali che devono avere esito negativo affinché l'istanza venga considerata non integro.
    8. Fai clic su Crea in basso.

  2. Crea una regola firewall per consentire ai probe del controllo di integrità di effettuare richieste HTTP.

    1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Crea regola firewall.

      Vai a Crea regola firewall

    2. In Nome, inserisci default-allow-http-health-check.

    3. In Rete, seleziona default.

    4. In Target, seleziona All instances in the network.

    5. Per Filtro di origine, seleziona IP ranges.

    6. In Intervalli IP di origine, inserisci 130.211.0.0/22 e 35.191.0.0/16.

    7. In Protocolli e porte, seleziona tcp e inserisci 80.

    8. Fai clic su Crea.

gcloud

  1. Crea un controllo di integrità globale utilizzando il comando health-checks create http.

    gcloud compute health-checks create http autohealer-check \
        --global \
        --check-interval 10 \
        --timeout 5 \
        --healthy-threshold 2 \
        --unhealthy-threshold 3 \
        --request-path "/health"
    
    • check-interval definisce il periodo di tempo dall'inizio di un probe all'inizio di quello successivo.
    • timeout definisce il tempo di attesa di Google Cloud per una risposta a un probe. Questo valore deve essere inferiore o uguale all'intervallo di controllo.
    • healthy-threshold definisce il numero di probe sequenziali che devono avere successo affinché l'istanza venga considerata integro.
    • unhealthy-threshold definisce il numero di probe sequenziali che devono avere esito negativo affinché l'istanza venga considerata non integro.
    • request-path indica il percorso HTTP utilizzato dal controllo di integrità. Per questo tutorial, il server web demo definisce il percorso /health per restituire una risposta HTTP 200 (OK) se in stato integro o una risposta HTTP 500 (Internal Server Error) se non integro.
  2. Crea una regola firewall per consentire ai probe del controllo di integrità di effettuare richieste HTTP.

    gcloud compute firewall-rules create default-allow-http-health-check \
        --network default \
        --allow tcp:80 \
        --source-ranges 130.211.0.0/22,35.191.0.0/16
    

Cosa rende efficace un controllo di integrità con riparazione automatica

I controlli di integrità utilizzati per la riparazione automatica devono essere conservativi in modo da non eliminare e ricreare preventivamente le istanze. Quando un controllo di integrità della correzione automatica è troppo aggressivo, la correzione automatica potrebbe scambiare le istanze occupate con quelle non riuscite e riavviarle inutilmente, riducendo la disponibilità.

  • unhealthy-threshold. Deve essere superiore a 1. Idealmente, imposta questo valore su 3 o su un valore superiore. Ciò protegge da errori rari come la perdita di pacchetti di rete.
  • healthy-threshold. Un valore pari a 2 è sufficiente per la maggior parte delle app.
  • timeout. Imposta questo valore di tempo su un valore generoso (cinque volte o più rispetto al tempo di risposta previsto). Ciò protegge da ritardi imprevisti, come istanze occupate o una connessione di rete lenta.
  • check-interval. Questo valore deve essere compreso tra 1 secondo e il doppio del timeout (non troppo lungo né troppo breve). Quando un valore è troppo lungo, un'istanza con errori non viene rilevata abbastanza presto. Quando un valore è troppo breve, le istanze e la rete possono diventare misurabilmente occupate, dato l'elevato numero di probe di controllo di integrità inviati ogni secondo.

Configura il servizio web

Questo tutorial utilizza un'app web archiviata su GitHub. Per saperne di più su come è stata implementata l'app, consulta il repository GitHub di GoogleCloudPlatform/python-docs-samples.

Per configurare il servizio web dimostrativo, crea un modello di istanza che avvii il server web dimostrativo all'avvio. Poi, utilizza questo modello di istanza per eseguire il deployment di un gruppo di istanze gestite e abilitare la riparazione automatica.

Console

  1. Creare un modello di istanza. Includi uno script di avvio che avvii il server web demo.

    1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Modelli di istanza.

      Vai a Modelli di istanza

    2. Fai clic su Crea modello istanza.

    3. Imposta il Nome su webserver-template.

    4. Per Configurazione macchina, seleziona micro (e2-micro).

    5. In Firewall, seleziona la casella di controllo Consenti traffico HTTP.

    6. Fai clic su Gestione, sicurezza, dischi, networking, single-tenancy per visualizzare le impostazioni avanzate. Vengono visualizzate diverse schede.

    7. Nella scheda Gestione, trova Automazione e inserisci il seguente Script di avvio:

      sudo apt update && sudo apt -y install git gunicorn3 python3-pip
      git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/python-docs-samples.git
      cd python-docs-samples/compute/managed-instances/demo
      sudo pip3 install -r requirements.txt
      sudo gunicorn3 --bind 0.0.0.0:80 app:app --daemon
      

    8. Fai clic su Crea.

  2. Eseguire il deployment del server web come gruppo di istanze gestite.

    1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Gruppi di istanze.

      Vai a Gruppi di istanze

    2. Fai clic su Crea gruppo di istanze.

    3. Imposta il Nome su webserver-group.

    4. In Regione, seleziona europe-west1.

    5. In Zona, seleziona europe-west1-b.

    6. In Modello di istanza, seleziona webserver-template.

    7. Per Scalabilità automatica, seleziona Non scalare automaticamente.

    8. Imposta Numero di istanze su 3.

    9. In Controllo di integrità, seleziona autohealer-check.

    10. Imposta Ritardo iniziale su 90.

    11. Fai clic su Crea.

  3. Crea una regola firewall che consenta le richieste HTTP ai server web.

    1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Crea regola firewall.

      Vai a Crea regola firewall

    2. In Nome, inserisci default-allow-http.

    3. In Rete, seleziona default.

    4. In Target, seleziona Specified target tags.

    5. In Tag di destinazione, inserisci http-server.

    6. Per Filtro di origine, seleziona IP ranges.

    7. In Intervalli IP di origine, inserisci 0.0.0.0/0.

    8. In Protocolli e porte, seleziona tcp e inserisci 80.

    9. Fai clic su Crea.

gcloud

  1. Creare un modello di istanza. Includi uno script di avvio che avvii il server web demo.

    gcloud compute instance-templates create webserver-template \
        --machine-type e2-micro \
        --tags http-server \
        --metadata startup-script='
      sudo apt update && sudo apt -y install git gunicorn3 python3-pip
      git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/python-docs-samples.git
      cd python-docs-samples/compute/managed-instances/demo
      sudo pip3 install -r requirements.txt
      sudo gunicorn3 --bind 0.0.0.0:80 app:app --daemon'
    
  2. Crea un gruppo di istanze.

    gcloud compute instance-groups managed create webserver-group \
        --zone europe-west1-b \
        --template webserver-template \
        --size 3 \
        --health-check autohealer-check \
        --initial-delay 90
    
  3. Crea una regola firewall che consenta le richieste HTTP ai server web.

    gcloud compute firewall-rules create default-allow-http \
        --network default \
        --allow tcp:80 \
        --target-tags http-server
    

Simulare errori del controllo di integrità

Per simulare gli errori del controllo di integrità, il server web demo fornisce modi per forzare un controllo di integrità non riuscito.

Console

  1. Accedi a un'istanza del server web.

    1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Istanze VM.

      Vai a Istanze VM

    2. Nella colonna IP esterno, fai clic sull'indirizzo IP per qualsiasi istanza webserver-group. Nel browser web si apre una nuova scheda. Se la richiesta scade o se la pagina web non è disponibile, attendi un minuto per consentire al server di completare la configurazione e riprova.

    Il server web demo mostra una pagina simile alla seguente:

    Pagina web demo che mostra pulsanti di stato verdi e pulsanti di azione blu.

  2. Nella pagina web demo, fai clic su Rendi non integro.

    Di conseguenza, il server web non supererà il controllo di integrità. In particolare, il server web fa in modo che il percorso /health restituisca un HTTP 500 (Internal Server Error). Puoi verificarlo autonomamente facendo clic rapidamente sul pulsante Controlla stato (questa operazione smette di funzionare dopo che la riparazione automatica ha avviato il riavvio dell'istanza).

  3. Attendi che la correzione automatica intervenga.

    1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Istanze VM.

      Vai a Istanze VM

    2. Attendi che lo stato dell'istanza del server web cambi. Il segno di spunta verde accanto al nome dell'istanza dovrebbe diventare un quadrato grigio, a indicare che la riparazione automatica ha iniziato a riavviare l'istanza in stato non integro.

    3. Per visualizzare lo stato più recente, fai clic periodicamente su Aggiorna nella parte superiore della pagina.

    4. Il processo di riparazione automatica termina quando il quadrato grigio torna a diventare un segno di spunta verde, a indicare che l'istanza è di nuovo integro.

gcloud

  1. Monitora lo stato del gruppo di istanze. Al termine, interrompila premendo Ctrl+C.

    while : ; do \
        gcloud compute instance-groups managed list-instances webserver-group \
        --zone europe-west1-b \
        ; done
    
    NAME                 ZONE            STATUS   ACTION  INSTANCE_TEMPLATE   VERSION_NAME  LAST_ERROR
    webserver-group-d5tz  europe-west1-b  RUNNING  NONE    webserver-template
    webserver-group-q6t9  europe-west1-b  RUNNING  NONE    webserver-template
    webserver-group-tbpj  europe-west1-b  RUNNING  NONE    webserver-template
    

    Se un'istanza mostra uno stato diverso da RUNNING, come STAGING, attendi un minuto per consentire all'istanza di completare la configurazione e riprova.

  2. Apri una nuova sessione di Cloud Shell con Google Cloud CLI installato.

  3. Recupera l'indirizzo di un'istanza del server web.

    gcloud compute instances list --filter webserver-group
    

    Nella colonna EXTERNAL_IP, copia l'indirizzo IP di qualsiasi istanza del server web e salvalo come variabile bash locale.

    export IP_ADDRESS=EXTERNAL_IP_ADDRESS
    
  4. Verifica che il server web abbia terminato la configurazione. Il server restituisce una risposta HTTP 200 OK.

    curl --head $IP_ADDRESS/health
    
    HTTP/1.1 200 OK
    Server: gunicorn/19.6.0
    ...
    

    Se visualizzi un errore Connection refused, attendi un minuto per consentire al server di completare la configurazione e riprova.

  5. Rendi il server web non integro.

    curl $IP_ADDRESS/makeUnhealthy > /dev/null
    

    Di conseguenza, il server web non supererà il controllo di integrità. In particolare, il server web fa in modo che il percorso /health restituisca un HTTP 500 INTERNAL SERVER ERROR. Puoi verificarlo in autonomia inviando rapidamente una richiesta a /health (questa operazione smette di funzionare dopo che la correzione automatica ha avviato il riavvio dell'istanza).

    curl --head $IP_ADDRESS/health
    
    HTTP/1.1 500 INTERNAL SERVER ERROR
    Server: gunicorn/19.6.0
    ...
    
  6. Torna alla prima sessione shell per monitorare il gruppo di istanze e attendi che la riparazione automatica intervenga.

    1. All'avvio del processo di riparazione automatica, le colonne STATUS e ACTION vengono aggiornate, indicando che la correzione automatica ha iniziato a riavviare l'istanza in stato non integro.

      NAME                 ZONE            STATUS    ACTION      INSTANCE_TEMPLATE   VERSION_NAME  LAST_ERROR
      webserver-group-d5tz  europe-west1-b  RUNNING   NONE        webserver-template
      webserver-group-q6t9  europe-west1-b  RUNNING   NONE        webserver-template
      webserver-group-tbpj  europe-west1-b  STOPPING  RECREATING  webserver-template
      
    2. Il processo di riparazione automatica è terminato quando l'istanza segnala di nuovo un valore STATUS pari a RUNNING e un valore ACTION pari a NONE, a indicare che l'istanza è stata riavviata correttamente.

      NAME                 ZONE            STATUS   ACTION  INSTANCE_TEMPLATE   VERSION_NAME  LAST_ERROR
      webserver-group-d5tz  europe-west1-b  RUNNING  NONE    webserver-template
      webserver-group-q6t9  europe-west1-b  RUNNING  NONE    webserver-template
      webserver-group-tbpj  europe-west1-b  RUNNING  NONE    webserver-template
      
    3. Quando hai completato il monitoraggio del gruppo di istanze, premi Ctrl+C.

Puoi ripetere l'esercizio. Ecco alcune idee:

  • Cosa succede se contemporaneamente rendi tutte le istanze in stato non integro? Per maggiori informazioni sul comportamento di riparazione automatica durante gli errori simultanei, consulta Comportamento di riparazione automatica.

  • Puoi aggiornare la configurazione del controllo di integrità per correggere le istanze il più rapidamente possibile? In pratica, devi impostare i parametri di controllo di integrità per utilizzare valori conservativi, come spiegato in questo tutorial. In caso contrario, se non si verifica alcun problema reale, potresti rischiare che le istanze vengano eliminate e riavviate per errore.

  • Il gruppo di istanze ha un'impostazione di configurazione initial delay. Riesci a determinare il ritardo minimo necessario per questo server web demo? In pratica, devi impostare il ritardo su un valore leggermente maggiore (10%-20%) rispetto a quello necessario per l'avvio e la gestione delle richieste delle app da parte di un'istanza. In caso contrario, rischi che l'istanza rimanga bloccata in un loop di avvio con riparazione automatica.

(Facoltativo) Visualizza la cronologia della riparazione automatica

Per visualizzare una cronologia delle operazioni di riparazione automatica, utilizza il seguente comando gcloud:

gcloud compute operations list --filter='operationType~compute.instances.repair.*'

Per maggiori informazioni, consulta la sezione Visualizzazione delle operazioni di riparazione automatica storiche

Esegui la pulizia

Al termine del tutorial, puoi eseguire la pulizia delle risorse che hai creato in modo che smettano di utilizzare la quota e non incorrano in addebiti. Le sezioni seguenti descrivono come eliminare o disattivare queste risorse.

Se hai creato un progetto separato per questo tutorial, elimina l'intero progetto. In caso contrario, se il progetto contiene risorse che vuoi conservare, elimina solo le risorse specifiche create in questo tutorial.

Elimina il progetto

  1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Gestisci risorse.

    Vai a Gestisci risorse

  2. Nell'elenco dei progetti, seleziona il progetto che vuoi eliminare, quindi fai clic su Elimina.
  3. Nella finestra di dialogo, digita l'ID del progetto e fai clic su Chiudi per eliminare il progetto.

Eliminazione di risorse specifiche

Se non riesci a eliminare il progetto utilizzato per questo tutorial, elimina le risorse del tutorial singolarmente.

Eliminazione del gruppo di istanze

console

  1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Gruppi di istanze.

    Vai a Gruppi di istanze

  2. Seleziona la casella di controllo per il tuo gruppo di istanze webserver-group.
  3. Per eliminare il gruppo di istanze, fai clic su Elimina.

gcloud

gcloud compute instance-groups managed delete webserver-group --zone europe-west1-b -q

Eliminazione del modello di istanza

console

  1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Modelli di istanza.

    Vai a Modelli di istanza

  2. Fai clic sulla casella di controllo accanto al modello di istanza.

  3. Fai clic su Elimina nella parte superiore della pagina. Nella nuova finestra, fai clic su Elimina per confermare l'eliminazione.

gcloud

gcloud compute instance-templates delete webserver-template -q

Eliminazione del controllo di integrità

console

  1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Controlli di integrità.

    Vai a Controlli di integrità

  2. Fai clic sulla casella di controllo accanto al controllo di integrità.

  3. Fai clic su Elimina nella parte superiore della pagina. Nella nuova finestra, fai clic su Elimina per confermare l'eliminazione.

gcloud

gcloud compute health-checks delete autohealer-check -q

Eliminazione delle regole firewall

console

  1. Nella console Google Cloud, vai alla pagina Regole firewall.

    Vai a Regole firewall

  2. Fai clic sulle caselle di controllo accanto alle regole firewall denominate default-allow-http e default-allow-http-health-check.

  3. Fai clic su Elimina nella parte superiore della pagina. Nella nuova finestra, fai clic su Elimina per confermare l'eliminazione.

gcloud

gcloud compute firewall-rules delete default-allow-http default-allow-http-health-check -q

Passaggi successivi