मेमकैच को क्षैतिज रूप से स्केल करने के लिए mcrouter का उपयोग करना

किसी भी भाषा में उच्च-लोड परियोजनाओं को विकसित करने के लिए एक विशेष दृष्टिकोण और विशेष उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है, लेकिन जब PHP अनुप्रयोगों की बात आती है, तो स्थिति इतनी विकट हो सकती है कि आपको विकास करना होगा, उदाहरण के लिए, अपना स्वयं का अनुप्रयोग सर्वरइस नोट में हम मेमकैश्ड में वितरित सत्र भंडारण और डेटा कैशिंग के परिचित दर्द के बारे में बात करेंगे और हमने इन समस्याओं को एक "वार्ड" परियोजना में कैसे हल किया।

इस अवसर का नायक सिम्फनी 2.3 फ्रेमवर्क पर आधारित एक PHP एप्लीकेशन है, जिसे व्यवसाय अपडेट करने की योजना नहीं बना रहा है। सत्रों के पूरी तरह से मानक भंडारण के अलावा, इस परियोजना ने इसका पूरा उपयोग किया "सब कुछ कैश करें" नीति मेमकैच्ड में: डेटाबेस और एपीआई सर्वर के अनुरोधों की प्रतिक्रियाएँ, विभिन्न झंडे, कोड निष्पादन को सिंक्रनाइज़ करने के लिए ताले, और बहुत कुछ। ऐसी स्थिति में, मेमकैच्ड विफलता एप्लिकेशन के लिए घातक हो जाती है। इसके अलावा, कैश के नुकसान से गंभीर परिणाम होते हैं: DBMS सीम पर दरार पड़ने लगता है, API सेवाएँ - प्रतिबंध अनुरोध, आदि। स्थिति को स्थिर करने में दसियों मिनट लग सकते हैं, और इस दौरान सेवा बहुत धीमी हो जाएगी या पूरी तरह से अनुपलब्ध हो जाएगी।

हमें यह प्रदान करने की आवश्यकता थी कम प्रयास से एप्लिकेशन को क्षैतिज रूप से स्केल करने की क्षमता, यानी सोर्स कोड में न्यूनतम परिवर्तन और कार्यक्षमता का पूर्ण संरक्षण। कैश को न केवल विफलताओं के प्रति प्रतिरोधी बनाएं, बल्कि इससे डेटा हानि को भी कम करने का प्रयास करें।

मेमकैच्ड में क्या समस्या है?

सामान्य तौर पर, PHP के लिए मेमकैच्ड एक्सटेंशन डेटा और सत्रों के वितरित भंडारण का समर्थन करता है। सुसंगत कुंजी हैशिंग का तंत्र डेटा को कई सर्वरों में समान रूप से वितरित करने की अनुमति देता है, समूह से प्रत्येक विशिष्ट कुंजी को विशिष्ट सर्वर को विशिष्ट रूप से संबोधित करता है, और अंतर्निहित फ़ेलओवर उपकरण कैशिंग सेवा की उच्च उपलब्धता सुनिश्चित करते हैं (लेकिन, दुर्भाग्य से, कोई डेटा नहीं).

सत्र संग्रहण के साथ चीज़ें थोड़ी बेहतर हैं: आप कॉन्फ़िगर कर सकते हैं memcached.sess_number_of_replicas, जिसके परिणामस्वरूप डेटा एक साथ कई सर्वरों पर सहेजा जाएगा, और एक मेमकैच्ड इंस्टेंस की विफलता की स्थिति में, डेटा दूसरों से वापस आ जाएगा। हालाँकि, यदि सर्वर बिना डेटा के ऑनलाइन वापस आता है (जैसा कि आमतौर पर पुनरारंभ के बाद होता है), तो कुछ कुंजियाँ उसके पक्ष में पुनर्वितरित की जाएँगी। वास्तव में, इसका मतलब यह होगा सत्र डेटा की हानि, क्योंकि चूक होने की स्थिति में किसी अन्य प्रतिकृति पर जाने की कोई संभावना नहीं है।

मानक पुस्तकालय उपकरण मुख्य रूप से निम्नलिखित पर लक्षित होते हैं क्षैतिज स्केलिंग: वे आपको कैश को विशाल आकार में बढ़ाने और विभिन्न सर्वरों पर स्थित कोड से उस तक पहुँच प्रदान करने की अनुमति देते हैं। हालाँकि, हमारी स्थिति में, संग्रहीत डेटा की मात्रा कई गीगाबाइट से अधिक नहीं है, और एक या दो नोड्स का प्रदर्शन काफी पर्याप्त है। तदनुसार, मानक उपकरण जो एकमात्र उपयोगी काम कर सकते हैं, वह है कैश के कम से कम एक इंस्टेंस को काम करने की स्थिति में बनाए रखते हुए मेमकैच की उपलब्धता सुनिश्चित करना। हालाँकि, हम इस अवसर का भी उपयोग करने में असमर्थ थे... यहाँ हमें परियोजना में उपयोग किए गए फ्रेमवर्क की प्राचीनता को याद करना चाहिए, यही कारण है कि एप्लिकेशन को सर्वरों के पूल के साथ काम करना असंभव था। आइए सत्र डेटा के नुकसान के बारे में न भूलें: उपयोगकर्ताओं के सामूहिक लॉग आउट से ग्राहक की आँखें झपक गईं।

आदर्श रूप में, यह आवश्यक था मेमकैच्ड लेखन प्रतिकृति और प्रतिकृति ट्रैवर्सल किसी चूक या त्रुटि के मामले में। हमें इस रणनीति को लागू करने में मदद मिली मैक्राउटर.

मैक्राउटर

यह फेसबुक द्वारा अपनी समस्याओं को हल करने के लिए विकसित किया गया एक मेमकैच्ड राउटर है। यह मेमकैच्ड टेक्स्ट प्रोटोकॉल का समर्थन करता है, जो अनुमति देता है मेमकैच्ड इंस्टॉलेशन को स्केल करें पागल आकार के लिए। mcrouter का विस्तृत विवरण यहाँ पाया जा सकता है इस घोषणा में। अन्य बातों के अलावा व्यापक कार्यक्षमता वह वह कर सकता है जो हमें चाहिए:

• रिकॉर्ड की प्रतिकृति;
• किसी त्रुटि की स्थिति में समूह के अन्य सर्वरों पर वापस जाने की सुविधा उपलब्ध कराना।

चलो काम पर लगें!

mcrouter कॉन्फ़िगरेशन

मैं सीधे कॉन्फ़िगरेशन पर जाऊँगा:

{
 "pools": {
   "pool00": {
     "servers": [
       "mc-0.mc:11211",
       "mc-1.mc:11211",
       "mc-2.mc:11211"
   },
   "pool01": {
     "servers": [
       "mc-1.mc:11211",
       "mc-2.mc:11211",
       "mc-0.mc:11211"
   },
   "pool02": {
     "servers": [
       "mc-2.mc:11211",
       "mc-0.mc:11211",
       "mc-1.mc:11211"
 },
 "route": {
   "type": "OperationSelectorRoute",
   "default_policy": "AllMajorityRoute|Pool|pool00",
   "operation_policies": {
     "get": {
       "type": "RandomRoute",
       "children": [
         "MissFailoverRoute|Pool|pool02",
         "MissFailoverRoute|Pool|pool00",
         "MissFailoverRoute|Pool|pool01"
       ]
     }
   }
 }
}

तीन पूल क्यों? सर्वर दोहराए क्यों जाते हैं? आइए जानें कि यह कैसे काम करता है।

• इस कॉन्फ़िगरेशन में, mcrouter अनुरोध कमांड के आधार पर उस पथ का चयन करता है जिस पर अनुरोध भेजा जाएगा। यह वही है जो प्रकार उसे बताता है OperationSelectorRoute.
• GET अनुरोध हैंडलर को भेजे जाते हैं RandomRoute, जो सरणी में ऑब्जेक्ट्स के बीच से यादृच्छिक रूप से एक पूल या रूट का चयन करता है childrenइस सरणी का प्रत्येक तत्व बदले में एक हैंडलर है MissFailoverRoute, जो पूल में प्रत्येक सर्वर से होकर गुजरेगा जब तक कि उसे डेटा के साथ प्रतिक्रिया प्राप्त न हो जाए, जिसे क्लाइंट को वापस कर दिया जाएगा।
• यदि हम विशेष रूप से उपयोग करते हैं MissFailoverRoute तीन सर्वरों के पूल के साथ, सभी अनुरोध पहले मेमकैश्ड इंस्टेंस पर आएंगे, और बाकी को डेटा न होने पर अवशिष्ट आधार पर अनुरोध प्राप्त होंगे। इस दृष्टिकोण से सूची में पहले सर्वर पर अत्यधिक लोड, इसलिए यह निर्णय लिया गया कि अलग-अलग अनुक्रमों में पते के साथ तीन पूल तैयार किए जाएं और उन्हें यादृच्छिक रूप से चुना जाए।
• अन्य सभी अनुरोध (और यह एक रिकॉर्ड है) का उपयोग करके संसाधित किया जाता है AllMajorityRouteयह हैंडलर पूल में सभी सर्वरों को अनुरोध भेजता है और उनमें से कम से कम N/2 + 1 से प्रतिक्रियाओं की प्रतीक्षा करता है। AllSyncRoute लेखन कार्यों के लिए इसे छोड़ना पड़ा, क्योंकि इस विधि के लिए सकारात्मक प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है सब समूह सर्वर - अन्यथा यह वापस आ जाएगा SERVER_ERROR. हालाँकि mcrouter डेटा को उपलब्ध कैश में डाल देगा, लेकिन कॉलिंग PHP फ़ंक्शन एक त्रुटि लौटाएगा और नोटिस तैयार करें. AllMajorityRoute यह इतना सख्त नहीं है और आपको ऊपर वर्णित समस्याओं के बिना आधी इकाइयों को बंद करने की अनुमति देता है।

मुख्य नुकसान योजना यह है कि यदि कैश में वास्तव में कोई डेटा नहीं है, तो क्लाइंट से प्रत्येक अनुरोध के लिए, मेमकैश्ड के लिए N अनुरोध वास्तव में निष्पादित किए जाएंगे - जो कि हर पूल में सर्वर। आप पूल में सर्वर की संख्या को कम कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, दो तक: भंडारण विश्वसनीयता का त्याग करते हुए, हमें b मिलता हैоअधिक गति और गुम कुंजियों के अनुरोध से कम लोड।

NB: mcrouter सीखने के लिए उपयोगी लिंक भी हो सकते हैं विकी में दस्तावेज़ीकरण и परियोजना के मुद्दे (बंद वाले भी शामिल हैं), जो विभिन्न विन्यासों के एक पूरे खजाने का प्रतिनिधित्व करते हैं।

मैकराउटर का निर्माण और संचालन

हमारा एप्लिकेशन (और स्वयं मेमकैच्ड) कुबेरनेट्स में चलता है - तदनुसार, mcrouter भी वहीं स्थित है। कंटेनर असेंबली हम प्रयोग करते हैं Werf, जिसका कॉन्फ़िगरेशन इस तरह दिखेगा:

NB: लेख में दी गई सूची रिपोजिटरी में प्रकाशित की गई है फ्लैंट/मैक्राउटर.

configVersion: 1
project: mcrouter
deploy:
 namespace: '[[ env ]]'
 helmRelease: '[[ project ]]-[[ env ]]'
---
image: mcrouter
from: ubuntu:16.04
mount:
- from: tmp_dir
 to: /var/lib/apt/lists
- from: build_dir
 to: /var/cache/apt
ansible:
 beforeInstall:
 - name: Install prerequisites
   apt:
     name: [ 'apt-transport-https', 'tzdata', 'locales' ]
     update_cache: yes
 - name: Add mcrouter APT key
   apt_key:
     url: https://facebook.github.io/mcrouter/debrepo/xenial/PUBLIC.KEY
 - name: Add mcrouter Repo
   apt_repository:
     repo: deb https://facebook.github.io/mcrouter/debrepo/xenial xenial contrib
     filename: mcrouter
     update_cache: yes
 - name: Set timezone
   timezone:
     name: "Europe/Moscow"
 - name: Ensure a locale exists
   locale_gen:
     name: en_US.UTF-8
     state: present
 install:
 - name: Install mcrouter
   apt:
     name: [ 'mcrouter' ]

(werf.yaml)

…और हम रेखाचित्र बनाते हैं हेल्म चार्टदिलचस्प बात यह है कि यहां केवल प्रतिकृतियों की संख्या के आधार पर एक कॉन्फ़िगरेशन जनरेटर है (यदि किसी के पास अधिक संक्षिप्त और सुंदर विकल्प हो तो कृपया टिप्पणियों में साझा करें):

{{- $count := (pluck .Values.global.env .Values.memcached.replicas | first | default .Values.memcached.replicas._default | int) -}}
{{- $pools := dict -}}
{{- $servers := list -}}
{{- /* Заполняем  массив двумя копиями серверов: "0 1 2 0 1 2" */ -}}
{{- range until 2 -}}
 {{- range $i, $_ := until $count -}}
   {{- $servers = append $servers (printf "mc-%d.mc:11211" $i) -}}
 {{- end -}}
{{- end -}}
{{- /* Смещаясь по массиву, получаем N срезов: "[0 1 2] [1 2 0] [2 0 1]" */ -}}
{{- range $i, $_ := until $count -}}
 {{- $pool := dict "servers" (slice $servers $i (add $i $count)) -}}
 {{- $_ := set $pools (printf "MissFailoverRoute|Pool|pool%02d" $i) $pool -}}
{{- end -}}
---
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
 name: mcrouter
data:
 config.json: |
   {
     "pools": {{- $pools | toJson | replace "MissFailoverRoute|Pool|" "" -}},
     "route": {
       "type": "OperationSelectorRoute",
       "default_policy": "AllMajorityRoute|Pool|pool00",
       "operation_policies": {
         "get": {
           "type": "RandomRoute",
           "children": {{- keys $pools | toJson }}
         }
       }
     }
   }

(10-mcrouter.yaml)

हम इसे परीक्षण वातावरण में लाते हैं और जाँचते हैं:

# php -a
Interactive mode enabled

php > # Проверяем запись и чтение
php > $m = new Memcached();
php > $m->addServer('mcrouter', 11211);
php > var_dump($m->set('test', 'value'));
bool(true)
php > var_dump($m->get('test'));
string(5) "value"
php > # Работает! Тестируем работу сессий:
php > ini_set('session.save_handler', 'memcached');
php > ini_set('session.save_path', 'mcrouter:11211');
php > var_dump(session_start());
PHP Warning:  Uncaught Error: Failed to create session ID: memcached (path: mcrouter:11211) in php shell code:1
Stack trace:
#0 php shell code(1): session_start()
#1 {main}
  thrown in php shell code on line 1
php > # Не заводится… Попробуем задать session_id:
php > session_id("zzz");
php > var_dump(session_start());
PHP Warning:  session_start(): Cannot send session cookie - headers already sent by (output started at php shell code:1) in php shell code on line 1
PHP Warning:  session_start(): Failed to write session lock: UNKNOWN READ FAILURE in php shell code on line 1
PHP Warning:  session_start(): Failed to write session lock: UNKNOWN READ FAILURE in php shell code on line 1
PHP Warning:  session_start(): Failed to write session lock: UNKNOWN READ FAILURE in php shell code on line 1
PHP Warning:  session_start(): Failed to write session lock: UNKNOWN READ FAILURE in php shell code on line 1
PHP Warning:  session_start(): Failed to write session lock: UNKNOWN READ FAILURE in php shell code on line 1
PHP Warning:  session_start(): Failed to write session lock: UNKNOWN READ FAILURE in php shell code on line 1
PHP Warning:  session_start(): Unable to clear session lock record in php shell code on line 1
PHP Warning:  session_start(): Failed to read session data: memcached (path: mcrouter:11211) in php shell code on line 1
bool(false)
php >

त्रुटि पाठ की खोज से कोई परिणाम नहीं मिला, लेकिन क्वेरी “mcrouter php"सबसे आगे थी परियोजना की सबसे पुरानी अनसुलझी समस्या - समर्थन की कमी मेमकैच्ड बाइनरी प्रोटोकॉल.

NB: मेमकैच्ड में ASCII प्रोटोकॉल बाइनरी प्रोटोकॉल की तुलना में धीमा है, और सुसंगत कुंजी हैशिंग के मानक साधन केवल बाइनरी प्रोटोकॉल के साथ काम करते हैं। लेकिन यह किसी विशिष्ट मामले के लिए समस्याएँ पैदा नहीं करता है।

चाल बैग में है: जो कुछ बचा है वह ASCII प्रोटोकॉल पर स्विच करना है और सब कुछ काम करेगा... हालांकि, इस मामले में, उत्तरों की तलाश करने की आदत php.net पर दस्तावेज़ीकरण क्रूर मज़ाक किया गया। आपको वहाँ सही उत्तर नहीं मिलेगा... जब तक कि, बेशक, आप अंत तक स्क्रॉल न करें, जहाँ अनुभाग में "उपयोगकर्ता द्वारा योगदान किए गए नोट्स" वफादार रहेंगे और अनुचित रूप से डाउनवोट किया गया उत्तर.

हां, विकल्प का सही नाम है memcached.sess_binary_protocol. इसे अक्षम करने की आवश्यकता है, जिसके बाद सत्र काम करना शुरू कर देंगे। बस इतना ही बाकी है कि PHP के साथ पॉड में mcrouter के साथ कंटेनर डालना है!

निष्कर्ष

इस प्रकार, हम केवल बुनियादी ढांचे में बदलाव करके कार्य को हल करने में कामयाब रहे: मेमकैच्ड फॉल्ट टॉलरेंस के साथ समस्या हल हो गई, कैश स्टोरेज की विश्वसनीयता बढ़ गई। एप्लिकेशन के लिए स्पष्ट लाभों के अलावा, इसने प्लेटफ़ॉर्म पर काम करते समय पैंतरेबाज़ी के लिए जगह दी: जब सभी घटकों के पास एक रिजर्व होता है, तो व्यवस्थापक का जीवन बहुत सरल हो जाता है। हां, इस पद्धति की अपनी कमियां हैं, यह एक "बैसाखी" की तरह लग सकता है, लेकिन अगर यह पैसे बचाता है, समस्या को दबाता है और नई समस्याओं का कारण नहीं बनता है - तो क्यों नहीं?

पुनश्च

हमारे ब्लॉग पर भी पढ़ें:

• "dapp के साथ अभ्यास करें" (सिम्फनी-डेमो को उदाहरण के रूप में प्रयोग करते हुए): भाग 1 (सरल अनुप्रयोग बनाना) и भाग 2 (हेल्म का उपयोग करके कुबेरनेट्स में डॉकर छवियों को तैनात करना);
• «कुबेरनेट्स के साथ जीवन से: कैसे HTTP सर्वर ने स्पेनियों का पक्ष नहीं लिया'.

स्रोत: www.habr.com