云端微服务架构下，如何高效运维？

一. 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

1）单服务变更性能影响如何评估？
2）性能瓶颈在各微服务间漂移，如何做好性能测试？
3）应对突发流量需求，扩容能否解决问题，如何扩容？
4）服务实例数量众多，如何收集信息，快速定位性能问题？

二. 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
  华为云性能测试服务：https://www.huaweicloud.com/product/cpts.html
  

• 性能测试服务化，提升验证体验
  
  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
  

三. 性能测试实施策略

1 关键度量指标

1）制定测试目标，要求测试指标结果达到用户预期目标。
2）指标数据一般包括并发用户数、Response Time、TPS、通过率等。
3）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。
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

6）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
性能测试工具：云性能测试服务

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CDN入口（1）、中间的ELB（2）、业务层（3）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？

• 资源、应用、业务一站式监控与分析
  
• 应用拓扑与异常展示、故障下钻
  1）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。
  2）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。
  3）调用链跟踪：下钻获取应用调用链，定位到具体出错方法