Comment implémenter l'équilibrage de charge et la protection contre les surcharges des services dans une architecture de microservices ?

Avec le développement de la technologie Internet et l'expansion continue des scénarios d'application, l'architecture des microservices est devenue une tendance dans le développement d'applications Internet. L'architecture des microservices peut diviser un grand système d'application en plusieurs petits services. Chaque service peut être déployé, maintenu et étendu indépendamment, améliorant ainsi l'évolutivité et la maintenabilité du système d'application, améliorant ainsi l'efficacité du développement et l'efficacité de l'exploitation et de la maintenance.

Cependant, dans l'architecture des microservices, le protocole de communication entre les services s'effectue via le réseau et la qualité de la communication du réseau est très instable. Si le volume de requêtes d'un certain service est trop important dans des conditions de charge élevée, cela peut entraîner un crash du service ou un allongement du temps de réponse, affectant les performances de l'ensemble du système d'application. Par conséquent, comment parvenir à un équilibrage de charge des services à haute disponibilité et à une protection contre les surcharges constitue un défi majeur dans l’architecture des microservices.

Cet article présentera comment implémenter l'équilibrage de charge des services et la protection contre les surcharges dans l'architecture des microservices sous les aspects suivants.

1. Équilibrage de la charge du service

L'équilibrage de la charge du service fait référence à la répartition uniforme des demandes sur plusieurs nœuds de service pour atteindre l'objectif d'équilibrer la charge. Les algorithmes d'équilibrage de charge courants incluent l'interrogation, l'interrogation pondérée, le moins de connexions, le temps de réponse le plus court, etc. Dans une architecture de microservices, les passerelles de services sont généralement utilisées pour mettre en œuvre l'équilibrage de charge des services.

1. Service Gateway

La passerelle de service est un composant important de l'architecture des microservices et est responsable du routage des services et de l'équilibrage de charge. La passerelle de service peut acheminer les requêtes des clients vers différents services back-end et sélectionner les nœuds de service selon un certain algorithme d'équilibrage de charge.

2. Algorithme d'équilibrage de charge

Dans la passerelle de services, réaliser l'équilibrage de charge des services nécessite de choisir un algorithme approprié. Les algorithmes courants incluent l'interrogation, l'interrogation pondérée, le nombre minimum de connexions, le temps de réponse minimum, etc. L'algorithme d'interrogation fait référence à la distribution séquentielle des requêtes à différents nœuds de service, et chaque nœud partage la charge de manière égale, mais il ne peut pas gérer la charge inégale des nœuds. L'algorithme d'interrogation pondéré peut attribuer différentes pondérations à différents nœuds de service pour obtenir une allocation proportionnelle des demandes aux nœuds de service. L'algorithme du nombre minimum de connexions fait référence à l'envoi de requêtes au nœud de service avec le plus petit nombre de connexions actuelles pour réaliser l'équilibrage de charge et le contrôle de flux. L'algorithme du temps de réponse le plus court fait référence à l'envoi de requêtes au nœud de service avec le temps de réponse le plus court. Cependant, cet algorithme peut entraîner une charge inégale du nœud et doit être ajusté en conjonction avec la stratégie de contrôle de flux.

2. Protection contre les surcharges

Dans l'architecture des microservices, puisque la communication entre les nœuds s'effectue via le réseau, la qualité de la communication du réseau est instable. Si le volume de requêtes d'un certain nœud de service est trop important, cela peut entraîner une surcharge ou même un crash du nœud, affectant la stabilité de l'ensemble du système. Par conséquent, il est nécessaire de mettre en œuvre un mécanisme de protection contre les surcharges pour protéger la stabilité des nœuds de service.

1. Contrôle de flux

Le contrôle de flux fait référence à la définition du nombre de requêtes simultanées pour un nœud lorsque le nombre de requêtes simultanées pour un nœud atteint le seuil, les nouvelles requêtes seront rejetées. Le contrôle de flux peut empêcher les nœuds d'être submergés par les demandes et permettre aux nœuds de répondre normalement aux demandes. Les algorithmes de contrôle de flux courants incluent l'algorithme de compartiment à jetons, l'algorithme de compartiment à fuite, le compteur de fenêtres, etc.

2. Meltdown

Meltdown signifie que lorsqu'une exception se produit sur un nœud de service, la demande du nœud est immédiatement déconnectée pour empêcher les demandes de continuer à être envoyées au nœud anormal et réduire la vitesse de réponse du nœud. Les disjoncteurs peuvent réduire les demandes anormales des nœuds et garantir la stabilité et la disponibilité des nœuds. Les algorithmes de fusion courants incluent les algorithmes de fusion basés sur des machines à états, les algorithmes de fusion basés sur des fenêtres temporelles, etc.

3. Downgrade

Le downgrade fait référence à la réduction de la qualité du service et à l'atteinte de la fonction minimale du service lorsque le nœud est surchargé ou anormal. La rétrogradation peut garantir la stabilité du nœud et la disponibilité du service. Les solutions de rétrogradation courantes incluent les services de rétrogradation, les paramètres de rétrogradation, les valeurs de retour de rétrogradation, etc.

Résumé

Dans l'architecture des microservices, l'équilibrage de charge des services et la protection contre les surcharges sont des moyens importants pour atteindre une haute disponibilité. Grâce à des algorithmes d'équilibrage de charge raisonnables et à des mécanismes de protection contre les surcharges, la stabilité et la disponibilité des nœuds de service peuvent être garanties et les performances et la fiabilité du système peuvent être améliorées.

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