实践：Kubernetes 集群中 DNS 故障的可观测性与根因诊断

Posted 2022-03-07 阿里系统软件技术

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了实践：Kubernetes 集群中 DNS 故障的可观测性与根因诊断相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

作者：罗松（西流）

前言

PHP 的应用范围相当广泛，尤其是在网页程序的开发上, 根据最新维基百科 [1] 显示，2013 年 4 月的统计资料，PHP 已经被安装在超过 2 亿 4400 万个网站和 210 万台服务器上, 而根据 W3Techs [2] 的报告，截至 2021 年 9 月, 有 78.9%的网站使用 PHP。所以 PHP 是世界第一语言至少在 web 开发领域并不是戏称。

而在技术选型上，PHP 主要采用的是 LAMP(全称是Linux + apache + mysql + php) 或者 LNMP(全称是Linux + nginx + mysql + php)，这种成熟稳定的技术框架推动 PHP web 开发生态的繁荣和商业上的成功。

在传统的开发模式中，开发者自己需要安装维护各种软件的安装、维护升级:

如果您是一个企业用户，如果业务体量变大或者为了生产环境的稳定和可用性，使用负载均衡是一个必然的选项：

即此时，PHP 开发者或者线上运维的同学关心的事情多了起来：

每个增加的生产机器都需要重新安装一遍相关软件，做相同的 nginx 配置以及 php-fpm 的配置，以及维护每个生产机器的安全更新；
假如开发的应用需要一个新的扩展，可能需要人肉每台机器去增加扩展；
负载均衡器随着业务的变更升配，后面一台 Worker 机器挂掉了，如何做运维处理？
业务的波峰波谷怎么应对才能让资源的利用率提高？

如果您是项目组开发成员比较多的企业用户，能不能不需要给每个开发配置一个安装的 NLP 的 Linux 机器作为开发测试机器（或者多人共享一个机器）？

如果您是一个提供网站开发和托管的 ISV、外包公司或者创业公司，我的客户都是一些中小企业的门户网站，我怎么提高我后端机器资源利用率以及更好提供定制化服务？

如果您是一个学生或者准备学习 PHP 开发，本地只有 Windows 电脑，能不能直接近乎免费的方式获取 LNP(Linux+Nginx+PHP) 的环境用来学习呢？

带着这些问题，我们去探索一下 Serverless 是如何解决这些痛点的。

PHP 遇见 Serverless

什么是 Serverless？

Serverless = Faas (Function as a service) + Baas (Backend as a service)，我们简单通过两个图快速了解相关概念：

传统模式

Serverless 模式

图中的 CDN 和 OSS 就是 BaaS 服务，FC 就是自定义函数逻辑的 FaaS 平台, 通过这个对比，我们能快速得到 FaaS 的特性和好处：

只需要专注业务代码开发，编写对应的逻辑即可
极致弹性伸缩，无需管理服务器
按量付费，每次调用按毫秒计费
...

本文后续讨论的 Serverless 主要指的是 FaaS，如下示意图，几行代码编写完毕，保存到云厂商的 FaaS 平台，就完成了一个弹性高可用的 Web API。

PHP 遇见 Serverless

PHP 作为一个开发群体的很大的语言，各大云厂商的 FaaS，比如阿里云的函数计算、AWS 的 Lambda (通过 Custom Runtime [3] 间接支持）、腾讯的 SCF 等都推出了对 PHP 语言的支持，phper 面对前端领域的 Serverless 技术革新实践(感兴趣的见本文最后的附录)，应该不遑多让。以阿里云函数计算为例，有很多 PHP 的开发者有了很多有趣的实践：

直接使用 gd 或者 ImageMagick 扩展，实现弹性高可用的图片、水印等各种 CPU 密集型 API
直接使用 ffmpeg + 性能型实例 + 异步有状态调用完成视频剪辑合成等音视频处理业务
使用 HTTP 触发器实现的函数，埋点到广告平台，快速实现高可用的买量业务
直接将之前基于框架（如 ThinkPHP）实现的 WEB API 直接迁移到 FaaS 平台，不用再担心宕机和运维问题了

虽然 FaaS 很好地解决了 phper 如下问题：

新业务或者开发新的 web API
存量业务中，有些 CPU 密集型或者弹性要求很高的 API 单独抽离出来 FaaS 化

但是传统的开发模式或者存量业务，对开发者有一定的上手和改造成本，比如某 Faas 厂商 PHP Runtime 编程接口示例：

function handler($event, $context) 
     $eventObj = json_decode($event, $assoc = true);
    // do your thhings
     // ....
     return $eventObj[\'key\'];

但是能不能更进一步，开发者不需要按照 FaaS 厂商的约定的函数入口能实现一个个的API, 而是能直接将传统运行在 LAMP 或者 LNMP 的项目直接 FaaS 化？答案是肯定的。

阿里云函数计算的 Custom Runtime 以及直接基于 HTTP 协议的极简编程模型走在了所有云厂商的前列。

函数计算启动 Custom Runtime 执行环境时，会默认调用 bootstrap 文件(或者您创建函数的时设置的 Args 参数)启动您自定义的 HTTP Server，然后这个 HTTP Server 接管了函数计算系统的所有请求，即您所有的函数调用请求。

函数计算 Custom runtime 执行环境底层系统是 Linux, 并且已经内置的 nginx/1.10.3 和 php-fpm7.4, 对于 PHP 应用，您直接使用即可

以部署一个 wordpress [3] 项目为例, 只需要将如下目录直接打包成一个 zip 包在函数计算平台创建一个函数即可：

- bootstrap
- nginx.conf
- php-fpm.conf
- php.ini-production
- wordpress

其中 wordpress 目录是对应的 web 工程, bootstrap 是启动 nginx 和 php-fpm 的脚本即可:

...
echo "start php-fpm"
php-fpm7.4 -c /code/php.ini-production -y /code/php-fpm.conf
echo "start nginx"
nginx -c /code/nginx.conf
...

bootstrap 详情可参考 WordPress in FC [5] （文末附链接）

所以，使用函数计算这个 Serverless 产品和传统的 PHP 开发相结合后，您再也不用考虑负载均衡的事情，不用考虑扩缩容的事情，不用管理机器、不用担心宕机的事情等等，只需要安安心心把业务代码开发好即可。

从上图可以看出：开发者只需要开发好自己的业务代码即可，唯一需要考虑的事情，就是函数计算这边扩容不要太多太猛（比如直接在函数计算平台设置下该函数能弹出的最大实例数目即可），给下游自己的 Mysql 数据库过大的压力即可。

当然，从原始的传统的 php web 应用完全迁移到 Serverless 形态的函数计算平台，某些场景可能需要考虑数据持久化问题，因为函数计算是无状态的，数据持久化保存可以借助 NAS、Redis 等服务完成，以 NAS 为例，流程图如下：

以 WordPress 为例，后台系统上传的图片或者 Session 功能都是需要持久化到磁盘的。

设置 web 工程的文件上传目录或者 session 目录为 NAS 盘的某个目录, NAS 盘实现持久化
甚至可以将 web 工程直接放到 NAS 盘上，此时函数计算纯粹就是 LNP 执行环境

比如将 wordpress 工程不作为函数的代码包的一部分，而已提前上传到 NAS 盘，只需要设置好 nginx.conf 中的 root 能知道 web 工程即可，如上面的 nginx.conf，/mnt/auto 表示挂载的 NAS 目录，mnt/auto/wordpress 则表示在 NAS 上的 web 工程。

此时对您来说，函数再也不用变了，您可能只是需要开发新的业务代码，然后上传到 NAS 上即可（或者直接使用 git 直接在 NAS 操作，实现 web 工程的版本和 git 上的 commit 绑定，使用 git 实现代码的快速升级和混滚）

但是从安全生产的角度来说，还是建议您 web 工程变更最好和函数的变更相关联。

总结

从上面的讨论和陈述中，我们不难发现，PHP 遇见 Serverless 是一件令人兴奋的事情，让 phper 有了更大的想象空间。Serverless 的理念和 PHP 这个语言出现的理念也是一致的: 即让开发者最大精力集中在自己的业务价值。 PHP 语言一直是 web 领域最好的生产力代表，而 Serverless 将会让 PHP 如虎添翼。

相关链接

[1]维基百科：

https://zh.wikipedia.org/wiki/PHP?

[2]W3Techs：

https://w3techs.com/?

[3]Custom Runtime 简介：

https://help.aliyun.com/document_detail/132044.html?

[4]wordpress 项目：

https://github.com/devsapp/start-web-framework/tree/master/web-framework/php/wordpress/src?

[5]WordPress in FC：

https://github.com/devsapp/start-web-framework/blob/master/web-framework/php/wordpress/src/code/bootstrap?

我们最后来一一解答下前言中提出的问题：

Q1：如果您是一个企业用户，业务体量变大或者为了生产环境的稳定和可用性,如何做？

A1：如上面陈述，使用函数计算和传统的 PHP 开发相结合后，您再也不用考虑负载均衡的事情，不用考虑扩缩容的事情，不用管理机器、担心宕机的事情等等，只需要安安心心把业务代码开发好即可。

Q1：如果您是项目组开发成员比较多的企业用户，能不能不需要给每个开发配置一个安装的 NLP 的 Linux 机器作为开发测试机器（或者多人共享一个机器）？

A1：是的，每个开发者在函数计算上创建一个自己的 Service/函数即可，Service/函数配置开发测试环境的 VPC，实现内网安全访问数据库等其他下游服务。函数调用的时候，函数计算会拉一个 NLP 的执行环境来运行您分支上正在开发的 PHP 代码。

每个执行环境是相互隔离的
按调用次数计费，不需要预留机器，免除了机器成本上的浪费
也可以很方便进行压测等各种事宜

Q1：如果您是一个提供网站开发和托管的 ISV、外包公司或者创业公司，我的客户都是一些中小企业的门户网站，我怎么提高我后端机器资源利用率以及更好提供定制化服务？

A1：通常来说，很多企业门户网站访问量不大，但是网站挂掉了会引起客户投诉。每个客户的网站通过 service 或者函数区分，通过函数名或者 service 去区分您自己的客户：i. 管理方便 ii. 做定制化方便 iii. 做不同 VIP 等级服务方便。举个例子，您可以快速通过某个函数的调用指标情况，可以看出哪个客户的网站访问量大，可以做出客户画像以及制定不同的收费和 VIP 服务级别。

Q1：如果您是一个学生或者准备学习 PHP 开发，本地只有 Windows 电脑，能不能直接近乎免费的方式获取 LNP(Linux+Nginx+PHP) 的环境用来学习呢？

A1：是的，只要将如下的文件和文件夹打包成 zip 包去函数计算控制台创建函数即可：

- bootstrap
- nginx.conf
- php-fpm.conf
- php.ini-production
- myweb
  | - hello.php

如果您对 PHP 落地 Serverless 感兴趣，您有观点、想法或者想吐槽的，可以和钉钉搜索：31897696，欢迎进群大家一起交流。

PHP 框架 Serverless 最佳实践：

[1]ThinkPHP：

https://github.com/devsapp/start-web-framework/tree/master/web-framework/php/thinkphp/src?

[2]Laravel：

https://github.com/devsapp/start-web-framework/tree/master/web-framework/php/laravel/src?

[3]Wordpress：

https://github.com/devsapp/start-web-framework/tree/master/web-framework/php/wordpress/src?

[4]Z-BlogPHP：

https://github.com/devsapp/start-web-framework/tree/master/web-framework/php/zblog/src?

[5]Swoole：

https://github.com/devsapp/start-fc/tree/master/custom-function/php74?

参考引用

Serverless Architectures：

https://martinfowler.com/articles/serverless.html?

Backend For Frontend（BFF）in Serverless：

https://www.infoq.cn/article/0btajez51ysb_qehr526?

关于 Serverless 未来对前端开发影响的具体看法：

https://developer.aliyun.com/article/793492?

当 SSR 遇上 Serverless，轻松实现页面瞬开：

https://cnodejs.org/topic/5e394e311225c9423dcd9754?

附录

Serverless 在前端领域如火如荼的发展

附录1

Backend For Frontend（BFF）in Serverless 来提高生产力

• 前端开发者全栈化

• 提高开发效率，减少前端和后端接口同学的沟通联调时间，后端同学只需要做好原子的接口的稳定性和可靠性即可，数据的聚合直接由前端同学通过 BFF 实现

附录2

当 SSR 遇上 Serverless，轻松实现页面瞬开

• 借助于函数即服务（FaaS）的能力，不需要再去搭建传统的 Node 应用，一个函数就可以变成一个服务，开发者可以更纯粹的关注于业务逻辑。

• FaaS 以函数为单位的形式以及弹性机制，为 SSR 应用带来了天然的隔离性和动态修复能力，可以更好的避免页面间的交叉污染，或一些边界的异常场景对应用带来致命性的伤害。

• 无需运维、按需执行、弹性伸缩这些特性，大大降低了 SSR 应用对开发者的门槛。

附录 1：

https://www.infoq.cn/article/0btajez51ysb_qehr526?

附录 2：

https://cnodejs.org/topic/5e394e311225c9423dcd9754?

发布云原生技术最新资讯、汇集云原生技术最全内容，定期举办云原生活动、直播，阿里产品及用户最佳实践发布。与你并肩探索云原生技术点滴，分享你需要的云原生内容。

关注【阿里巴巴云原生】公众号，获取更多云原生实时资讯！

以上是关于实践：Kubernetes 集群中 DNS 故障的可观测性与根因诊断的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

Kubernetes 部署集群内部DNS服务

Kubernetes DNS支持

剖析kubernetes集群内部DNS解析原理

剖析 kubernetes 集群内部 DNS 解析原理

基于 Kubernetes 构建多集群的流水线

实践：Kubernetes 集群中 DNS 故障的可观测性与根因诊断

前言

PHP 遇见 Serverless

什么是 Serverless？

PHP 遇见 Serverless

总结

相关链接​

Q1：如果您是一个企业用户，业务体量变大或者为了生产环境的稳定和可用性,如何做？

Q1：如果您是项目组开发成员比较多的企业用户，能不能不需要给每个开发配置一个安装的 NLP 的 Linux 机器作为开发测试机器（或者多人共享一个机器）？

Q1：如果您是一个提供网站开发和托管的 ISV、外包公司或者创业公司，我的客户都是一些中小企业的门户网站，我怎么提高我后端机器资源利用率以及更好提供定制化服务？

Q1：如果您是一个学生或者准备学习 PHP 开发，本地只有 Windows 电脑，能不能直接近乎免费的方式获取 LNP(Linux+Nginx+PHP) 的环境用来学习呢？

PHP 框架 Serverless 最佳实践：

参考引用

附录

Serverless 在前端领域如火如荼的发展

相关链接