使用ARM和VMSS创建自动扩展的web集群

Posted 2020-08-14

在很多的商业场景中，用户的访问，峰值时间都是很难预测的，尤其是做一些市场推广活动和促销的时候，到底部署什么规模的web集群合适，这一直是个问题，部署过量会造成高成本和资源不必要的浪费，部署过少，如果到达峰值，来不及部署，容易造成用户无法访问，用户体验差，交易损失等等，当然更不用提运维人员时刻神经紧绷的实时监测压力情况，以便及时采取措施……

在云计算技术日新月异的今天，这个场景是非常不和谐的：）VMSS作为Azure新的计算方式，提供了按照压力负载自动扩展收缩，并且同时支持Windows和Linux，在提供了IAAS级别的控制灵活性的同时，也提供了PAAS级别的自动扩展，对于无状态的web服务器应用等场景非常适合，本文介绍如何通过ARM模板和VMSS创建一个自动负载均衡的，按照你的CPU负载自动扩展的web服务器集群：

在本模板中，将会创建如下测试环境：

1. 定义一个负载均衡器，负责转发前端的web请求给后端的web集群

2. 使用VMSS创建一个web集群

3. 使用客户定制化脚本，自动安装Apache web服务器，和php web应用

4. 定义自动扩展集合的规则，根据虚拟机自动扩展集合中的CPU负载进行自动扩展或者收缩，虚拟机也会自动的在负载均衡器中自动添加或者删除

5. 压力测试用具，可以使用LoadRunner，Apache AB等等，在本例中，使用PHP产生压力，达到CPU阈值要求

6. 原始的ARM模版请参考Azure的quick start模版：

https://github.com/Azure/azure-quickstart-templates/tree/master/201-vmss-lapstack-autoscale

1. 我修改过的，直接可以在Azure China上运行的模版如下：

   https://github.com/kingliantop/azurelabs/tree/master/AzureChinaARMTemplate/vmss-lapstack-autoscale

    

模板定义：

1. 对于VMSS的基本定义，前述文档已经介绍过，不在赘述，再次我们先看一下负载均衡器的定义，首先我们需要增加一个负载均衡器的资源，这个资源依赖于公共IP地址，前端地址就是公共IP地址：

    

   

    

2. 接下来我们需要定义负载均衡的规则，前端的请求通过DNS或者公网IP地址进来以后，通过默认的地址分发给后端的IP资源池，协议是TCP，前端和后端端口都是标准的80端口，你也可以设置负载均衡器空闲超时时间，这个时间会决定你的连接空闲时长，最长可是设置为30分钟；因为我们后续主要配置的是http请求，所以主要设置一下针对80端口的探测，以此判断后端虚拟机是否健康：

   

    

3. 为方便用户定制化部署，快速扩展，Azure提供了定制化脚本扩展，可以让你在虚拟机部署完成后，运行自定义的脚本，安装你自己软件，部署你自己的应用，具体的用法如下，你可以将你的应用放在Azure存储中，本例中放在了github上，然后执行bash，进行安装配置：

   

    

   在本次测试中，提供了两个PHP web文件，一个是index.php，用来显示当前的web应用跑在哪个服务器上，另外一个是do_work.php用来给web服务器产生压力，触发自动扩展。

    

4. 最后需要配置一下VMSS自动扩展的规则，在什么情况下进行自动扩展，在什么情况下，进行自动收缩，在本例中，我们定义整个VMSS中平均CPU的负载在过去5分钟内高于60%就进行自动扩展，低于50%的时候自动收缩：

    

   

    

5. 最后我们需要配置一下参数文件，定义一下VMSS的名称，初始在VMSS中需要几个虚拟机，用户名和密码即可：

   

6. 最后，我们使用Powershell进行部署，我已经写好了一个deploy.ps1文件，大家在Powershell下修改下参数，直接执行即可，比如你希望的资源组名称，部署的区域等参数，然后在Powershell下执行即可：

    

   #用你的Azure账号登陆

   Login-AzureRmAccount -EnvironmentName AzureChinaCloud

   #执行部署脚本

   

7. 部署完成后，登陆Azure新portal，https://portal.azure.cn, 可以看到新的VMSS集合已经部署成功，包括有一个扩展集，，一个负载均衡器，一个公网IP地址及多个用于分发VM的存储账号：

   

8. 打开虚拟机扩展集，，查看当前实例，可以看到当前有2个实例：

   

9 .点击负载均衡器，获得公网的IP地址或者DNS，在浏览器中打开，可以看到当前连接的是001 web服务器，该页面是一个demo页面，用于给虚拟机产生压力；新打开一个浏览器,连接负载均衡器，可以看到请求被分发到了002 web服务器：

10 . 在当前的测试页面上，输入500秒，作为压力测试时长，点击"DO work"，那么PHP程序就会产生压力，占满CPU：

11. 大约等待5，6分钟以后,连续5分钟的CPU负载超过60%，我们打开新portal的虚拟机扩展页面的实例页面，可以看到，按照我们定义的VMSS自动扩展规则，虚拟机开始自动增加：

12. 使用不同的浏览器测试网站，还会看到网站请求会被分发到新建立的服务器B，C，F等等，说明自动扩展集正在增加web服务器的时候，也会自动更新负载均衡器的设置，让前端客户的请求按照默认的哈希规则分发给后端的服务器，实现动态的负载均衡：

13. 压力测试完成，虚拟机扩展集的压力逐步低于50%，这个时候，整个虚拟机扩展集合会监测最近5分钟的负载情况，一旦满足收缩要求，就会执行cooldown的过程，逐步移除web服务器，也会从负载均衡器移除，降低成本：

通过这个测试可以看到，我们可以方便的使用VMSS+ARM快速的构建自动可扩展的web集群，并且使用定制化脚本部署我们的应用程序。