互联网行业高弹性系统架构最佳实践

参考链接：https://www.aliyun.com/acts/best-practice/preview?id=52159

前提条件

• 所有云产品均需在同一VPC中，如何创建VPC请参见搭建IPv4专有网络。
• 已创建64位CentOS 7系统的ECS实例，创建步骤请参见创建ECS实例。
• 已创建PolarDB MySQL集群，并在PolarDB白名单中添加VPC网段。
  • 创建步骤请参见创建PolarDB MySQL数据库集群。
  • 设置PolarDB白名单请参见设置集群白名单。
• 已创建同城容灾版本的云数据库Redis，并在Redis白名单中添加VPC网段。
  • 创建步骤请参见创建实例。
  • 设置Redis白名单请参见设置白名单。
• 已开通ESS服务，开通方式请参见开通并授权服务。
• 已创建SLB实例，创建方式请参见创建负载均衡实例。
• 已创建EIP，申请操作请参见申请新EIP。

  说明 需要申请两个弹性公网IP，一个用于绑定ECS实例，另一个用于绑定SLB实例。

  • 如何绑定ECS请参见文档绑定ECS实例。
  • 如何绑定SLB请参见文档绑定SLB实例。

• 已申请域名且已经完成域名备案。
  • 申请域名请参见注册通用域名。
  • 域名备案请参见ICP备案快速入门。

应用场景

在互联网行业的业务发展中，很多业务具有突发性特点。

• 例如互联网电商的秒杀、促销等活动，这类业务的特点是时间固定，但访问量不固定。除了提前升级配置之外，客户往往希望系统本身也能有自动弹性伸缩的能力。
• 对于互联网教育的场景，由于存在放假和工作日的区别，系统也需要有一定的弹性伸缩能力去应对高出平时几倍的压力，等访问减少时，业务系统能释放冗余的资源达到节约成本的目标。

典型场景和需求：

• 业务系统波动大，以互联网行业为典型代表；
• 业务系统和数据库系统都要能实现弹性伸缩；
• 系统可用性高，弹性收缩用户感知小；
• 支持手工快速提升系统和数据库性能。

技术架构

本实践基于如下图所示的技术架构和主要流程。

方案优势

• 应用弹性：通过配置合理的弹性伸缩配置，业务高峰期到来业务压力上涨时自动增加ECS实例保障业务系统平稳运行。对于可预见的快速业务上涨，配置定时任务或者通过手动执行伸缩规则的方式可以预先备齐ECS资源。业务低谷期自动释放多余ECS资源节约成本。
• 数据库弹性：通过PolarDB在线节点配置弹性、只读节点弹性、同步克隆弹性和存储弹性四个维度的弹性，保障在大规模业务压力到来时快速应对业务压力。
• 应用高可用性：通过ESS收缩配置设置均衡分布策略，在主可用区宕机时，ESS会在备可用区开出相同资源，保障业务平稳运行。
• 缓存数据库和弹性负载均衡高可用性：通过多可用区的主备策略保障跨可用区自动容灾。

注意事项

• 跨可用区访问可能会有1-2ms的延迟。
• 数据库不能实现自动弹性伸缩，需要人工干预升降配。
• 业务系统需无状态，有状态系统需要先进行业务改造。
• PolarDB现阶段未推出同城容灾版本，若要容灾需通过DTS同步，切换时需要修改应用的数据库连接。

  说明 使用DTS实时同步PolarDB请参见文档从POLARDB MySQL同步至POLARDB MySQL。

操作步骤

本例以WordPress为业务系统演示。

1. 登录云数据库PolarDB版控制台。
2. 创建PolarDB集群数据库和拥有读写权限的账号，具体操作请参见数据库和创建数据库账号。
3. 登录云服务器ECS控制台。
4. 连接目标ECS实例，具体操作请参见连接ECS实例。
5. 在ECS上安装解压和压测工具。

   yum install -y unzip zip sysbench dstat

   说明

   • unzip和zip为压缩和解压缩程序，后续解压zip文件使用。
   • sysbench和dstat为Linux系统压测和系统监控工具，后续验证弹性伸缩时使用。

6. 在ECS上安装Apache和PHP组件。
   1. 安装Apache和PHP组件。

      yum install -y httpd php php-mysql php-gd php-imap php-ldap php-odbc php-pear php-xml php-xmlrpc

      说明 安装完成后使用如下命令查看PHP版本：

      yum list installed | grep php

      WordPress 5.2.2要求PHP最低版本为5.6.20，若PHP版本低于该版本，请使用如下命令重新安装PHP组件。

      ## 查看当前PHP版本
      yum list installed | grep php
      
      ## 卸载低版本PHP组件
      yum remove -y php.x86_64 php-cli.x86_64 php-common.x86_64 php-gd.x86_64 php-ldap.x86_64 php-mbstring.x86_64 php-mcrypt.x86_64 php-mysql.x86_64 php-pdo.x86_64
      
      ## 确认是否全都卸载完成
      yum list installed | grep php
      
      ## 安装PHP组件的rpm包
      rpm -Uvh https://mirror.webtatic.com/yum/el7/epel-release.rpm
      rpm -Uvh https://mirror.webtatic.com/yum/el7/webtatic-release.rpm
      
      ## 重新安装PHP相关组件
      yum install -y php56w.x86_64 php56w-cli.x86_64 php56w-common.x86_64 php56w-gd.x86_64 php56w-ldap.x86_64 php56w-mbstring.x86_64 php56w-mcrypt.x86_64 php56w-mysql.x86_64 php56w-pdo.x86_64

   2. 启动Apache服务。

      service httpd start

   3. 设置Apache为开机默认启动。

      sudo chkconfig httpd on

   4. 编辑info.php文件。

      vim /var/www/html/info.php

   5. 按i进行编辑，在文件中输入如下内容。

      <?php
      phpinfo();
      ?>

      
   6. 按Esc，输入:wq保存并退出。
   7. 在浏览器输入http://<ECS的弹性公网IP>/info.php，PHP安装正确会看到下图的PHP信息。

7. 在ECS上安装WordPress。
   1. 创建WordPress安装目录。

      mkdir -p /opt/WP

   2. 打开WP文件夹。

      cd /opt/WP

   3. 下载并解压WordPress。

      ## 下载WordPress
      wget https://cn.wordpress.org/latest-zh_CN.tar.gz
      
      ## 解压WordPress
      tar -xzvf latest-zh_CN.tar.gz

   4. 配置WordPress访问PolarDB。

      ## 打开wordpress文件夹
      cd /opt/WP/wordpress/
      
      ## 复制wp-config-sample.php文件，并将复制后的文件名称修改成为wp-config.php
      cp wp-config-sample.php wp-config.php
      
      ## 编辑wp-config.php文件
      vim wp-config.php

   5. 按i进行编辑，配置如下参数。

      /** WordPress数据库的名称 */
      define( 'DB_NAME', 'wp-polardb' );
      
      /** MySQL数据库用户名 */
      define( 'DB_USER', 'wp_user' );
      
      /** MySQL数据库密码 */
      define( 'DB_PASSWORD', 'password' );
      
      /** MySQL主机 */
      define( 'DB_HOST', 'pc-wz957jq**********.mysql.polardb.rds.aliyuncs.com' );

      

      参数	描述	示例
      DB_NAME	PolarDB数据库名称。	wp-polardb
      DB_USER	PolarDB数据库账户的用户名。	wp_user
      DB_PASSWORD	PolarDB数据库账户对应的密码。	password
      DB_HOST	PolarDB数据库内网连接地址，查看内网连接地址方式请参见查看连接地址。	pc-wz957jq**********.mysql.polardb.rds.aliyuncs.com

   6. 按Esc，输入:wq保存并退出。
   7. 打开/var/www/html/，并将wordpress目录复制到/var/www/html/路径下。

      cd /var/www/html
      cp -rf /opt/WP/wordpress/* /var/www/html/

   8. 在浏览器输入http://<ECS的弹性公网IP>，在WordPress配置页面填写站点标题、用户名和密码等信息，如下图所示。
   9. 单击左下角安装WordPress，完成安装。

8. 在WordPress上开通redis缓存支持。
   1. 下载并解压redis-cache插件。

      ## 切换到WP目录
      cd /opt/WP
      
      ## 下载redis-cache插件
      wget https://downloads.wordpress.org/plugin/redis-cache.1.4.1.zip
      
      ## 解压redis-cache
      unzip redis-cache.1.4.1.zip
      
      ## 复制到/var/www/html/wp-content/plugins/
      cp -rf redis-cache /var/www/html/wp-content/plugins/

   2. 编辑wp-config.php文件。

      vim /var/www/html/wp-config.php

   3. 按i进行编辑，在PolarDB设置后增加Redis数据库信息。

      /** Redis 主机 */
      define('WP_REDIS_HOST', 'r-**********.redis.rds.aliyuncs.com');
      
      /** Redis 端口 */
      define('WP_REDIS_PORT', '6379');
      
      /** 接受用于使用该SELECT命令自动选择逻辑数据库的数值，不用修改 */
      define('WP_REDIS_DATABASE', '10');
      
      /** Redis数据库密码 */
      define('WP_REDIS_PASSWORD', 'password');

      

      参数	描述	示例
      WP_REDIS_HOST	云数据库Redis内网连接地址，查看内网连接地址方式请参见查看连接地址。	r-**********.redis.rds.aliyuncs.com
      WP_REDIS_PORT	Redis服务端口，默认为6379.	6379
      WP_REDIS_DATABASE	指定缓存信息保存的DB，例如10就是保存到DB10。	10
      WP_REDIS_PASSWORD	Redis的连接密码	password

   4. 按Esc，输入:wq保存并退出。
   5. 复制配置文件到根目录下。

      cp /var/www/html/wp-content/plugins/redis-cache/includes/object-cache.php /var/www/html/wp-content/

   6. 在浏览器输入http://<ECS的弹性公网IP>/wp-login.php，登录WordPress管理页面。
   7. 在左侧导航点单击插件 > 已安装插件
   8. 在插件页面，单击Redis Object Cache下的启动。
   9. 单击Settings，打开Redis Object Cache页面。
   10. 当Status显示Connected时，表示Redis数据库连接正常。您可以点击Flush Cache将缓存数据导入Redis数据库。

9. 在WordPress管理页面左侧导航栏中单击设置 > 常规，在WordPress地址（URL）和站点地址（URL）选项中输入您预先申请并备案的域名。

   

10. 配置负载均衡。
    1. 登录负载均衡SLB控制台。
    2. 在左侧导航栏单击实例 > 实例管理
    3. 定位到目标SLB实例，单击右侧点我开始配置。
    4. 在负载均衡业务配置导航页面，选择HTTP协议，监听端口设置为80，开启开启会话保持功能，单击下一步。
    5. 单击默认服务器组 > 继续添加，勾选之前创建的ECS实例，单击下一步：配置权重和端口号。
    6. 设置端口号为80，权重为50，单击下一步。
    7. 在配置健康检查页面，开启健康检查后单击下一步。
    8. 在配置审核页面，单击提交。
    9. 待到审核项目都显示成功后单击确定即可。

11. 登录云解析DNS控制台，将SLB弹性公网IP地址绑定预先申请并备案的域名。

    说明 如何绑定域名请参见添加网站解析。

12. 登录云服务器ECS控制台，为之前创建好的ECS创建镜像。

    说明 如何创建ECS实例镜像请参见使用实例创建自定义镜像。

13. 登录弹性伸缩控制台，配置弹性伸缩。
    1. 创建伸缩组。

       说明 创建伸缩组具体配置请参见创建伸缩组。

    2. 创建伸缩配置并启用。

       说明 创建伸缩配置具体配置请参见创建伸缩配置

    3. 在该伸缩组中加入ECS实例。
       1. 登录弹性伸缩控制台，单击目标伸缩组后的管理。
       2. 单击ECS实例列表 > 手动添加 > 添加已有实例，将目标ECS实例移动到右侧后，单击确定。
    4. 创建伸缩规则。

       说明 创建伸缩规则具体配置请参见创建伸缩规则。

    5. 创建伸缩任务。

       说明 创建伸缩任务具体配置请参见执行伸缩规则。

14. 验证弹性伸缩。
    1. 通过控制台登录ECS，登录操作请参见连接ECS实例。
    2. 通过压测命令提高ECS的CPU使用率。

       sysbench cpu --cpu-max-prime=2000000 --threads=2 --time=1000 run

    3. 根据之前配置的报警任务。
       • 当CPU使用率超过80%时，触发ESS的报警任务，ESS会自动创建ECS服务器。
       • 当CPU使用率低于50%时，触发ESS的报警任务，ESS会自动减少ECS服务器。

       至此配置完成。