Kubernetes 最佳实践:解决长连接服务扩容失效

Kubernetes 最佳实践:解决长连接服务扩容失效

Thu Jun 6, 2019

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Tags: kubernetes  

在现网运营中,有很多场景为了提高效率,一般都采用建立长连接的方式来请求。我们发现在客户端以长连接请求服务端的场景下,K8S的自动扩容会失效。原因是客户端长连接一直保留在老的Pod容器中,新扩容的Pod没有新的连接过来,导致K8S按照步长扩容第一批Pod之后就停止了扩容操作,而且新扩容的Pod没能承载请求,进而出现服务过载的情况,自动扩容失去了意义。

对长连接扩容失效的问题,我们的解决方法是将长连接转换为短连接。我们参考了 nginx keepalive 的设计,nginx 中 keepalive_requests 这个配置项设定了一个TCP连接能处理的最大请求数,达到设定值(比如1000)之后服务端会在 http 的 Header 头标记 “Connection:close”,通知客户端处理完当前的请求后关闭连接,新的请求需要重新建立TCP连接,所以这个过程中不会出现请求失败,同时又达到了将长连接按需转换为短连接的目的。通过这个办法客户端和云K8S服务端处理完一批请求后不断的更新TCP连接,自动扩容的新Pod能接收到新的连接请求,从而解决了自动扩容失效的问题。

由于Golang并没有提供方法可以获取到每个连接处理过的请求数,我们重写了 net.Listenernet.Conn,注入请求计数器,对每个连接处理的请求做计数,并通过 net.Conn.LocalAddr() 获得计数值,判断达到阈值 1000 后在返回的 Header 中插入 “Connection:close” 通知客户端关闭连接,重新建立连接来发起请求。以上处理逻辑用 Golang 实现示例代码如下:

package main

import (
 "net"
 "github.com/gin-gonic/gin"
 "net/http"
)

//重新定义net.Listener
type counterListener struct {
 net.Listener
}
//重写net.Listener.Accept(),对接收到的连接注入请求计数器
func (c *counterListener) Accept() (net.Conn, error) {
 conn, err := c.Listener.Accept()
 if err != nil {
  return nil, err
 }
 return &counterConn{Conn: conn}, nil
}
//定义计数器counter和计数方法Increment()
type counter int
func (c *counter) Increment() int {
 *c++
 return int(*c)
}

//重新定义net.Conn,注入计数器ct
type counterConn struct {
 net.Conn
 ct counter
}

//重写net.Conn.LocalAddr(),返回本地网络地址的同时返回该连接累计处理过的请求数
func (c *counterConn) LocalAddr() net.Addr {
 return &counterAddr{c.Conn.LocalAddr(), &c.ct}
}

//定义TCP连接计数器,指向连接累计请求的计数器
type counterAddr struct {
 net.Addr
 *counter
}

func main() {
 r := gin.New()
 r.Use(func(c *gin.Context) {
  localAddr := c.Request.Context().Value(http.LocalAddrContextKey)
  if ct, ok := localAddr.(interface{ Increment() int }); ok {
   if ct.Increment() >= 1000 {
    c.Header("Connection", "close")
   }
  }
  c.Next()
 })
 r.GET("/", func(c *gin.Context) {
  c.String(200, "plain/text", "hello")
 })
 l, err := net.Listen("tcp", ":8080")
 if err != nil {
  panic(err)
 }
 err = http.Serve(&counterListener{l}, r)
 if err != nil {
  panic(err)
 }
}

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Thu Jun 6, 2019

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