Kubernetes環境に対する性能試験

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マスタータイトルの書式設定 1 Kubernetes環境に対する性能試験 2020/06/30 Kubernetes Novice Tokyo #2
@kashinoki38 Yasuhiro Horiuchi

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マスタータイトルの書式設定 2 Agenda • 自己紹介 • 概要 • デモアプリと実施していること
• 性能試験のための基盤 • 性能改善の営み@K8s の準備 • 性能評価の理解 • Prometheusで最低限監視しておきたい項目 • 監視以外に必要なモノ • 負荷がけ準備 • 試験実施 2

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マスタータイトルの書式設定 3 自己紹介 3 • 某SIer勤務 • 業務：性能全般幅広く（プリセールス
/ インフラコンサル / サイジング / 性能試験 / 性能問題解決） • Kubernetes歴4ヶ月 • あんまり周りにK8sの監視ちゃんとやりながら試験してるところないなあ • ▷K8s上のアプリケーションに対する性能試験についてベストラプラクティスを調査中 https://kashionki38.hatenablog.com/ (Hatena) @ka_sino_ki (Twitter)

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マスタータイトルの書式設定 4 概要デモアプリと実施していること 4 • Sock Shop •
https://microservices-demo.github.io/ • Weaveworksのマイクロサービスデモアプリ • 靴下のECサイト • 公式GitHubは古いので、K8s v1.16への対応が必要 ↓ https://github.com/kashinoki38/microservices-demo • 実施していること • GKE上にSock Shopをデプロイし、性能試験っぽいことをして実施→評価→解析を回す＝性能改善の営み @ K8s

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マスタータイトルの書式設定 5 概要性能試験のための基盤 5 Test Environment Prometheus Logging
sock-shop istio-system monitoring jmeter Metrics Tracing 負荷がけサンプルアプリ Grafana

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マスタータイトルの書式設定 6 性能改善の営み @K8s の準備性能評価の理解 6 • サービス監視（RED）
• Rate : =Throughput, 秒間リクエスト数, 秒間PV数 • Error Rate : エラー率, 5xxとか • Duration : =ResponseTime, %ile評価が一般的 • リソース監視（USE）http://www.brendangregg.com/usemethod.html • Utilization : 使用率 E.g. CPU使用率 • Saturation : 飽和度, どれくらいキューに詰まっているか E.g. ロードアベレージ • Errors : エラーイベントの数

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• Rate : =Throughput, 秒間リクエスト数, 秒間PV数 • Error Rate : エラー率, 5xxとか • Duration : =ResponseTime, %ile評価が一般的 • リソース監視（USE）http://www.brendangregg.com/usemethod.html • Utilization : 使用率 E.g. CPU使用率 • Saturation : 飽和度, どれくらいキューに詰まっているか E.g. ロードアベレージ • Errors : エラーイベントの数後から情報取るのは困難、、コマンドだけだと対象が多すぎて全部見れない、、

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• Rate : =Throughput, 秒間リクエスト数, 秒間PV数 • Error Rate : エラー率, 5xxとか • Duration : =ResponseTime, %ile評価が一般的 • リソース監視（USE）http://www.brendangregg.com/usemethod.html • Utilization : 使用率 E.g. CPU使用率 • Saturation : 飽和度, どれくらいキューに詰まっているか E.g. ロードアベレージ • Errors : エラーイベントの数メトリクス監視はPrometheusでできる後から情報取るのは困難、、コマンドだけだと対象が多すぎて全部見れない、、

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マスタータイトルの書式設定 9 性能改善の営み @K8s の準備 Prometheusで最低限監視しておきたい項目 9 種別監視対象
メトリクス How 観点サービス監視 RED Jmeter クライアント側 Throughput ResponseTime Error% Jmeterのメトリクスを収集 BackendListner->InfluxDB->Grafana 試験の性能目標に対して達成しているかどうかシステム側 Throughput ResponseTime Error% Istioのテレメトリ機能で各serviceのメトリクスを収集現状、評価よりは解析用途（SLOを達成しているかどうか？）リソース監視 USE Node CPU/Memory/NW/Disk 使用量 NodeExporterをDaemonSetとして配置し収集各Nodeのリソース上限に抵触していないか Pod/Container CPU/Memory使用量 cAdvisorにて収集 (Kubeletバイナリに統合されているので scrapeの設定のみでOK) Limitsに抵触していないか急に死んでいないか • これに加え主要なMWのメトリクスも見ておきたい • Nginx / MySQL / MongoDB • さらに管理リソースの監視も必要のはず • K8s, Istioのコントロールプレーン • kubelet, kube-proxy, envoy トラブル事例含めて調査中

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マスタータイトルの書式設定 11 • Observabilityの3柱 • Metrics→Done by Prometheus •
Logging→Loki • 重要性：基本的に永続化されない。kubectl logsじゃきついトラシューしたいときに残っているようにしたい • Tracing→ • 重要性：MSA数珠つなぎでややこしい E2Eで遅くても原因のサービスにたどり着けない 11 https://peter.bourgon.org/blog/2017/02/21/metrics- tracing-and-logging.html トラブル事例含めて調査中トラブル事例含めて調査中性能改善の営み @K8s の準備監視以外に必要なモノ

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マスタータイトルの書式設定 12 性能改善の営み @K8s の準備 12 Test Environment Prometheus
Logging sock-shop istio-system monitoring jmeter Metrics Tracing 負荷がけサンプルアプリ Grafana

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マスタータイトルの書式設定 13 性能改善の営み @K8s の準備負荷がけ準備 13 • 負荷がけクライアントもK8sにデプロイしたい
• とりあえずJmeterで探してみる • Jmeter Operator発見 https://github.com/kubernauts/jmeter-operator • Operatorが割とCPUを食うので一旦Operatorはやめて、Deploymentだけに PodのCPU使用率

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マスタータイトルの書式設定 14 性能改善の営み @K8s の準備 14 Test Environment Prometheus
Logging sock-shop istio-system monitoring jmeter Metrics Tracing 負荷がけサンプルアプリ Grafana

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マスタータイトルの書式設定 16 試験実施 16 • シナリオ • 登録済みのユーザによる、ソックス購入シナリオ •
jmeterシナリオ https://github.com/kashinoki38/microservices-demo/blob/master/deploy/kubernetes/manifests- loadtest/scenario.jmx • シナリオフロー https://github.com/kashinoki38/microservices- demo/blob/master/deploy/kubernetes/loadtests/scenario-definition.xlsx

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マスタータイトルの書式設定 17 試験実施 – shot1 17 • 目標負荷：100tps(Transaction =
PV) • 未達 Jmeter実行結果

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マスタータイトルの書式設定 18 試験実施 – shot1 Node1台のCPUがサチっている 18 • NodeのCPU使用率を確認すると1台の使用率がサチっている
NodeのCPU使用率

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マスタータイトルの書式設定 19 試験実施 – shot1 Node1台のCPUがサチっている 19 • NodeのCPU使用率を確認すると1台の使用率がサチっている
ノードを追加後から思えばpodのノード偏りもあった NodeのCPU使用率

18.

PV) • 達成 Jmeter実行結果

19.

PV) • 未達 • Topページが大幅に遅延 Jmeter実行結果

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PV) • 未達 • Topページが大幅に遅延 • 解析 • front-end podのContainerのCPU使用量がLimits付近 front-end containerのCPU使用量 TopのJmeterレスポンスタイム

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PV) • 未達 • Topページが大幅に遅延 • 解析 • front-end podのContainerのCPU使用量がLimits付近 • front-end→catalogueのoutgoing request durationが遅い Istio Workload front-end

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PV) • 未達 • Topページが大幅に遅延 • 解析 • front-end podのContainerのCPU使用量がLimits付近 • front-end→catalogueのoutgoing request durationが遅い • catalogueのRequest Durationが遅い Istio Workload front-end Istio Workload catalogue

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PV) • 未達 • Topページが大幅に遅延 • 解析 • front-end podのContainerのCPU使用量がLimits付近 • front-end→catalogueのoutgoing request durationが遅い • catalogueのRequest Durationが遅い • catalogue containerがrestartしている時間でJmeterのレスポンスが遅延 not ready catalogue containerのCPU使用率 TopのJmeterレスポンスタイム catalogue container ready数 catalogue container restart

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PV) • 未達 • Topページが大幅に遅延 • 解析 • front-end podのContainerのCPU使用量がLimits付近 • front-end→catalogueのoutgoing request durationが遅い • catalogueのRequest Durationが遅い • catalogue containerがrestartしている時間でJmeterのレスポンスが遅延 • catalogue containerがrestartしている時間でnpm ERR! 頻発 catalogue podのログ

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PV) • 未達 • Topページが大幅に遅延 • 解析 • front-end podのContainerのCPU使用量がLimits付近 • front-end→catalogueのoutgoing request durationが遅い • catalogueのRequest Durationが遅い • catalogue containerがrestartしている時間でJmeterのレスポンスが遅延 • catalogue containerがrestartしている時間でnpm ERR! 頻発 • ボトルネック仮説 • front-endのCPU枯渇 → Podを増設、プロファイリング • catalogueの遅延＋エラー頻発 → 詳細解析（How?）

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PV) • 未達 • Topページが大幅に遅延 • 解析 • front-end podのContainerのCPU使用量がLimits付近 • front-end→catalogueのoutgoing request durationが遅い • catalogueのRequest Durationが遅い • catalogue containerがrestartしている時間でJmeterのレスポンスが遅延 • catalogue containerがrestartしている時間でnpm ERR! 頻発 • ボトルネック仮説 • front-endのCPU枯渇 → Podを増設、プロファイリング • catalogueの遅延＋エラー頻発 → 詳細解析（How?）力尽きた

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マスタータイトルの書式設定 29 今後の改善事項 29 • まとめ • Sock Shopに対して最低限のリソースとサービスメトリクスを評価する基盤作った
• 作業途中のものは随時ここに →https://github.com/kashinoki38/microservices-demo/tree/master/deploy/kubernetes • とりあえず性能改善の営みをなんとなく回せる • 改善事項 • ボトルネック情報の蓄積←ぜひ教えて下さい！ • 試験実施改善 • 自動化 • シナリオのバージョン管理＋試験結果との紐付け • 詳細な解析 • MWリソース、プロファイリングの差し込み方 • Jaeger, Kiali, Lokiの有効活用

Kubernetes環境に対する性能試験

Kubernetes環境に対する性能試験

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マスタータイトルの書式設定 1 Kubernetes環境に対する性能試験 2020/06/30 Kubernetes Novice Tokyo #2

マスタータイトルの書式設定 2 Agenda • 自己紹介 • 概要 • デモアプリと実施していること

マスタータイトルの書式設定 3 自己紹介 3 • 某SIer勤務 • 業務：性能全般幅広く（プリセールス

マスタータイトルの書式設定 4 概要デモアプリと実施していること 4 • Sock Shop •

マスタータイトルの書式設定 5 概要性能試験のための基盤 5 Test Environment Prometheus Logging

マスタータイトルの書式設定 6 性能改善の営み @K8s の準備性能評価の理解 6 • サービス監視（RED）

マスタータイトルの書式設定 7 性能改善の営み @K8s の準備性能評価の理解 7 • サービス監視（RED）

マスタータイトルの書式設定 8 性能改善の営み @K8s の準備性能評価の理解 8 • サービス監視（RED）

マスタータイトルの書式設定 9 性能改善の営み @K8s の準備 Prometheusで最低限監視しておきたい項目 9 種別監視対象

マスタータイトルの書式設定 11 • Observabilityの3柱 • Metrics→Done by Prometheus •

マスタータイトルの書式設定 12 性能改善の営み @K8s の準備 12 Test Environment Prometheus

マスタータイトルの書式設定 13 性能改善の営み @K8s の準備負荷がけ準備 13 • 負荷がけクライアントもK8sにデプロイしたい

マスタータイトルの書式設定 14 性能改善の営み @K8s の準備 14 Test Environment Prometheus

マスタータイトルの書式設定 16 試験実施 16 • シナリオ • 登録済みのユーザによる、ソックス購入シナリオ •

マスタータイトルの書式設定 17 試験実施 – shot1 17 • 目標負荷：100tps(Transaction =

マスタータイトルの書式設定 18 試験実施 – shot1 Node1台のCPUがサチっている 18 • NodeのCPU使用率を確認すると1台の使用率がサチっている

マスタータイトルの書式設定 19 試験実施 – shot1 Node1台のCPUがサチっている 19 • NodeのCPU使用率を確認すると1台の使用率がサチっている

マスタータイトルの書式設定 20 試験実施 – shot2 20 • 目標負荷：100tps(Transaction =

マスタータイトルの書式設定 21 試験実施 – shot3 21 • 目標負荷：150tps(Transaction =

マスタータイトルの書式設定 22 試験実施 – shot3 22 • 目標負荷：150tps(Transaction =

マスタータイトルの書式設定 23 試験実施 – shot3 23 • 目標負荷：150tps(Transaction =

マスタータイトルの書式設定 24 試験実施 – shot3 24 • 目標負荷：150tps(Transaction =

マスタータイトルの書式設定 25 試験実施 – shot3 25 • 目標負荷：150tps(Transaction =

マスタータイトルの書式設定 26 試験実施 – shot3 26 • 目標負荷：150tps(Transaction =

マスタータイトルの書式設定 27 試験実施 – shot3 27 • 目標負荷：150tps(Transaction =

マスタータイトルの書式設定 28 試験実施 – shot3 28 • 目標負荷：150tps(Transaction =

マスタータイトルの書式設定 29 今後の改善事項 29 • まとめ • Sock Shopに対して最低限のリソースとサービスメトリクスを評価する基盤作った