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入門Envoy

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December 10, 2020

 入門Envoy

社内エンジニアカンファレンスで発表したものです

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Kurochan

December 10, 2020
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Transcript

  1. 黒崎 優太 • 株式会社サイバーエージェント
 Dynalyst 開発責任者 • 業務は Scala +

    AWSが中⼼ • イラスト図解でよくわかる ITインフラの基礎知識 •書きました • ⾃宅サーバなどが好きです @kuro_m @kurochan
  2. Envoyに対する誤解 • EnvoyとIstioは同じですか? • いいえ、違います (役割違い) • Envoyはサービスメッシュですか? • いいえ、違います

    (Envoyだけでは成⽴しない) • Envoyはマイクロサービスですか? • いいえ、違います (Envoy⾃⾝はサービスではない) • Envoyとは何者なのか • いろんなところで単語は聞くけれど…
  3. Envoyとは? • OSSのL /L プロキシ • 「モダンなサービス指向アーキテクチャ」向け • 「ユニバーサルデータプレーン」を⽬指して開発されている •

    パフォーマンスに優れ、拡張性が⾼く、API経由でコントロール可能なプロキシ • C++で書かれているらしい, ⼿元でビルドしてみたら1時間以上掛かった https://www.envoyproxy.io/docs/envoy/latest/intro/what_is_envoy
  4. Envoyのユースケース • Edge Proxy • 外部(インターネット)との境界に設置する • API Gatewayのようなものとしても •

    サービスやInternal Proxyにトラフィックをロードバランシング/転送する • Internal Proxy • 内部での通信をロードバランシング/転送する • Egress Proxy • 外向きのトラフィックをプロキシする(後述)
  5. 各種プロトコル対応 • HTTP( . / ) • gRPC • AWS

    Lambda, DynamoDB • Kafka • MySQL • Postgres • Redis • Thrift • ZooKeeeper
  6. ロードバランシング • Random • Weighted round robin • Weighted least

    connection • Ring Hash • Maglev • 昔紹介記事を書きました • https://www.slideshare.net/kuro_m /maglev-a-fast-and-reliable-software-network- load-balancer
  7. Dynamic Configuration • 動的に設定を変更することができる • 今まで紹介したのは設定ファイルによる静的な設定⽅法 • Dynamic from filesystem

    • ファイルの変更を監視して⾃動で反映 • 外部から設定変更するアプリケーションが作りやすい • Dynamic from control plane • gRPC streamingで管理サーバと通信して
 リアルタイムに設定変更可能(xDS protocol) • これが特徴的(後述)
  8. サービスメッシュを導⼊する動機 • 機能ごとにサービスを分割し、サービス間が通信で連携することによりシステム全体を 構築する(サービス指向アーキテクチャ) • サービスの単位が⼩さくなるとマイクロサービスアーキテクチャ • サービスが分割されると通信が発⽣するため考えることが増える • 通信先のリストが欲しい(サービスディスカバリ)

    • サービス間の通信の流れをトラッキングしたい(分散トレーシング) • 障害時に影響範囲を⼩さくしたい(サーキットブレーカー) • 負荷分散したい(ロードバランシング) • などなど • ⾃前で実装していたら⼤変なので全てProxyを挟んで透過的に、
 しかも⾃動で設定変更の反映をしてほしい => Envoy登場
  9. D-planeが⾏うべきこと • サービスディスカバリ • バックエンド(upstream)の転送先は? • ヘルスチェック • 転送先は⽣きているのか? •

    ルーティング • どのリクエストをどのバックエンドに転送する? • ロードバランシング • 認証/認可 • JWTの検証やTLSの終端など • mTLSを⽤いてサービスメッシュ内のトラフィックを
 暗号化 + 認証/認可することも • 可観測性(Observability) • 各種メトリクス, トレーシング, ロギングなど
  10. Envoyを導⼊することになった動機 • 広告⼊札価格決定の機械学習の推論部分を外部サービス化することになった • データサイエンティストが増えてきてA/Bテストをたくさん回すようになった • サービスとして切り離してA/Bテストをたくさん回しやすいようにしたい • データサイエンティストはScalaよりもPythonでロジック実装できたほうが嬉しい •

    ⾼パフォーマンスが要求される • ms程度でレスポンスしてほしいのでサービス間で直接通信させたい • きちんとトラフィックをモニタリングしたい • サーキットブレーカーが欲しい • => サービスメッシュが向いてそう • 検証中
  11. AWS App Mesh • AWSのサービスメッシュのマネージド サービス • EC , ECS,

    EKSでサポートされている • Envoyのことを知らなくても使えるように抽象化されて提供されている印象 • ⾃分の場合は抽象化されていると逆に挙動が気になってしまうため今回の発表に⾄る • 実務上はEnvoyのことをほぼ意識することなく使えて便利 • AWS X-Rayでトレーシング可能
  12. C-plane • AWS App Meshのマネージド サービスとして提供 • サービスディスカバリはxDS APIを使う •

    AWS Cloud Map(サービスディスカバリのマネージド‧サービス)と連携できる • Amazon ECSを使っている場合は
 Cloud Map連携をオンにするだけで⾃動でコンテナが登録されて便利
  13. 原因 • 推論サーバとの通信にはgRPC(HTTP/ )を使っていた • Pythonをマルチプロセスで動かし、SO_REUSEPORTを使って
 コネクションごとの負荷分散をしていた • HTTP/ は1つのコネクションに複数のストリームを同時に流すことができる

    • Envoyはコネクションを有効活⽤するためにできるだけ多くのリクエストを1つの ストリームに流そうとする • Pythonは並列処理が苦⼿(GIL)なのでコネクション数が少ないと
 スループットが出しにくい • Envoyと推論サーバのコネクション数を増やせば解決しそう
  14. 対処 • EnvoyはデフォルトだとCPUのコア数と同じ数のワーカースレッドを⽣成する • EnvoyはHTTP/ において1つの宛先につきワーカー数以上のコネクションを貼 らない(ようにみえる, 要出典) • --concurrency

    を起動時にオプションで渡すことでスレッド数は変更可能 • App Mesh⽤の公式Envoyコンテナはオプションが変更できない • 起動スクリプトを改造しカスタムのEnvoyイメージを作成 • Feature requestしました: https://github.com/aws/aws-app-mesh-roadmap/issues/ • スループットは改善した • (あまり綺麗な解決ではないものの…)