Algolia借助NGINX和OpenResty实现搜索流量负载均衡

为了解决负载分布不均匀导致的高延迟问题，SaaS Web 搜索产品 Algolia 将其基础设施的 DNS 轮询负载均衡模型换掉了。他们引入了NGINX和 OpenResty 作为软件负载均衡器，Redis 使用自定义的 Go 程序来管理后端服务器列表。这个解决方案在 Algolia 的基础设施之上提供了一个新的抽象层。InfoQ 联系了 Algolia 站点可靠性工程师Paul Berthaux，了解更多关于这个做法的信息。

Algolia“应用”有 3 个服务器集群和分布式搜索网络（DSN）服务器，后者提供搜索查询服务。DSN 在功能上类似于内容交付网络接入点（POP），因为它们从离用户最近的地方提供数据。每个应用都有一个 DNS 记录。Algolia 的 DNS 配置使用了多个顶级域名（TLD），并且为了获得弹性使用了两个 DNS 提供商。此外，每个应用的 DNS 记录都被配置为以轮询方式返回 3 个集群服务器的 IP 地址。这是试图将负载分布到集群中的所有服务器上。搜索集群的常见用例是通过前端应用程序或移动应用程序。然而，一些客户也有访问搜索 API 的后端应用程序。后一种情况会造成负载不均，因为所有请求都将到达同一服务器，直到特定服务器的 DNS 生存时间（TTL）到期为止。

Algolia 的一个应用在黑色星期五（Black Friday）搜索量很大时，搜索速度变得很慢。这导致了查询的不均匀分布。团队瞄准了 NGINX 作为客户端应用程序和应用服务器之间的软件负载均衡器。虽然这确实解决了负载分配的一般问题，但是仍然存在使该设置具有通用性和自动化操作的问题。团队选择了OpenResty，它为 NGINX 中的请求-响应生命周期提供Lua脚本支持。使用这个模型，NGINX 可以根据客户“了解到”将请求发送到哪个后端服务器。此信息缓存在 Redis 中。一个名为 lb-helper 的自定义 Go 守护进程从内部 API 获取服务器列表。

在回答是否可以使 Redis 缓存失效的问题时，Berthaux 解释说，他们这样做是“使用了内部公开的用于维护目的的 lib -helper 中的 API 端点”。如果团队必须删除大量的后端服务器，并且不希望 LB 客户端在响应时间上有任何差异，那么就可能需要这样做。

图片来自：https://blog.algolia.com/one-year-load-balancing/，已获授权。

通过此更改，负载均衡器可能成为单点故障。Berthaux 解释了为什么现在还不用担心：

为了获得弹性，我们运行着多个LB——LB的选择是通过轮询DNS。目前，这没有问题，因为与我们的搜索API服务器相比，LB执行非常简单的任务，所以我们不需要在它们之间进行均匀的负载均衡。也就是说，我们有一些非常长期的计划，从轮询DNS转移到基于Anycast路由的东西。

lb-helper 还负责从列表中删除不健康的服务器。按照 Berthaux 的说法：

NGINX/OpenResty中嵌入了对上游故障的检测以及针对不同上游流的重试功能。我使用OpenResty中的log_by_lua指令和一些自定义的Lua代码进行失败计数，从活动Redis条目中删除失败的上游，并在连续10次失败后向lib -helper发出警告。我设置了这个故障阈值，以避免短时自解“事件（incident）”（如准时丢包）中很多不必要的事件（event）。这样，lb-helper将探测失败的上游FQDN，并在它恢复后将其放回Redis中。

通过此更改，Algolia 的搜索负载趋于平稳。他们目前正在进一步改进负载均衡算法。

查看英文原文：Load Balancing Search Traffic at Algolia With NGINX and OpenResty