Архітектура веб-додатків для кластера Kubernetes на хмарній платформі Google із горизонтальним автоматичним масштабуванням

У статті розглянуто архітектуру Веб-додатку із розподіленням компонентів додатку на 2 шари, пов’язаних системою передачі повідомлень, та використанням балансування навантаження за допомогою горизонтального масштабування у хмарному кластері Kubernetes з використанням інформації про довжину черги, що дозволяє збільшити ефективність використовуваних ресурсів в системі. Актуальність теми зумовлена поширенням використання різних веб-сервісів та веб-додатків, через що зростає навантаження на них, що в свою чергу може призвести до затримок у роботі або навіть виходу з ладу цих сервісів. А тому стають вкрай важливими питання створення надійних, відмовостійких та спроможних до масштабування систем. Якщо навантаження є більшим, ніж система або сервіс може витримати, то це може спричинити відмову в обслуговуванні або припинення роботи сервісу. Також навантаження може нерівномірнорозподілятися на сервіси протягом певного проміжку часу, а тому, навіть, якщо система матиме достатньо ресурсів, щоб витримувати високе навантаження, то в періоди низького навантаження ці ресурси не будуть використовуватися, а з цього випливають проблеми неефективного використання ресурсів, а також перевитрата коштів. Запропонованусистему було розгорнуто в хмарному середовищі Google Cloud. Компоненти серверної частини Веб-додатку групуються на 2 шари. Мікросервісні компоненти першого шару проводять розбір HTTP запитів клієнтів та передають повідомлення на компоненти другого шару із використанням системи передачі повідомлень Google Pub-Sub. На компоненти другого шару пропонується виносити всі відносно «важкі» операції. Для чисельного експерименту було реалізовано систему із використанням алгоритмом горизонтального масштабування мікросервісів на основі поточної кількості повідомленьу черзі. Було виконано навантажувальне тестування системи, яке показало, що створена система здатна оброблювати більш, ніж у 2 рази більшу кількість запитів за однаковий проміжок часу порівняно з системою без масштабування. Бібл. 6, іл. 7, табл. 1.