Siapkan router sel tanpa server untuk arsitektur berbasis sel

Mian Tariq dan Ioannis Lioupras, Amazon Web Services

Ringkasan

Sebagai titik masuk ke sistem aplikasi berbasis sel global, router sel bertanggung jawab untuk secara efisien menugaskan pengguna ke sel yang sesuai dan menyediakan titik akhir kepada pengguna. Router sel menangani fungsi seperti menyimpan user-to-cell pemetaan, memantau kapasitas sel, dan meminta sel baru bila diperlukan. Penting untuk menjaga fungsionalitas router sel selama potensi gangguan.

Kerangka desain router sel dalam pola ini berfokus pada ketahanan, skalabilitas, dan pengoptimalan kinerja secara keseluruhan. Pola ini menggunakan perutean statis, di mana klien menyimpan titik akhir cache saat login awal dan berkomunikasi langsung dengan sel. Decoupling ini meningkatkan ketahanan sistem dengan membantu memastikan fungsionalitas aplikasi berbasis sel yang tidak terganggu selama gangguan router sel.

Pola ini menggunakan AWS CloudFormation template untuk menyebarkan arsitektur. Untuk detail tentang apa yang diterapkan template, atau untuk menerapkan konfigurasi yang sama dengan menggunakan AWS Management Console, lihat bagian Informasi tambahan.

Prasyarat dan batasan

Prasyarat

Versi produk

Arsitektur

Diagram berikut menunjukkan desain tingkat tinggi dari router sel.

Diagram langkah-langkah melalui alur kerja berikut:

Saat sel baru dibuat, RoutingDB akan diperbarui dari layer Provision and Deploy. Namun, proses itu berada di luar cakupan pola ini. Untuk ikhtisar bangunan desain arsitektur berbasis sel dan detail tentang desain router sel yang digunakan dalam pola ini, lihat bagian Informasi tambahan.

Alat

Layanan AWS

Alat-alat lainnya

Repositori kode

Kode untuk pola ini tersedia di repositori GitHub Serverless-Cell-Router.

Praktik terbaik

Untuk praktik terbaik saat membangun arsitektur berbasis sel, lihat panduan Well-Architected AWS berikut:

Epik

git clone https://github.com/aws-samples/Serverless-Cell-Router/

aws s3api create-bucket --bucket <bucket name> --region eu-central-1 --create-bucket-configuration LocationConstraint=eu-central-1

zip -j mapper-scr.zip Functions/Mapper.py
zip -j dispatcher-scr.zip Functions/Dispatcher.py
zip -j scaler-scr.zip Functions/Scaler.py
zip -j cp validator-scr.zip Functions/Validator.py
zip -j dynamodbDummyData-scr.zip Functions/DynamodbDummyData.py

aws s3 cp mapper-scr.zip s3://<bucket name>
aws s3 cp dispatcher-scr.zip s3://<bucket name>
aws s3 cp scaler-scr.zip s3://<bucket name>
aws s3 cp validator-scr.zip s3://<bucket name>
aws s3 cp dynamodbDummyData-scr.zip s3://<bucket name>

aws cloudformation create-stack --stack-name serverless.cell-router \
--template-body file://Serverless-Cell-Router-Stack-v10.yaml \
--capabilities CAPABILITY_IAM \
--parameters ParameterKey=LambdaFunctionMapperS3KeyParameterSCR,ParameterValue=mapper-scr.zip \
ParameterKey=LambdaFunctionDispatcherS3KeyParameterSCR,ParameterValue=dispatcher-scr.zip \
ParameterKey=LambdaFunctionScalerS3KeyParameterSCR,ParameterValue=scaler-scr.zip \
ParameterKey=LambdaFunctionAddDynamoDBDummyItemsS3KeyParameterSCR,ParameterValue=dynamodbDummyData-scr.zip \
ParameterKey=LambdaFunctionsS3BucketParameterSCR,ParameterValue=<S3 bucket storing lambda zip files> \
ParameterKey=CognitoDomain,ParameterValue=<Cognito Domain Name> \
--region <enter your aws region id, e.g. "eu-central-1">

curl -X POST \
-H "Authorization: Bearer {User id_token}" \
https://xxxxxx.execute-api.eu-central-1.amazonaws.com/Cell_Router_Development/cells

curl -X POST \
-H "Authorization: Bearer {User id_token}" \
https://xxxxxxxxx.execute-api.eu-central-1.amazonaws.com/Cell_Router_Development/mapper

Sumber daya terkait

Referensi

Video

Physalia: Arsitektur Berbasis Sel untuk Memberikan Ketersediaan Lebih Tinggi di Amazon EBS

https://www.youtube-nocookie.com/embed/6Iknq? RZMFic kontrol=0

Informasi tambahan

Tempat desain arsitektur berbasis sel

Meskipun pola ini berfokus pada router sel, penting untuk memahami seluruh lingkungan. Lingkungan disusun menjadi tiga lapisan diskrit:

Setiap lapisan mempertahankan fungsionalitas bahkan jika terjadi gangguan yang mempengaruhi lapisan lain. Akun AWS berfungsi sebagai batas isolasi kesalahan.

Diagram berikut menunjukkan lapisan pada tingkat tinggi. Lapisan Cell dan layer Provision and Deploy berada di luar cakupan pola ini.

Untuk informasi selengkapnya tentang arsitektur berbasis sel, lihat Mengurangi Lingkup Dampak dengan Arsitektur Berbasis Sel: Perutean sel.

Pola desain cell-router

Router sel adalah komponen bersama di seluruh sel. Untuk mengurangi dampak potensial, penting bagi lapisan Routing untuk menggunakan desain yang sederhana dan dapat diskalakan secara horizontal yang setipis mungkin. Berfungsi sebagai titik masuk sistem, lapisan Routing hanya terdiri dari komponen yang diperlukan untuk secara efisien menetapkan pengguna ke sel yang sesuai. Komponen dalam lapisan ini tidak terlibat dalam pengelolaan atau pembuatan sel.

Pola ini menggunakan routing statis, yang berarti bahwa klien cache endpoint pada login awal dan kemudian membangun komunikasi langsung dengan sel. Interaksi berkala antara klien dan router sel dimulai untuk mengkonfirmasi status saat ini atau mengambil pembaruan apa pun. Decoupling yang disengaja ini memungkinkan operasi tanpa gangguan untuk pengguna yang ada jika terjadi downtime router sel, dan menyediakan fungsionalitas dan ketahanan berkelanjutan dalam sistem.

Dalam pola ini, router sel mendukung fungsionalitas berikut:

Untuk lebih memahami router sel demonstrasi yang diatur oleh AWS CloudFormation template, tinjau komponen dan langkah berikut:

Anggapannya adalah bahwa lapisan Provision dan Deploy sudah ditetapkan. Detail implementasinya berada di luar cakupan artefak ini.

Karena komponen ini diatur dan dikonfigurasi oleh AWS CloudFormation template, langkah-langkah berikut disajikan pada tingkat deskriptif dan tinggi. Asumsinya adalah Anda memiliki AWS keterampilan yang diperlukan untuk menyelesaikan pengaturan dan konfigurasi.

1. Siapkan dan konfigurasikan kumpulan pengguna Amazon Cognito

Masuk ke AWS Management Console, dan buka konsol Amazon Cognito di. https://console.aws.amazon.com/cognito/ Siapkan dan konfigurasikan kumpulan pengguna Amazon Cognito bernamaCellRouterPool, dengan integrasi aplikasi, UI yang dihosting, dan izin yang diperlukan.

2. Siapkan dan konfigurasikan API Gateway API untuk router sel

Buka konsol API Gateway di https://console.aws.amazon.com/apigateway/. Siapkan dan konfigurasikan API bernamaCellRouter, menggunakan otorisasi Amazon Cognito yang terintegrasi dengan kumpulan pengguna Amazon Cognito. CellRouterPool Menerapkan elemen-elemen berikut:

3. Buat tabel DynamoDB

Buka konsol DynamoDB https://console.aws.amazon.com/dynamodb/di, dan buat tabel DynamoDB standar yang disebut dengan konfigurasi berikut: tbl_router

Pada tab Indeks, buat indeks sekunder global yang disebutmarketId-currentCapacity-index. Fungsi Scaler Lambda akan menggunakan indeks untuk melakukan pencarian efisien untuk sel dengan jumlah pengguna yang ditugaskan terendah.

Buat struktur tabel dengan atribut berikut:

4. Buat dan konfigurasikan antrian SQS

Buka konsol Amazon SQS di https://console.aws.amazon.com/sqs/, dan buat antrean SQS standar yang disebut dikonfigurasi dengan enkripsi kunci CellProvisioning Amazon SQS.

5. Menerapkan Orkestrator

Kembangkan alur kerja Step Functions Orchestrator untuk berfungsi sebagai router. Alur kerja dapat dipanggil melalui API router sel. Alur kerja mengeksekusi fungsi Lambda yang ditunjuk berdasarkan jalur sumber daya. Integrasikan fungsi langkah dengan API Gateway API untuk router selCellRouter, dan konfigurasikan izin yang diperlukan untuk menjalankan fungsi Lambda.

Diagram berikut menunjukkan alur kerja. Status pilihan memanggil salah satu fungsi Lambda. Jika fungsi Lambda berhasil, alur kerja berakhir. Jika fungsi Lambda gagal, status gagal dipanggil.

6. Menerapkan fungsi Lambda

Menerapkan DispatcherMapper,,Scaler, dan Validator fungsi. Saat Anda mengatur dan mengonfigurasi setiap fungsi dalam demonstrasi, tentukan peran untuk fungsi tersebut dan tetapkan izin yang diperlukan untuk melakukan operasi yang diperlukan pada tabel DynamoDB. tbl_router Selain itu, integrasikan setiap fungsi ke dalam alur kerjaOrchestrator.

Fungsi dispatcher

DispatcherFungsi ini bertanggung jawab untuk mengidentifikasi dan menetapkan sel statis tunggal untuk setiap pengguna terdaftar baru. Ketika pengguna baru mendaftar dengan aplikasi global, permintaan masuk ke Dispatcher fungsi. Fungsi memproses permintaan dengan menggunakan kriteria evaluasi yang telah ditentukan seperti berikut:

OrchestratorMemanggil fungsi Dispatcher untuk menetapkan pengguna ke sel. Dalam fungsi demo ini, nilai pasar adalah parameter statis yang didefinisikan sebagaieurope.

DispatcherFungsi menilai apakah sel sudah ditetapkan ke pengguna. Jika sel sudah ditetapkan, Dispatcher fungsi mengembalikan titik akhir sel. Jika tidak ada sel yang ditetapkan ke pengguna, fungsi akan mencari sel dengan jumlah pengguna paling sedikit, menetapkannya ke pengguna, dan mengembalikan titik akhir. Efisiensi permintaan pencarian sel dioptimalkan dengan menggunakan indeks sekunder global.

Fungsi pemetaan

MapperFungsi mengawasi penyimpanan dan pemeliharaan user-to-cell pemetaan dalam database. Sel tunggal dialokasikan untuk setiap pengguna terdaftar. Setiap sel memiliki dua yang berbeda URLs —satu untuk setiap Wilayah AWS. Berfungsi sebagai titik akhir API yang dihosting di API Gateway, ini URLs berfungsi sebagai titik masuk ke aplikasi global.

Ketika Mapper fungsi menerima permintaan dari aplikasi klien, ia menjalankan query pada tbl_router tabel DynamoDB untuk mengambil user-to-cell pemetaan yang terkait dengan ID email yang disediakan. Jika menemukan sel yang ditetapkan, Mapper fungsi segera menyediakan dua URLs sel. MapperFungsi ini juga secara aktif memantau perubahan pada sel URLs, dan memulai pemberitahuan atau pembaruan ke pengaturan pengguna.

Fungsi scaler

ScalerFungsi ini mengelola kapasitas residu sel. Untuk setiap permintaan pendaftaran pengguna baru, Scaler fungsi menilai kapasitas sel yang tersedia dari Dispatcher fungsi yang ditetapkan untuk pengguna. Jika sel telah mencapai batas yang telah ditentukan sesuai dengan kriteria evaluasi yang ditentukan, fungsi akan memulai permintaan melalui antrian Amazon SQS ke lapisan Penyediaan dan Penerapan, meminta penyediaan dan penerapan sel baru. Penskalaan sel dapat dijalankan berdasarkan serangkaian kriteria evaluasi seperti berikut:

ScalerKode demonstrasi dijalankan oleh Orchestrator setelah Dispatcher berhasil menetapkan sel ke pengguna yang baru terdaftar. Setelah menerima ID sel dari ScalerDispatcher, mengevaluasi apakah sel yang ditunjuk memiliki kapasitas yang memadai untuk mengakomodasi pengguna tambahan, berdasarkan kriteria evaluasi yang telah ditentukan. Jika kapasitas sel tidak mencukupi, Scaler fungsi akan mengirimkan pesan ke layanan Amazon SQS. Pesan ini diambil oleh layanan dalam layer Provision and Deploy, memulai penyediaan sel baru.

Fungsi validator

ValidatorFungsi mengidentifikasi dan menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan akses sel. Saat pengguna masuk ke aplikasi global, aplikasi mengambil sel URLs dari pengaturan profil pengguna dan merutekan permintaan pengguna ke salah satu dari dua Wilayah yang ditetapkan di dalam sel. Jika URLs tidak dapat diakses, aplikasi dapat mengirimkan permintaan URL validasi ke router sel. Router sel Orchestrator memanggil file. Validator ValidatorMemulai proses validasi. Validasi mungkin mencakup, di antara pemeriksaan lainnya, yang berikut:

Kesimpulannya, Validator fungsi memberikan tanggapan terhadap permintaan aplikasi klien, memberikan status validasi bersama dengan langkah-langkah remediasi yang diperlukan.

ValidatorIni dirancang untuk meningkatkan pengalaman pengguna. Pertimbangkan skenario di mana pengguna tertentu mengalami kesulitan mengakses aplikasi global karena insiden menyebabkan sel untuk sementara tidak tersedia. Alih-alih menyajikan kesalahan umum, Validator fungsi ini dapat memberikan langkah-langkah remediasi instruktif. Langkah-langkah ini mungkin termasuk tindakan berikut:

Kode demo untuk Validator fungsi memverifikasi bahwa sel yang disediakan pengguna URLs dalam permintaan cocok dengan catatan yang disimpan dalam tabel. tbl_router ValidatorFungsi ini juga memeriksa apakah sel-sel sehat.