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一文詳解SRE之SLI/SLO設定

運維 系統(tǒng)運維
SLI,全名Service Level Indicator,是服務等級指標的簡稱,它是衡定系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標。SLO,全名Sevice Level Objective,是服務等級目標的簡稱,也就是我們設定的穩(wěn)定性目標。

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1.什么是SLI/SLO

SLI,全名Service Level Indicator,是服務等級指標的簡稱,它是衡定系統(tǒng)穩(wěn)定性的指標。

SLO,全名Sevice Level Objective,是服務等級目標的簡稱,也就是我們設定的穩(wěn)定性目標。

簡單一句話:SLI 就是我們要監(jiān)控的指標,SLO 就是這個指標對應的目標。

如何選擇SLI

在系統(tǒng)中,常見的指標有很多種,比如:

  • 系統(tǒng)層面:CPU使用率、內存使用率、磁盤使用率等
  • 應用服務器層面:端口存活狀態(tài)、JVM的狀態(tài)等
  • 應用運行層面:狀態(tài)碼、時延、QPS、TPS以及連接數(shù)等
  • PASS層面:mysql、redis、kafka、mq和分布式文件儲存等組件的QPS、TPS、時延等。

這么多指標,應該如何選擇呢?只要遵從兩個原則就可以:

  • 選擇能夠標識一個主體是否穩(wěn)定的指標,如果不是這個主體本身的指標,或者不能標識主體穩(wěn)定性的,就要排除在外。
  • 優(yōu)先選擇與用戶體驗強相關或用戶可以明顯感知的指標。

我們可以直接套用 Google 的方法:VALET。VALET 是 5 個單詞的首字母,分別是 Volume、Availability、Latency、Error 和 Ticket。這 5 個單詞就是我們選擇 SLI 指標的 5 個維度。

Volume 容量(流量)

就是常說的QPS,TPS等。下圖是性能測試的拐點模型。

圖片

從圖中你可以發(fā)現(xiàn),并發(fā)用戶數(shù)處于輕壓力區(qū)時,響應時間平穩(wěn),吞吐量和并發(fā)用戶數(shù)線性相關。而當并發(fā)用戶數(shù)處于重壓力區(qū)時,系統(tǒng)資源利用率到達極限,吞吐量開始有下降的趨勢,響應時間也會略有上升。這個時候,再對系統(tǒng)增加壓力,系統(tǒng)就進入拐點區(qū),處于超負荷狀態(tài),吞吐量下降,響應時間大幅度上升。 所以我們在評估系統(tǒng)性能時通常需要做壓力測試,目的就是找到系統(tǒng)的“拐點”,從而知道系統(tǒng)的承載能力,也便于找到系統(tǒng)的瓶頸,持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)性能。

Availability 可用性

可用性是一個抽象的概念,你需要知道要如何來度量它,與之相關的概念是:MTBF 和 MTTR。

  • MTBF(Mean Time Between Failure)是平均故障間隔的意思,代表兩次故障的間隔時間,也就是系統(tǒng)正常運轉的平均時間。這個時間越長,系統(tǒng)穩(wěn)定性越高。
  • MTTR(Mean Time To Repair)表示故障的平均恢復時間,也可以理解為平均故障時間。這個值越小,故障對于用戶的影響越小。
  • 可用性與 MTBF 和 MTTR 的值息息相關,我們可以用下面的公式表示它們之間的關系:
  1. Availability = MTBF / (MTBF + MTTR) 

Latency 延遲

是說響應是否足夠快,這是一個會直接影響用戶訪問體驗的指標。但是這個還對系統(tǒng)資源有影響。這里區(qū)分成功請求和失敗請求很重要。

  • 復雜的高并發(fā)系統(tǒng)通常會有很多的系統(tǒng)模塊組成,同時也會依賴很多的組件和服務,比如說緩存組件,隊列服務等等。它們之間的調用最怕的就是延遲而非失敗,因為HTTP 500錯誤通常是瞬時的,可以通過重試的方式解決。
  • 調用某一個模塊或者服務發(fā)生比較大的延遲,調用方就會阻塞在這次調用上,它已經(jīng)占用的資源得不到釋放。當存在大量這種阻塞請求時,調用方就會因為用盡資源而掛掉。如果把HTTP 500回復的延遲也計算在內,可能會產(chǎn)生誤導性的結果。因此,監(jiān)控錯誤恢復的延遲是很重要的。

Error 錯誤

錯誤率有多少?這里除了 5xx 之外,我們還可以把 4xx 列進來,因為前面我們的服務可用性不錯,但是從業(yè)務和體驗角度,4xx 太多,用戶也是不能接受的。有時候還有隱式的失敗。比如http 200恢復中包含了錯誤內容,或者策略導致的失敗。比如我們要求超過一秒的請求就返回失敗,這樣超過一秒的請求都是失敗請求。當協(xié)議內部的錯誤碼不能表達全部的失敗情況時,可以利用其它信息,如內部協(xié)議,來跟蹤一部分特定故障情況。

Ticket 故障單

是否需要人工介入?如果一項工作或任務需要人工介入,那說明一定是低效或有問題的。舉一個我們常見的場景,數(shù)據(jù)任務跑失敗了,但是無法自動恢復,這時就要人工介入恢復;或者超時了,也需要人工介入,來中斷任務、重啟拉起來跑等等。

Tickets 的 SLO 可以想象成它的中文含義:門票。一個周期內,門票數(shù)量是固定的,比如每月 20 張,每次人工介入,就消耗一張,如果消耗完了,還需要人工介入,那就是不達標了。好,VALET 我們就講完了,怎么選 SLI 指標,你是不是一下子就清楚了??梢哉f,這是一個我們可以直接復用的工具。

SLO 方式計算

我們可以將多個SLO的百分數(shù)相乘,得到最后的SLO值。

  • SLO1:99.95% 狀態(tài)碼成功率
  • SLO2:90% Latency <= 80ms
  • SLO3:99% Latency <= 200ms
  • 直接用公式表示:
  1. Availability = SLO1 & SLO2 & SLO3 

2.案例:

本案例源自《SRE工作手冊》英文版第三章,講述的是家得寶(THD)公司在SRE轉型中如何使用VALET來定義SLO:家得寶又創(chuàng)建一個 VALET 應用程序,以存儲和報告 SLO 數(shù)據(jù)。由于 SLO 可以最好地用作趨勢工具,因此該服務每天、每周和每月對 SLO 進行跟蹤。請注意,我 SLO 是一種趨勢分析工具,可用于錯誤預算,但未直接連接到監(jiān)控系統(tǒng)。相反,家得寶仍舊有各種不同的監(jiān)控平臺,每個監(jiān)控平臺都有自己的報警。這些監(jiān)控系統(tǒng)每天匯總其 SLO ,并發(fā)布到 VALET 服務以進行趨勢分析。這種設置的缺點是,監(jiān)控系統(tǒng)中設置的警報閾值未與 SLO 集成在一起。但是,可以根據(jù)需要靈活地更改監(jiān)控系統(tǒng)。TPS 報告是第一個與 VALET 服務集成的系統(tǒng),到目前為止,家得寶的 VALET 與其各種本地應用程序平臺(在 VALET 中注冊的服務的一半以上)集成。

VALET 儀表板

VALET 儀表板如上圖所示,用于可視化和報告此數(shù)據(jù),并且相對簡單。它允許用戶:

  • 注冊新服務。這通常意味著將服務分配給一個或多個URL,這些URL可能已經(jīng)收集了VALET數(shù)據(jù)。
  • 為五個 VALET 類別中的任何一個設定 SLO 目標。
  • 在每個 VALET 類別下添加新的指標類型。例如,一項服務可以跟蹤 P99 的延遲,而另一項服務可以跟蹤 P90 (或兩者)的延遲。后端處理系統(tǒng)可以跟蹤每天的交易量(一天創(chuàng)建的購買訂單),而客戶服務前端可以跟蹤每秒的高峰交易。

VALET 儀表板使用戶可以立即報告許多服務的 SLO ,并以多種方式對數(shù)據(jù)進行切片和切塊。例如,一個團隊可以查看過去一周不滿足 SLO 的所有服務的統(tǒng)計信息。尋求查看服務性能的團隊可以查看所有服務及其所依賴服務的延遲。VALET 儀表板將數(shù)據(jù)存儲在簡單的Cloud SQL數(shù)據(jù)庫中,開發(fā)人員使用流行的 BI 工具來構建報告。這些報告成為開發(fā)人員采取新的最佳實踐的基礎:定期對其服務進行 SLO 審核(通常是每周或每月)。基于這些審查,開發(fā)人員可以創(chuàng)建操作項以將服務返回到其 SLO ,或者可以決定需要調整不切實際的 SLO。

將VALET應用于批處理應用

當圍繞 SLO 開發(fā)可靠的報告時,家得寶還發(fā)現(xiàn),只要對 VALET 稍作調整,就可以用在批處理應用程序上,如下所示:

  • 容量:處理的記錄量
  • 可用性:在一定時間內完成工作的頻率(以百分比為單位)
  • 延遲:作業(yè)運行所需的時間
  • 錯誤:無法處理的記錄
  • 故障單:操作員必須手動修復數(shù)據(jù)并重新處理作業(yè)的次數(shù)

3.總結:

根據(jù)上面的 SLI 和 SLO 設定標準示例,內容很直觀,需要你認真研上面的內容。請你嘗試按照上面的格式,制定一個自己所負責系統(tǒng)的 SLO。

本文轉載自微信公眾號「運維開發(fā)故事」,可以通過以下二維碼關注。轉載本文請聯(lián)系運維開發(fā)故事公眾號。

 

責任編輯:姜華 來源: 運維開發(fā)故事
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