阿里云系列（六）弹性伸缩

阿里云项目实战工程师

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想做好运维工作，人先要学会勤快；
居安思危，勤记而补拙，方可不断提高；
别人的资料用的再爽也是别人的；
自己总结的东西是你自身特有的一种思想与理念的展现；
精髓不是看出来的，精髓是记出来的；
请同学们在学习的过程中养成好的学习习惯；
勤于实践，抛弃教案，勤于动手，整理文档

概念定义

根据业务需求和策略设置伸缩规则，在业务需求增长时自动为您增加ECS实例以保证计算能力，在业务需求下降时自动减少ECS实例以节约成本。弹性伸缩不仅适合业务量不断波动的应用程序，同时也适合业务量稳定的应用程序。

功能概述
根据客户业务需求自动调整ECS实例数量
自动向负载均衡的后端服务器组中添加或移除相应的ECS实例。
自动向RDS访问白名单中添加或移除ECS实例的IP。
产品特点
随需应变：根据需求“恰到好处”地分配资源，无需提前预测需求变化，实时应对需求突增。
自动化：无需人工干预，自动创建和释放ECS实例，自动配置负载均衡和RDS访问白名单。
伸缩模式丰富：多模式兼容，可同时配置定时、动态、自定义、固定、健康模式，可通过API对接外在监控系统。
智能：智能调度云计算资源，应对各种复杂场景。
应用场景
某视频公司：春晚或每周五热门节目来临时，负载激增，需及时、自动扩展云计算资源。
某视频直播公司：业务负载变化难以预测，需要阿里云自动根据CPU利用率、应用负载、带宽利用率作为衡量指标进行弹性伸缩。
某游戏公司：每天中午12点及晚上6点到9点间需求增长，需要定时扩容。
某电商：在大促中，临时激增大量云服务器需求，需要在数分钟内实现从创建到可用。

名词解释

弹性伸缩
弹性伸缩是根据用户的业务需求和策略，自动调整其弹性计算资源的管理服务。其能够在业务增长时自动增加 ECS 实例，并在业务下降时自动减少 ECS 实例。
伸缩组
伸缩组是具有相同应用场景的 ECS 实例的集合。伸缩组定义了组内 ECS 实例数的最大值、最小值及其相关联的负载均衡实例和 RDS 实例等属性。
伸缩配置
伸缩配置定义了用于弹性伸缩的 ECS 实例的配置信息。
伸缩规则
伸缩规则定义了具体的扩展或收缩操作，例如加入或移出 N 个 ECS 实例。
伸缩活动
伸缩规则成功触发后，就会产生一条伸缩活动。伸缩活动主要用来描述伸缩组内 ECS 实例的变化情况。
伸缩触发任务
用于触发伸缩规则的任务，如定时任务、云监控的报警任务。
冷却时间
冷却时间是指，在同一伸缩组内，一个伸缩活动执行完成后的一段锁定时间。在这段锁定时间内，该伸缩组不执行其他的伸缩活动。

关系

伸缩组包含伸缩配置、伸缩规则、伸缩活动
伸缩配置、伸缩规则、伸缩活动依赖伸缩组的生命周期管理，删除伸缩组的同时会删除与伸缩组相关联的伸缩配置、伸缩规则和伸缩活动。
伸缩触发任务有定时任务、云监控报警任务等类型。
定时任务独立于伸缩组存在，不依赖伸缩组的生命周期管理，删除伸缩组不会删除定时任务
云监控报警任务独立于伸缩组存在，不依赖伸缩组的生命周期管理，删除伸缩组不会删除报警任务。

弹性伸缩效果示例

需要提前设置触发弹性伸缩的条件

弹性扩张

业务升级时，弹性伸缩会自动完成底层资源升级，避免访问延时和资源超负荷运行。

弹性伸缩

业务需求下降时，弹性伸缩为您自动完成底层资源释放，避免资源浪费。

弹性自愈

弹性伸缩提供健康检查功能，自动监控伸缩组内的ECS实例的健康状态，避免伸缩组内健康ECS实例低于设置的最小值

工作原理

创建好伸缩组、伸缩配置、伸缩规则、伸缩触发任务后，系统会自动化执行以下流程（以增加 ECS 实例为例）：

1 伸缩触发任务会按照各自触发生效的条件来触发伸缩活动。
- 云监控任务会实时监控伸缩组内 ECS 实例的性能，并根据用户配置的报警规则（如伸缩组内所有 ECS 实例的 CPU 平均值大于 60%）触发执行伸缩规则请求。
- 定时任务会根据用户配置的时间来触发执行伸缩规则请求。
- 可以根据自己的监控系统及相应的报警规则（如在线人数、作业队列）来触发执行伸缩规则请求。
- 健康检查任务会定期检查伸缩组和 ECS 实例的健康情况，如发现有不健康的 ECS 实例（如 ECS 为非 Running 状态）会触发执行移出该 ECS 实例的请求。

2 系统自动通过 ExecuteScalingRule 接口触发伸缩活动，并在该接口中指定需要执行的伸缩规则的阿里云资源唯一标识符（Ari）。
如果是用户自定义的任务，则需要用户在自己的程序中调用 ExecuteScalingRule 接口来实现。

3 根据步骤 2 传入的伸缩规则 Ari（Rule Ari）获取伸缩规则、伸缩组、伸缩配置的相关信息，并创建伸缩活动。

通过伸缩规则 Ari 查询伸缩规则以及相应的伸缩组信息，计算出需要增加的 ECS 实例数量，并获得需要配置的负载均衡和 RDS 信息。
通过伸缩组查询到相应的伸缩配置信息，即获得了需要创建的ECS实例的配置信息（CPU、内存、带宽等）。
根据需要增加的 ECS 实例数量、ECS 实例配置信息、需要配置的负载均衡实例和 RDS 实例创建伸缩活动。

4 在伸缩活动中，自动创建 ECS 实例并配置负载均衡和 RDS。
- 按照实例配置信息创建指定数量的 ECS 实例。
- 将创建好的 ECS 实例的内网 IP 添加到指定的 RDS 实例的访问白名单当中，将创建好的 ECS 实例添加到指定的负载均衡实例当中。

5 伸缩活动完成后，启动伸缩组的冷却功能。待冷却时间完成后，该伸缩组才能接收新的执行伸缩规则请求。

伸缩模式

定时模式：自定义自动伸缩发生的时间和频率，如每天 13：00增加 ECS 实例。
动态模式：基于云监控性能指标（如 CPU 利用率），自动增加或减少 ECS 实例。
固定数量模式：通过设置最小实例数（MinSize），即健康运行的ECS 实例最小数量，以保证可用性。
自定义模式：通过 API 调用您的自有监控系统，您可以执行手工伸缩。
手工执行伸缩规则。
手工添加或移出既有的 ECS 实例。
自定义 MinSize、MaxSize，弹性伸缩会自动创建或释放 ECS 实例，将当前 ECS 实例数维持在 MinSize 与 MaxSize 之间。
健康模式：如 ECS 实例为非 Running 状态，弹性伸缩将自动移出或释放不健康的 ECS 实例。
多模式并行：以上所有模式都可以组合配置。例如设置了每天 13：00 ~ 14：00 创建 20 个 ECS 实例以应对业务高峰，但实际需求有可能需要多于20个实例，则您可以选择其他伸缩模式，与定时模式配合一起使用。

使用限制

产品限制

伸缩组内部署在ECS实例的应用必须无状态并且可横向扩展。
伸缩组内的ECS实例可能会被自动释放，因此不适合保存应用状态信息和相关数据等信息，例如会话记录（Session）、数据库或者日志等。如果有需要，可以保存状态信息到独立的状态云服务器ECS、保存数据到云数据库RDS或者集中日志存储到日志服务
弹性伸缩无法自动将ECS实例添加到开放缓存Memcache实例访问白名单，需要自行添加。
弹性伸缩无法纵向扩展，即弹性伸缩无法自动升降ECS实例的vCPU、内存和带宽等配置。

数量限制

同一个账号一个地域下最多创建 50 个伸缩组。
一个伸缩组内最多创建 10 个伸缩配置。
一个伸缩组内最多创建 50 个伸缩规则。
一个伸缩组内最多创建 6 个事件通知。
一个伸缩组内最多创建 6 个生命周期挂钩。
一个伸缩组最多同时关联 5 个负载均衡实例。
一个账号下最多创建 20 个定时任务
一个伸缩配置下，最多可以选择 10 个实例规格。

实例

如果没有开通伸缩功能，在进入页面的时候直接点击开通按量付费。

创建伸缩规则组

参数说明
来源类型

来源类型	说明
选择实例启动模板	扩容时使用实例启动模板中的实例配置信息
选择已有实例	提取已有ECS实例的配置信息创建一个默认伸缩配置，作为自动创建ECS实例的模板。提取的配置信息包括实例的实例规格、镜像、网络类型、安全组、登录密码、标签等。
从0开始创建	不指定自动创建ECS实例的模板，伸缩组创建完成后进入停用状态。需要继续创建伸缩配置或指定启动模板作为自动创建ECS实例的模板，然后才能启用伸缩组。

数量说明

数量类型	说明
组内最大实例数	当前ECS实例数量超过上限时，弹性伸缩会自动移出ECS实例，使得伸缩组内的ECS实例数量等于上限。
组内最小实例数	当前ECS实例数量低于下限时，弹性伸缩会自动添加ECS实例，使得伸缩组内的ECS实例数量等于下限。
组内期望实例数	伸缩组会自动将ECS实例数量维持在期望实例数

冷却时间

单位为秒，伸缩组发生伸缩活动后的默认冷却时间。在冷却时间内，伸缩组会拒绝由云监控报警任务触发的伸缩活动请求，但其他类型任务触发的伸缩活动可以绕过冷却时间立即执行，例如手动执行任务、定时任务。

移出策略

策略选项	说明
最早伸缩配置对应的实例	伸缩配置泛指组内实例配置信息来源，包括伸缩配置和启动模板。筛选添加时间最早的伸缩配置和启动模板对应的实例。手动添加的实例没有关联伸缩配置或启动模板，因此不会首先选出手动添加的实例。如果已移出全部关联的实例，仍需要继续移出实例，则随机移出手动添加的实例。
最早创建的实例	筛选创建时间最早的实例。
最新创建的实例	筛选创建时间最新的实例。
无策略	仅在设置再从结果中移出时可选，表示不进行第二段筛选。

伸缩组保护
开启伸缩组保护后，不能在控制台或者通过API删除该伸缩组，有效避免误删除伸缩组。如果要删除这个组
那么需要先通过修改伸缩组规则把这个伸缩组保护关闭才可以。
网络
伸缩组创建完成以后，网络是不能更改的

网络类型	说明
专有网络	创建伸缩配置时，只能选择支持专有网络的实例规格。手动添加已有ECS实例时，只能选择同一专有网络中的实例。
经典网络	创建伸缩配置时，只能选择支持经典网络的实例规格。手动添加已有ECS实例时，只能选择经典网络实例。

交换机，一个可用区只能属于一个交换机，可以多交换机，多可用区

扩缩容策略

策略名称	说明
优先级策略	先选择的交换机优先级高。当伸缩组无法在优先级较高的交换机所在可用区创建ECS实例时，会自动使用下一优先级的交换机创建ECS实例。
均衡分布策略	在伸缩组关联多个交换机且交换机分布在两个以上可用区时生效，支持在交换机所在的可用区之间均衡分布ECS实例。如果由于库存不足等原因导致可用区之间ECS实例的数量不均衡，可以执行再均衡分布操作来平衡ECS实例的分布情况
成本优化策略	在伸缩配置中指定了多个可选实例规格时生效，按vCPU单价从低到高尝试创建ECS实例。如果伸缩配置中计费方式选择抢占式实例，优先创建抢占式实例。由于库存等原因无法创建各实例规格的抢占式实例时，再自动尝试创建按量付费实例。

- 成本优化选项细节参数说明

混合实例选项	说明
组内最小按量实例数	伸缩组所需按量付费ECS实例的最小台数，默认为0台。如果伸缩组内的按量付费ECS实例的台数小于该值，将优先创建按量付费实例
按量实例所占比例	自动创建ECS实例时按量付费实例所占的比例，默认为70%。计算该值时，不包括组内最小按量实例数对应的台数。
最低价的多个实例规格	价格最低的实例规格的个数，默认为1个。在伸缩配置中指定了多个可选实例规格时生效。创建抢占式实例时，弹性伸缩会在价格最低的几个实例规格之间均衡创建ECS实例。
是否开启抢占式实例补偿	开启抢占式实例补偿后，在抢占式实例被回收前5分钟，弹性伸缩会主动创建新的抢占式实例，并替换掉将被回收的抢占式实例

创建伸缩配置

创建伸缩规则

伸缩规则参数说明

简单规则

名称	说明
规则名称	简单规则的名称。
伸缩规则类型	伸缩规则的类型，创建成功后不可修改，选择简单规则。
执行的操作	调整至N台：执行伸缩规则后，伸缩组内实例的数量变为N台。最多能触发伸缩500台实例。增加N台：执行伸缩规则后，伸缩组内实例的数量在当前基础上增加N台。增加的数量不可超过500。增加N%：执行伸缩规则后，伸缩组内实例的数量在当前基础上增加N%。最多能触发伸缩500台实例。减少N台：执行伸缩规则后，伸缩组内实例的数量在当前基础上减少N台。减少的数量不可超过500。减少N%：执行伸缩规则后，伸缩组内实例的数量在当前基础上减少N%。最多能触发伸缩500台实例。
冷却时间	可选项，单位为秒。不填写则默认使用伸缩组的冷却时间

目标追踪规则

名称	说明
规则名称	目标追踪规则的名称。
伸缩规则类型	伸缩规则的类型，创建成功后不可修改，选择目标追踪规则
是否配合已有的预测伸缩规则	如果伸缩组内存在预测规则，可以选择继承预测规则的指标类型和目标值。
指标类型	平均CPU使用率内网入流量的平均值内网出流量的平均值公网入流量的平均值公网出流量的平均值
目标值	云监控指标的目标值，目标追踪规则会将云监控指标值维持在目标值附近。
实例预热时间	单位为秒。处于预热状态的实例正常加入伸缩组，但是不会向云监控上报监控数据。动态计算需要扩缩容的实例数量时，处于预热状态的实例不计入现有实例数量，以免造成指标值波动。
禁用缩容	如果禁用缩容，目标伸缩规则只创建一个用于扩容的报警任务，因此不会从伸缩组移出ECS实例。如果允许缩容，目标伸缩规则会创建两个报警任务，一个用于扩容，一个用于缩容。

预测规则

参数	说明
规则名称	伸缩规则的名称。
伸缩规则类型	伸缩规则的类型，选择预测规则
是否配合已有的目标追踪规则	和选择规则结合使用。
选择规则	勾选是否配合已有的目标追踪规则后出现，可以继续选择一条目标追踪规则，自动沿用目标追踪规则的指标类型和目标值。
指标类型	平均CPU使用率（%）内网入流量的平均值（KB/Min）内网出流量的平均值（KB/Min）
目标值	所选云监控指标的目标值，预测规则将综合目标值等因素计算出合适的实例数量。如果修改了目标值，伸缩组会清空现存的预测任务，并在一小时内创建新的预测任务。
预测模式	预测并伸缩：产生预测结果并创建预测任务。只预测不伸缩：产生预测结果，但不会创建预测任务。
预设最大值	伸缩组实例数上限，和最大值处理方式结合使用。默认值为当前的伸缩组内最大实例数。
最大值处理方式	预测值会覆盖预设最大值：预测值大于预设最大值时，预测任务的实例数最大值采用预测值。预设最大值会覆盖预测值：预测值大于预设最大值时，预测任务的实例数最大值采用预设最大值。预测值会附加一定比例：和增加比例结合使用。
增加比例	最大值处理方式为预测值会附加一定比例时出现，当前预测值会按照该比例增加，并作为新的预测值。例如，当前预测值为100，增加比例为10%，则预测任务的实例数最大值采用110。增加比例的默认值为0%，最大值为100%。
预启动时间（分钟）	预测规则自动创建的预测任务默认均在整点执行，您可以设置预启动时间提前执行预测任务，预先准备资源。

步进规则

名称	说明
规则名称	步进规则的名称。
伸缩规则类型	伸缩规则的类型，创建成功后不可修改，选择步进规则。
监控类型	系统监控：选择该项后，可以继续指定系统监控报警任务。自定义监控：选择该项后，可以继续指定自定义监控报警任务。
执行的时间	指定一个报警任务，该报警任务的触发条件会作为分步步骤的参照条件。例如，CPU使用率平均值连续3次 >= 80%。
执行的操作	基于报警任务触发条件继续设置分步步骤，指定违例规模及相应操作，在报警任务触发后，弹性伸缩会根据违例规模执行相应操作
实例预热时间	单位为秒。处于预热状态的实例正常加入伸缩组，但是不会向云监控上报监控数据。动态计算需要扩缩容的实例数量时，处于预热状态的实例不计入现有实例数量，以免造成指标值波动例如，步进规则的实例预热时间为300秒，增加了2台实例，则在实例创建完成后300秒内，计算伸缩组内CPU使用率平均值时不会计入这2台实例的指标值。