云中间层服务 - 区域感知负载负载均衡器 Ribbon

Ribbon 简介
        Ribbon 是 Netflix 发布的云中间层服务开源项目，其主要功能是提供客户侧软件负载均衡算法，将 Netflix 的中间层服务连接在一起。
        Why Ribbon？
        Ribbon 的区域感知负载均衡器的功能久经考验。区域感知负载均衡器内置电路跳闸逻辑，可被配置基于区域同源关系（Zone Affinity，也就是更倾向于选择发出调用的服务所在的托管区域内，这样可用降低延迟，节省成本）选择目标服务实例。它监控每个区域中运行的实例的运维行为，而且能够实时快速丢弃一整个区域。在面对整个区域的故障时，这帮我们提升了弹性。简单的来说，在配置文件中列出LB后面所有的机器，ribbon 会自动帮你去连这些机器（基于某种规则，如随机连接、轮流连接，基于响应时间等等）。我们很方便地使用 Ribbon 实现自定义负载均衡算法。
        Ribbon 的其他一些特性

1. 发现服务，比如需要增加一些机器，可以实现 Ribbon 的一个接口将这个机器加到列表里(请参考《Ribbon 和 wowza 的集成开发》的动态修改负载节点案例)；
2. 对 Cloud 平台的支持：比如对 AWS 来说，有参数支持只返回同一个 zone 的服务器地址，这样避免跨 zone 调用所引起的网络延时；
3. 故障恢复能力：可以将一些不可用的服务器剔除。

Ribbon 架构图

        Ribbon 时序图

        如何使用 Ribbon？
        Ribbon 提供了框架来支持通用的 LB 机制，同时也提供了对 Netflix eureka 框架的支持。接下来我们来看一下如何在 Java 项目里使用 Ribbon。
        配置文件(sample-client.properties)

# Max number of retries on the same server (excluding the first try)
sample-client.ribbon.MaxAutoRetries=1

# Max number of next servers to retry (excluding the first server)
sample-client.ribbon.MaxAutoRetriesNextServer=1

# Whether all operations can be retried for this client
sample-client.ribbon.OkToRetryOnAllOperations=true

# Interval to refresh the server list from the source
sample-client.ribbon.ServerListRefreshInterval=2000

# Connect timeout used by Apache HttpClient
sample-client.ribbon.ConnectTimeout=3000

# Read timeout used by Apache HttpClient
sample-client.ribbon.ReadTimeout=3000

# Initial list of servers, can be changed via Archaius dynamic property at runtime
sample-client.ribbon.listOfServers=www.microsoft.com:80,www.yahoo.com:80,www.google.com:80

每个条目的格式是为
<clientName>.<nameSpace>.<propertyName>=<value>
        clientName 将被接下来的工厂用于创建客户端。nameSpace 是可配置的，默认是 "ribbon"。常用属性名可以从 CommonClientConfigKey 获取。
        这些属性也可以被定义作系统属性进行获取，也可以以 Archaius 加载的任何属性资源进行获取。
        Java 代码测试

public static void main(String[] args) throws Exception {
      ConfigurationManager.loadPropertiesFromResources("sample-client.properties");  // 1
      System.out.println(ConfigurationManager.getConfigInstance().getProperty("sample-client.ribbon.listOfServers"));
      RestClient client = (RestClient) ClientFactory.getNamedClient("sample-client");  // 2
      HttpClientRequest request = HttpClientRequest.newBuilder().setUri(new URI("/")).build(); // 3
      for (int i = 0; i < 20; i++)  {
      	HttpClientResponse response = client.executeWithLoadBalancer(request); // 4
      	System.out.println("Status code for " + response.getRequestedURI() + "  :" + response.getStatus());
      }
      ZoneAwareLoadBalancer lb = (ZoneAwareLoadBalancer) client.getLoadBalancer();
      System.out.println(lb.getLoadBalancerStats());
      ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty(
      		"sample-client.ribbon.listOfServers", "www.linkedin.com:80,www.google.com:80"); // 5
      System.out.println("changing servers ...");
      Thread.sleep(3000); // 6
      for (int i = 0; i < 20; i++)  {
      	HttpClientResponse response = client.executeWithLoadBalancer(request);
      	System.out.println("Status code for " + response.getRequestedURI() + "  : " + response.getStatus());
      	response.releaseResources();
      }
      System.out.println(lb.getLoadBalancerStats()); // 7
}

代码解释：

1. 使用 Archaius ConfigurationManager 加载属性；
2. 使用 ClientFactory 创建客户端和负载均衡器；
3. 使用 builder 构建 http 请求。注意我们只支持 URI 的 "/" 部分的路径，一旦服务器被负载均衡器选中，会由客户端计算出完整的 URI；
4. 调用 API client.executeWithLoadBalancer()，不是 exeucte() API；
5. 动态修正配置中的服务器池；
6. 等待服务器列表刷新(配置文件中定义的刷新间隔是为 2 秒钟)；
7. 打印出负载均衡器记录的服务器统计信息。

负载均衡器统计包含了很多用于监控的信息，可以用于负载均衡算法的输入。
        关于 Ribbon 客户端使用的小 demo(包括 LB 调用、动态调整负载均衡节点)请参考博客《Ribbon 和 wowza 的集成开发》。
        参考资料

• https://github.com/netflix/ribbon/wiki
• https://github.com/Netflix/ribbon/wiki/Getting-Started
• https://github.com/Netflix/ribbon/wiki/Programmers-Guide

云中间层服务 - 区域感知负载负载均衡器 Ribbon