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Antipatrón Vecino ruidoso

Azure

Los sistemas multiinquilino comparten recursos entre dos o más inquilinos, Como los inquilinos usan los mismos recursos compartidos, la actividad de un inquilino puede afectar de forma negativa al uso del sistema por parte de otro inquilino.

Descripción del problema

Al compilar un servicio para que lo compartan varios clientes o inquilinos, se puede compilar para que sea multiinquilino. Una de las ventajas de los sistemas con múltiples inquilinos es que los recursos se pueden agrupar y compartir entre los inquilinos, lo que suele reducir los costos y mejorar la eficacia. Sin embargo, si un solo inquilino usa una cantidad desproporcionada de los recursos disponibles en el sistema, el rendimiento general del sistema puede verse afectado. El problema del vecino ruidoso se produce cuando el rendimiento de un inquilino se degrada debido a las actividades de otro.

Considere un sistema multiinquilino de ejemplo con dos inquilinos. Los patrones de uso del inquilino A y del inquilino B coinciden. En horas punta, el inquilino A usa todos los recursos del sistema, lo que significa que las solicitudes que realiza el inquilino B producen un error. En otras palabras, el uso total de recursos es mayor que la capacidad del sistema:

La ilustración muestra el uso de recursos de dos inquilinos. El inquilino A consume el conjunto completo de recursos del sistema, lo que significa que al inquilino B le aparecen errores.

Es probable que tenga prioridad la solicitud del inquilino que haya llegado primero. A continuación, el otro inquilino experimentará un problema de vecino ruidoso. También puede darse el caso de que el rendimiento de ambos inquilinos se vea negativamente afectado.

El problema de vecino ruidoso se llega a producir incluso cuando cada inquilino individual consume cantidades relativamente pequeñas de la capacidad del sistema, pero el uso de recursos colectivos de muchos inquilinos da como resultado un pico en el uso general:

Ilustración con tres inquilinos, cada uno los cuales consume menos que el rendimiento máximo de la solución. En total, los tres inquilinos consumen todos los recursos del sistema.

Esta situación puede suceder si hay varios inquilinos que tienen patrones de uso similares o si no se ha aprovisionado suficiente capacidad para la carga colectiva en el sistema.

Procedimiento para corregir el problema

Los problemas de vecinos ruidosos son un riesgo inherente al compartir un único recurso y no es posible eliminar completamente la posibilidad de verse afectado por un vecino ruidoso. Sin embargo, tanto los clientes como los proveedores de servicios pueden dar ciertos pasos para reducir la probabilidad de que aparezcan problemas de vecinos ruidosos o para mitigar sus efectos cuando se observan.

Acciones que pueden realizar los clientes

Acciones que pueden realizar los proveedores de servicios

  • Supervisar el uso de recursos del sistema. Supervise tanto el uso general de recursos como los recursos que usa cada inquilino. Configurar alertas para detectar picos en el uso de recursos y, si es posible, configure la automatización para mitigar automáticamente los problemas conocidos mediante el escalado vertical u horizontal.
  • Aplicar la gobernanza de recursos. Considere la posibilidad de aplicar directivas con el fin de evitar que un solo inquilino acapare el sistema y reduzca la capacidad disponible para el resto. Este paso puede adoptar la forma de una aplicación de cuota, a través del patrón de limitación o del patrón de limitación de velocidad.
  • Aprovisionar más infraestructura. Este proceso podría implicar la realización de un escalado vertical mediante la actualización de algunos de los componentes de la solución, o bien la realización de un escalado horizontal mediante el aprovisionamiento de particiones adicionales, si se sigue el patrón de particionamiento, o stamps, si se sigue el patrón de stamps de implementación.
  • Permita a los inquilinos comprar capacidad reservada o aprovisionada previamente. Esta capacidad brinda a los inquilinos una mayor certeza de que su solución maneja adecuadamente su carga de trabajo.
  • Suavizar el uso de recursos de los inquilinos. Por ejemplo, puede probar uno de los enfoques siguientes:
    • Si hospeda varias instancias de una solución, considere la posibilidad de volver a equilibrar los inquilinos entre las distintas instancias o stamps. Por ejemplo, considere la posibilidad de colocar inquilinos con patrones de uso predecibles y similares en varios stamps, ya que ello puede reducir los picos de uso.
    • Considerar la posibilidad de tener, o no, procesos en segundo plano o cargas de trabajo que consumen muchos recursos que no tengan límite de tiempo. Ejecute estas cargas de trabajo de forma asincrónica en momentos de menos actividad con el fin de conservar la capacidad máxima de los recursos para cargas de trabajo con un tiempo limitado.
  • Comprobar que los servicios de bajada proporcionen controles para mitigar los problemas de vecinos ruidosos. Por ejemplo, si usa Kubernetes, considere la posibilidad de usar límites de pod y, si usa Service Fabric, considere la posibilidad de usar las funcionalidades de gobernanza integradas.
  • Restringir las operaciones que los inquilinos pueden realizar. Por ejemplo, restrinja que los inquilinos ejecuten operaciones que ejecutarán consultas de bases de datos de gran tamaño; para ello, por ejemplo, puede especificar un número máximo de registros que se pueden devolver o un límite de tiempo en las consultas. Esta acción reduce el riesgo de que los inquilinos realicen acciones que podrían afectar negativamente a otros inquilinos.
  • Proporcionar un sistema de Calidad de servicio (QoS). Cuando se aplica QoS, se da más prioridad a algunos procesos o cargas de trabajo que a otros. Al factorizar QoS en el diseño y la arquitectura, puede asegurarse de que las operaciones de prioridad alta tienen prioridad cuando hay presión sobre los recursos.

Consideraciones

En la mayoría de los casos, los inquilinos individuales no pretenden causar problemas de vecinos ruidosos. Es posible que ni siquiera sean conscientes de que sus cargas de trabajo provocan dichos problemas a otros usuarios. Sin embargo, también es posible que algunos inquilinos aprovechen las vulnerabilidades de los componentes compartidos para atacar a un servicio, ya sea de forma individual o mediante la ejecución de un ataque de denegación de servicio distribuido (DDoS).

Independientemente de la causa, es importante tratar estos problemas como problemas de gobernanza de recursos y aplicar cuotas de uso, limitaciones y controles de gobernanza para mitigar el problema.

Nota

Asegúrese de que informa a los clientes sobre cualquier limitación que aplique o sobre las cuotas de uso del servicio. Es importante que controlen de forma confiable las solicitudes con error y que no se sorprendan por las limitaciones o cuotas que se puedan aplicar.

Procedimiento para detectar el problema

Desde la perspectiva del cliente, el problema de vecino ruidoso normalmente se manifiesta en forma de solicitudes al servicio con errores o de solicitudes que tardan mucho tiempo en completarse. En concreto, si la misma solicitud se realiza correctamente en otras ocasiones y parece que se produce un error de forma aleatoria, es posible que haya un problema de vecino ruidoso. Las aplicaciones cliente deben registrar los datos de telemetría para realizar un seguimiento tanto de la tasa de éxito como del rendimiento de las solicitudes a los servicios, y las aplicaciones también deben registrar las métricas de rendimiento de línea base para poder realizar comparaciones.

Desde la perspectiva de un servicio, el problema de vecino ruidoso puede aparecer de varias maneras:

  • Picos en el uso de los recursos. Es importante tener un conocimiento claro del uso normal de los recursos de la línea base y configurar la supervisión y las alertas para detectar picos en el uso de recursos. Asegúrese de tener en cuenta todos los recursos que puedan afectar al rendimiento o la disponibilidad del servicio. Entre ellos se incluyen métricas como el uso de la memoria y de la CPU servidor, E/S de disco, uso de base de datos, tráfico de red y métricas expuestas por servicios administrados, como el número de solicitudes y las métricas de rendimiento sintéticas y abstractas, como las unidades de solicitud de Azure Cosmos DB.
  • Errores al realizar una operación para un inquilino. En concreto, busque errores que se producen cuando un inquilino no usa una gran parte de los recursos del sistema. Este patrón puede indicar que el inquilino sufre el problema de vecino ruidoso. Considere la posibilidad de realizar un seguimiento del consumo de recursos por parte del inquilino. Por ejemplo, si usa Azure Cosmos DB, considere la posibilidad de registrar las unidades de solicitud que se usan en cada solicitud y agregue el identificador del inquilino como dimensión a la telemetría, con el fin de que pueda agregar el consumo de unidades de solicitud a cada inquilino.

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Microsoft mantiene este artículo. Originalmente lo escribieron los siguientes colaboradores.

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