Configuration d'un routeur cellulaire sans serveur pour une architecture basée sur les cellules

Créée par Mian Tariq (AWS) et Ioannis Lioupras (AWS)

Récapitulatif

En tant que point d'entrée du système global d'une application cellulaire, le routeur cellulaire est chargé d'affecter efficacement les utilisateurs aux cellules appropriées et de fournir les points de terminaison aux utilisateurs. Le routeur cellulaire gère des fonctions telles que le stockage des user-to-cell mappages, la surveillance de la capacité des cellules et la demande de nouvelles cellules en cas de besoin. Il est important de maintenir le fonctionnement du routeur cellulaire en cas d'interruption potentielle.

Dans ce modèle, le cadre de conception des routeurs cellulaires met l'accent sur la résilience, l'évolutivité et l'optimisation des performances globales. Le modèle utilise un routage statique, dans lequel les clients mettent en cache les points de terminaison lors de la connexion initiale et communiquent directement avec les cellules. Ce découplage améliore la résilience du système en garantissant le fonctionnement ininterrompu de l'application cellulaire en cas de défaillance d'un routeur cellulaire.

Ce modèle utilise un AWS CloudFormation modèle pour déployer l'architecture. Pour plus de détails sur ce que le modèle déploie, ou pour déployer la même configuration à l'aide du AWS Management Console, consultez la section Informations supplémentaires.

Conditions préalables et limitations

Prérequis

Versions du produit

Architecture

Le schéma suivant montre une conception de haut niveau du routeur cellulaire.

Le diagramme décrit le flux de travail suivant :

Lorsque de nouvelles cellules sont créées, elles sont mises RoutingDB à jour à partir de la couche Provision and Deploy. Toutefois, ce processus dépasse le cadre de ce modèle. Pour une vue d'ensemble des prémisses de conception de l'architecture basée sur les cellules et des détails sur la conception du routeur cellulaire utilisée dans ce modèle, consultez la section Informations supplémentaires.

Outils

Services AWS

Autres outils

Référentiel de code

Le code de ce modèle est disponible dans le référentiel GitHub Serverless-Cell-Router.

Bonnes pratiques

Pour connaître les meilleures pratiques en matière de création d'architectures basées sur des cellules, consultez le guide AWS Well-Architected suivant :

Épopées

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>

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">

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

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

Ressources connexes

Références

Vidéo

Physalia : architecture basée sur les cellules pour améliorer la disponibilité sur Amazon EBS

https://www.youtube-nocookie.com/embed/6 Tu sais ? RZMFic contrôles = 0

Informations supplémentaires

Locaux de conception d'une architecture basée sur les cellules

Bien que ce modèle se concentre sur le routeur cellulaire, il est important de comprendre l'environnement dans son ensemble. L'environnement est structuré en trois couches distinctes :

Chaque couche conserve ses fonctionnalités même en cas de détérioration affectant les autres couches. Comptes AWS servent de limite d'isolation des défauts.

Le schéma suivant montre les couches à un niveau élevé. La couche Cell et la couche Provision and Deploy ne sont pas concernées par ce modèle.

Pour plus d'informations sur l'architecture basée sur les cellules, voir Réduction de la portée de l'impact grâce à l'architecture basée sur les cellules : routage des cellules.

Modèle de conception du routeur cellulaire

Le routeur cellulaire est un composant partagé entre les cellules. Pour atténuer les impacts potentiels, il est important que la couche de routage utilise une conception simpliste et évolutive horizontalement aussi fine que possible. En tant que point d'entrée du système, la couche de routage comprend uniquement les composants nécessaires pour affecter efficacement les utilisateurs aux cellules appropriées. Les composants de cette couche ne participent pas à la gestion ou à la création de cellules.

Ce modèle utilise un routage statique, ce qui signifie que le client met en cache les points de terminaison lors de la connexion initiale et établit ensuite une communication directe avec la cellule. Des interactions périodiques entre le client et le routeur cellulaire sont initiées pour confirmer l'état actuel ou récupérer des mises à jour. Ce découplage intentionnel permet aux utilisateurs existants de fonctionner sans interruption en cas d'indisponibilité du routeur cellulaire, tout en garantissant la continuité des fonctionnalités et de la résilience au sein du système.

Dans ce modèle, le routeur cellulaire prend en charge les fonctionnalités suivantes :

Pour mieux comprendre le routeur cellulaire de démonstration configuré par le AWS CloudFormation modèle, passez en revue les composants et les étapes suivants :

Le présupposé est que la couche Provision and Deploy est déjà établie. Les détails de sa mise en œuvre dépassent le cadre de cet artefact.

Ces composants étant définis et configurés par un AWS CloudFormation modèle, les étapes suivantes sont présentées de manière descriptive et détaillée. L'hypothèse est que vous possédez les AWS compétences requises pour effectuer l'installation et la configuration.

1. Configuration et configuration du groupe d'utilisateurs Amazon Cognito

Connectez-vous à la AWS Management Console console Amazon Cognito et ouvrez-la à l'adresse. https://console.aws.amazon.com/cognito/ Configurez et configurez un groupe d'utilisateurs Amazon Cognito nomméCellRouterPool, avec intégration d'applications, interface utilisateur hébergée et autorisations nécessaires.

2. Installation et configuration de l'API API Gateway pour le routeur cellulaire

Ouvrez la console API Gateway à l'adresse https://console.aws.amazon.com/apigateway/. Configurez et configurez une API nommée CellRouter à l'aide d'un autorisateur Amazon Cognito intégré au groupe d'utilisateurs Amazon Cognito. CellRouterPool Implémentez les éléments suivants :

3. Création d'une table DynamoDB

Ouvrez la console DynamoDB https://console.aws.amazon.com/dynamodb/à l'adresse et créez une table DynamoDB standard appelée avec la configuration suivante : tbl_router

Dans l'onglet Indexes, créez un index secondaire global appelémarketId-currentCapacity-index. La fonction Scaler Lambda utilisera l'index pour effectuer des recherches efficaces dans la cellule ayant le plus petit nombre d'utilisateurs assignés.

Créez la structure du tableau avec les attributs suivants :

4. Création et configuration d'une file d'attente SQS

Ouvrez la console Amazon SQS à https://console.aws.amazon.com/sqs/l'adresse et créez une file d'attente SQS standard appelée CellProvisioning configurée avec le chiffrement par clé Amazon SQS.

5. Implémenter l'orchestrateur

Développez un flux de travail Step Functions qui servira Orchestrator de fil au routeur. Le flux de travail est appelable via l'API du routeur cellulaire. Le flux de travail exécute les fonctions Lambda désignées en fonction du chemin de ressource. Intégrez la fonction step à l'API API Gateway du routeur CellRouter cellulaire et configurez les autorisations nécessaires pour appeler les fonctions Lambda.

Le schéma suivant montre le flux de travail. L'état du choix invoque l'une des fonctions Lambda. Si la fonction Lambda est réussie, le flux de travail se termine. Si la fonction Lambda échoue, l'état d'échec est appelé.

6. Implémenter les fonctions Lambda

DispatcherImplémentez les Validator fonctions MapperScaler,, et. Lorsque vous configurez et configurez chaque fonction dans la démonstration, définissez un rôle pour la fonction et attribuez les autorisations nécessaires pour effectuer les opérations requises sur la table DynamoDBtbl_router. Intégrez également chaque fonction dans le flux de travailOrchestrator.

Fonction Dispatcher

La Dispatcher fonction est chargée d'identifier et d'attribuer une seule cellule statique à chaque nouvel utilisateur enregistré. Lorsqu'un nouvel utilisateur s'enregistre auprès de l'application globale, la demande est envoyée à la Dispatcher fonction. La fonction traite la demande en utilisant des critères d'évaluation prédéfinis tels que les suivants :

OrchestratorInvoque la fonction Dispatcher pour affecter les utilisateurs aux cellules. Dans cette fonction de démonstration, la valeur de marché est un paramètre statique défini commeeurope.

La Dispatcher fonction détermine si une cellule est déjà attribuée à l'utilisateur. Si la cellule est déjà affectée, la Dispatcher fonction renvoie les extrémités de la cellule. Si aucune cellule n'est attribuée à l'utilisateur, la fonction recherche la cellule qui compte le moins d'utilisateurs, l'affecte à l'utilisateur et renvoie les points de terminaison. L'efficacité de la requête de recherche de cellules est optimisée en utilisant l'index secondaire global.

Fonction de mappage

La Mapper fonction supervise le stockage et la maintenance des user-to-cell mappages dans la base de données. Une cellule singulière est attribuée à chaque utilisateur enregistré. Chaque cellule possède deux cellules distinctes URLs, une pour chaque région AWS. Servant de points de terminaison d'API hébergés sur API Gateway, URLs ils fonctionnent comme des points entrants vers l'application globale.

Lorsque la Mapper fonction reçoit une demande de l'application cliente, elle exécute une requête sur la tbl_router table DynamoDB pour récupérer user-to-cell le mappage associé à l'identifiant e-mail fourni. Si elle trouve une cellule assignée, la Mapper fonction fournit rapidement les deux cellules URLs. La Mapper fonction surveille également activement les modifications apportées à la cellule URLs et lance des notifications ou des mises à jour des paramètres utilisateur.

Fonction Scaler

La Scaler fonction gère la capacité résiduelle de la cellule. Pour chaque nouvelle demande d'enregistrement d'utilisateur, la Scaler fonction évalue la capacité disponible de la cellule que la Dispatcher fonction a attribuée à l'utilisateur. Si la cellule a atteint sa limite prédéterminée conformément aux critères d'évaluation spécifiés, la fonction lance une demande via une file d'attente Amazon SQS vers la couche Provision and Deploy, sollicitant le provisionnement et le déploiement de nouvelles cellules. La mise à l'échelle des cellules peut être exécutée en fonction d'un ensemble de critères d'évaluation tels que les suivants :

Le Scaler code de démonstration est exécuté Orchestrator après avoir attribué Dispatcher avec succès une cellule à l'utilisateur nouvellement enregistré. Sur réception de l'identifiant de cellule duDispatcher, évalue si la cellule désignée a une capacité suffisante pour accueillir des utilisateurs supplémentaires, sur la base de critères d'évaluation prédéfinis. Scaler Si la capacité de la cellule est insuffisante, la Scaler fonction envoie un message au service Amazon SQS. Ce message est récupéré par le service dans la couche Provision and Deploy, ce qui lance le provisionnement d'une nouvelle cellule.

Fonction de validation

La Validator fonction identifie et résout les problèmes relatifs à l'accès aux cellules. Lorsqu'un utilisateur se connecte à l'application globale, l'application extrait les cellules des paramètres URLs du profil utilisateur et achemine les demandes des utilisateurs vers l'une des deux régions attribuées dans la cellule. S' URLs ils sont inaccessibles, l'application peut envoyer une demande d'URL de validation au routeur cellulaire. Le routeur cellulaire Orchestrator invoque le. Validator ValidatorLance le processus de validation. La validation peut inclure, entre autres, les vérifications suivantes :

En conclusion, la Validator fonction fournit des réponses aux demandes des applications clientes, en fournissant le statut de validation ainsi que les étapes de correction requises.

ValidatorIl est conçu pour améliorer l'expérience utilisateur. Imaginons un scénario dans lequel certains utilisateurs rencontrent des difficultés pour accéder à l'application globale en raison d'un incident qui rend les cellules temporairement indisponibles. Au lieu de présenter des erreurs génériques, la Validator fonction peut fournir des étapes de correction instructives. Ces étapes peuvent inclure les actions suivantes :

Le code de démonstration de la Validator fonction vérifie que la cellule fournie par l'utilisateur URLs dans la demande correspond aux enregistrements stockés dans la tbl_router table. La Validator fonction vérifie également si les cellules sont saines.