Принципы хаос-инженерии

Principles of chaos engineering

Стоимость сбоев системы может быть астрономической, не только в денежном выражении, но и в отношении репутации бренда и доверия клиентов. По мере усложнения систем обеспечение их надежности становится критически важным. Chaos Engineering, который начался с “Chaos Monkey” от Netflix, случайным образом нарушающим работу сервисов, предлагает решение. Этот превентивный метод намеренно вводит сбои в систему, чтобы выявить уязвимости. В этой статье мы рассмотрим его основные принципы и их важность для современных бизнесов.

Почему Chaos Engineering?

Современные программные системы со временем стали настолько сложными, что традиционные методы обеспечения надежности уже не достаточны. Тщательное проектирование, строгое тестирование и бдительный мониторинг играют ключевую роль, но они не могут гарантировать безошибочный опыт в производстве. Это понимание приводит нас к ключевому вопросу: зачем нам нужен Chaos Engineering?

• Сложность современных систем: Приложения переходят от монолитных структур к архитектурам микросервисов, часто управляемых платформами, такими как Kubernetes, и результирующая система становится паутиной взаимозависимых сервисов. Каждый сервис, будь то хранение данных или их обработка, взаимодействует через различные методы, такие как вызовы API или очереди сообщений. Такая конфигурация, предлагая гибкость разработки, также вводит риск сбоев цепной реакции. Chaos engineering превентивно тестирует эти соединения, обеспечивая, чтобы отказ одной части не приводил к общему срыву системы.
• Непредсказуемость распределенных систем: Системы, распределенные по различным центрам обработки данных или гибридным облакам, сталкиваются с врожденными проблемами. Факторы, такие как прерывания сети или разная скорость обновления данных, могут вызывать сбои. Традиционное обеспечение качества может обнаружить стандартные проблемы, но chaos engineering идет еще дальше. Он тестирует сценарии, уникальные для распределенных окружений, обеспечивая, например, чтобы задержка в одном регионе не парализовала всю систему.
• Стоимость сбоев системы: Помимо непосредственных финансовых потерь, сбои системы могут привести к задержкам в развертывании и обширной поисковой отладке. В мире, где мы часто развертываем обновления, незамеченная проблема может быстро стать проблемой в реальном времени. Включая chaos engineering в регулярные процессы, мы можем заметить эти потенциальные нарушители рано, обеспечивая не только функциональность, но и надежность.

Основные принципы Chaos Engineering

Фундаментальные концепции, лежащие в основе chaos engineering, построены на наборе принципов. Эти принципы помогают практикам проводить эксперименты с хаосом осознанно и эффективно.

1. Строить гипотезы на основе состояния равновесия

«Состояние равновесия» системы – это ее стандартное рабочее состояние – норма. Важно понять это перед введением хаоса, так как это служит нашей отправной точкой. Если мы не знаем, как наша система ведет себя в типичных условиях, как мы можем измерить влияние смоделированного сбоя? Путем формулирования наших экспериментов с хаосом на основе гипотез, основанных на этом равновесном состоянии, мы можем делать целенаправленные наблюдения о том, что меняется и что остается устойчивым.

• Топ 5 курсов по генеративному искусственному интеллекту для прохождения в 2023 году
• «Как автоматизировать конвейеры PySpark на AWS EMR с помощью Airflow»
• Три диаграммы для представления процента, о котором вы можете не знать

2. Варьировать события реального мира

Реальные системы подвергаются многочисленным непредсказуемым событиям. Они могут варьироваться от всплесков трафика до внезапной потери базы данных. Начните с составления списка возможных нарушений реального мира, с которыми ваша система может столкнуться. После идентификации симулируйте их. Например, если вы являетесь платформой электронной коммерции, что произойдет, если ваша платежная система выйдет из строя? Связывайте ее и наблюдайте.

3. Проводить эксперименты в производстве

Хотя стадийные среды имеют свои преимущества, непредсказуемая природа производства предлагает самые подлинные и глубокие понимания работы систем. Этот принцип часто вызывает сомнения, но именно здесь проявляется истинная ценность chaos engineering. Конечно, это не означает, что мы беспечно погружаемся. Каждый эксперимент в производстве проводится с тщательным планированием и хорошо проработанным планом отката. Это не о безответственности – это о реализме, но с готовностью. Установите четкие границы для ваших экспериментов и отслеживайте их в режиме реального времени, чтобы понять последствия введенного хаоса.

4. Автоматизировать эксперименты для непрерывного выполнения

Системы не являются статичными. Они развиваются, масштабируются и приспосабливаются. Чтобы обеспечить надежность наших систем в этом потоке, наши эксперименты с хаосом должны быть регулярным событием. Современные инструменты, от Gremlin до Chaos Monkey, позволяют автоматизировать эти эксперименты. Внедряя хаос в регулярный ход наших операций, мы обеспечиваем постоянную проверку наших систем на потенциальные нарушения.

5. Минимизация зоны поражения

Но давайте будем ясны: инженерия хаоса не сводится к тому, чтобы наводить хаос. Это контролируемое нарушение. Начиная, наши эксперименты должны быть маленькими и затрагивать ограниченную область нашей пользовательской базы или инфраструктуры. Таким образом, мы учимся, итерируемся и масштабируем наши эксперименты с минимальным риском. Для облачного приложения вы можете начать с выключения одного экземпляра в кластере. Наблюдайте за влиянием, а затем рассмотрите моделирование сбоя всей доступной зоны.

Важность игровых дней

Игровые дни – это плановые, контролируемые симуляции или упражнения, в которых команды разработчиков практикуют свою реакцию на различные сценарии, особенно на сценарии сбоев, чтобы проверить системы и процессы. Эти упражнения являются неотъемлемой частью дисциплины инженерии хаоса и имеют несколько преимуществ:

• Обучение реагированию в реальном времени: Игровые дни обучают команды реагировать эффективно и эффективно в реальных ситуациях. Знать протокол – одно, выполнять его под давлением – другое.
• Укрепление межкомандного взаимодействия: Часто при сбоях или происшествиях несколько команд должны быстро сотрудничать. Игровые дни способствуют лучшему взаимодействию между командами, выявляя области для улучшения.
• Обнаружение неизвестных уязвимостей: Даже с лучшими практиками инженерии хаоса некоторые уязвимости могут быть упущены. Игровые дни часто раскрывают их, позволяя командам проактивно реагировать на них.
• Улучшение документации: После проведения игровых дней часто происходит уточнение документации, обеспечивая ясность и легкость доступа к важной информации.

Для успешной организации игрового дня должны быть выполнены следующие условия:

• Определение четких целей: Четко определите услуги, ресурсы или компоненты, на которые вы будете направлены. Изначально избегайте критических производственных услуг, особенно если вы новичок в инженерии хаоса. Начните с экспериментов, которые имеют минимальный потенциальный эффект и постепенно увеличивайте объем по мере приобретения уверенности и опыта.
• Внедрение мониторинга и наблюдаемости: Убедитесь, что у вас есть инструменты реального времени для быстрого обнаружения аномалий. Визуализируйте ключевые метрики и состояние системы, чтобы любые негативные эффекты можно было наблюдать мгновенно. Настройте оповещения, чтобы уведомлять соответствующие команды, если что-то выходит за пределы ожидаемого поведения.
• Иметь план отката: Перед проведением эксперимента точно знайте, как отменить любые изменения или вмешательства. Это может включать перезапуск служб, откат развертываний или перенаправление трафика. Убедитесь, что есть резервные копии критических данных и систем, чтобы при необходимости можно было восстановить известное хорошее состояние.
• Привлечение всех заинтересованных сторон: Перед запуском эксперимента убедитесь, что все заинтересованные стороны (от команд разработчиков до службы поддержки клиентов) проинформированы и подготовлены. Это не только готовит всю команду, но и способствует культуре коллективной ответственности за надежность системы. Создайте культуру, в которой каждый осведомлен и может внести свой вклад в цели и возможные результаты эксперимента.
• Осторожное автоматизирование: Даже если ваши эксперименты с хаосом автоматизированы, всегда обеспечивайте человеческий контроль, особенно во время начальных тестов. Реализуйте проверки в автоматизированных сценариях, чтобы останавливать эксперименты, если превышены определенные критические значения.
• Анализ после эксперимента: После каждого хаос эксперимента проведите обзор. Понимайте, что прошло правильно, что прошло не так и как система отреагировала. Используйте эти знания, чтобы улучшить ваши будущие хаос эксперименты, а также улучшить ваши фактические системы на основе наблюдаемого поведения. Этот итеративный процесс является ключевым для непрерывного улучшения.

Заключение

Преобразующая ценность инженерии хаоса заключается не только в укреплении систем, но и в создании культуры непрерывного обучения и адаптивности. Она ободряет команды совместно исследовать и улучшать поведение системы, обеспечивая, что при возникновении реальных нарушений, прочность системы и подготовленность команды синергизируются для минимизации негативных последствий.