Better Alignment：多可用区双层负载下,如何借助F5避免局部NGINX后业务实例过载

场景

LTM给NGINX做LB是一种较为典型的双层负载均衡，也就是典型的L4.L7分离的双层负载均衡方案。

在这样的架构下，如果多个NGINX背后所负载的server是一致的话，并不会出现不同的NGINX所面对的server可用数量不同情况。

但是，如果LTM的pool member中的NGINX是位于不同的可用区或者不同的DC，此时LTM如仅做应用层负载均衡或仅monitor nginx本身，那么LTM是无法感知到 NGINX 背后（upstream）到底有多少可用的业务服务器。如果某个 NGINX 的upstream中可用服务器已经很少，此时LTM会依旧分配同等数量的连接请求给该NGINX，会导致该 NGINX 后的服务器过载，从而降低服务质量。

思路

如果我们能够让LTM感知到NGINX的upstream中当前有多少可用的服务器，并设置一个阀值，如低于该可用数量则LTM不再向该NGINX实例分配连接。这样就可以较好的避免上述问题。运维人员可根据LTM报出的日志或  Telemetry Streaming输出，及时触发相关自动化流程对该NGINX下的服务实例进行快速扩容，当可用服务实例数量恢复大于阀值后，LTM则又开始向该NGINX分配新的连接。

NGINX Plus本身提供了一个API endpoint，通过获取该API并做相应处理即可获得可用的服务器实例数量，在LTM上则可以利用external monitor实施对该API的自动化监控与处理。

方案

1. 获取的API资源路径是： http://your-domain.com/api/6/http/upstreams/your-upstream-name/?fields=peers
注：api后的版本6可能会因nginx plus的版本不同而不同.

2.返回的内容示例如下，我们主要关心state: up, 只要获取到总的state: up数量即可

3. 因此可以编写如下python脚本：

4. 将该脚本上传至LTM，上传路径：system--file management--external monitor--import, 效果如下

5. 配置external-monitor， 注意arguments部分填写：
http://demo.nginx.com/api/6/http/upstreams/lxr-backend/?fields=peers 2
注意空格前填写的是相关API的URL，空格后填写阀值

6. 随后将该monitor 关联到某个nginx pool member上

可以看到，该member 此时标记为up

7. 如果将阀值改为3，由于当前upstream中仅有2台可用，因此LTM将标记该NGINX实例为down

其它：

•输入错误的url或者错误的endpoints 等，都直接置为down，这样用户可以比较容易发现问题

•Upstream中被设置为backup的状态的成员认为是可用的

•此方法还可以避免实际服务器被LTM和nginx两次monitor

更多思考 【感谢 廖健雄 在群里提出以下问题并讨论】

Q: 如果nginx有很多个upstream的话，LTM怎么设定？

A: 从前端ltm到nginx来说，如果此nginx后端的任何upstream容量不足的话，都不应该给这个nginx再分链接，所以多个upstream的话，可以ltm上设置多个monitor，并设置 all need up。

Q: 如果nginx的上的配置有问题，实际业务访问不了，上述方案似乎无法发现此场景问题

A：是的，对于nginx本身可用性及配置问题，可考虑在LTM上加一个穿透性的7层健康检查，但是如果NGINX本身有很多server/location段落配置，又想发现所有这些段落可能存在的问题，那就意味着要对每个服务都进行7层健康检查，这个在服务特别多场景下，需要思考，或许过度追求探测的完美性会对业务服务器带来更多的探测压力。理论上，LTM上一个穿透性检查+所有upstream的API检查，能够满足大部分场景。

Q: 在大规模NGINX部署场景下，如何降低NGINX健康检查对后端服务的压力？

A：可考虑nginx做动态服务发现app，app的可用性由注册中心类工具来解决，从分布式的健康检查变成注册中心集中式的健康检查;
或者借助NGINX plus的upstream API 通过集中健康检查系统来动态性更新upstream，这样可避免频繁reload配置， 从而减低健康检查带来的压力。