高并发场景优化

概述

本文介绍如何针对高并发场景对 Nginx Ingress 进行配置调优。

调大 CLB 规格和带宽

高并发场景的流量吞吐需求较高，对 CLB 的转发性能要求也较高，可以在 CLB 控制台 手动创建一个 CLB，实例规格选择性能容量型，型号根据自己需求来选，另外也将带宽上限调高（注意 VPC 要与 TKE 集群一致）。

CLB 创建好后，用 自定义负载均衡器(CLB) 中的方法让 nginx ingress 复用这个 CLB 作为流量入口。

调优内核参数与 Nginx 配置

针对高并发场景调优内核参数和 nginx 自身的配置，values.yaml 配置方法:

controller:
  extraInitContainers:
    - name: sysctl
      image: busybox
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      securityContext:
        privileged: true
      command:
        - sh
        - -c
        - |
          sysctl -w net.core.somaxconn=65535 # 调大链接队列，防止队列溢出
          sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="1024 65535" # 扩大源端口范围，防止端口耗尽
          sysctl -w net.ipv4.tcp_tw_reuse=1 # TIME_WAIT 复用，避免端口耗尽后无法新建连接
          sysctl -w fs.file-max=1048576 # 调大文件句柄数，防止连接过多导致文件句柄耗尽
  config:
    # nginx 与 client 保持的一个长连接能处理的请求数量，默认100，高并发场景建议调高，但过高也可能导致 nginx ingress 扩容后负载不均。
    # 参考: https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/user-guide/nginx-configuration/configmap/#keep-alive-requests
    keep-alive-requests: "1000"
    # nginx 与 upstream 保持长连接的最大空闲连接数 (不是最大连接数)，默认 320，在高并发下场景下调大，避免频繁建联导致 TIME_WAIT 飙升。
    # 参考: https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/user-guide/nginx-configuration/configmap/#upstream-keepalive-connections
    upstream-keepalive-connections: "2000"
    # 每个 worker 进程可以打开的最大连接数，默认 16384。
    # 参考: https://kubernetes.github.io/ingress-nginx/user-guide/nginx-configuration/configmap/#max-worker-connections
    max-worker-connections: "65536"

参考 Nginx Ingress 高并发实践。

日志轮转

Nginx Ingress 默认会将日志打印到容器标准输出，日志由容器运行时自动管理，在高并发场景可能会导致 CPU 占用较高。

解决方案是将 Nginx Ingress 日志输出到日志文件中，然后用 sidecar 对日志文件做自动轮转避免日志打满磁盘空间。

values.yaml 配置方法：

controller:
  config:
    # nginx 日志落盘到日志文件，避免高并发下占用过多 CPU
    access-log-path: /var/log/nginx/nginx_access.log
    error-log-path: /var/log/nginx/nginx_error.log
  extraVolumes:
    - name: log # controller 挂载日志目录
      emptyDir: {}
  extraVolumeMounts:
    - name: log # logratote 与 controller 共享日志目录
      mountPath: /var/log/nginx
  extraContainers: # logrotate sidecar 容器，用于轮转日志
    - name: logrotate
      image: imroc/logrotate:latest # https://github.com/imroc/docker-logrotate
      imagePullPolicy: IfNotPresent
      env:
        - name: LOGROTATE_FILE_PATTERN # 轮转的日志文件 pattern，与 nginx 配置的日志文件路径相匹配
          value: "/var/log/nginx/nginx_*.log"
        - name: LOGROTATE_FILESIZE # 日志文件超过多大后轮转
          value: "100M"
        - name: LOGROTATE_FILENUM # 每个日志文件轮转的数量
          value: "3"
        - name: CRON_EXPR # logrotate 周期性运行的 crontab 表达式，这里每分钟一次
          value: "*/1 * * * *"
        - name: CROND_LOGLEVEL # crond 日志级别，0~8，越小越详细
          value: "8"
      volumeMounts:
        - name: log
          mountPath: /var/log/nginx