Usar la reparación automática con aplicaciones de alta disponibilidad

En este tutorial interactivo se muestra cómo usar la reparación automática para crear aplicaciones de alta disponibilidad en Compute Engine.

Las aplicaciones de alta disponibilidad están diseñadas para satisfacer las necesidades de los clientes con una latencia y un tiempo de inactividad mínimos. La disponibilidad se ve comprometida cuando una aplicación falla o se bloquea. Los clientes de una aplicación vulnerada pueden experimentar una latencia alta o un tiempo de inactividad.

La reparación automática te permite reiniciar automáticamente las aplicaciones que se hayan visto comprometidas. Detecta rápidamente las instancias de máquinas virtuales (VMs) que han fallado y las vuelve a crear automáticamente para que se pueda volver a atender a los clientes. Con la reparación automática, ya no es necesario volver a poner en funcionamiento una aplicación manualmente después de un fallo.

Objetivos

• Configura una comprobación del estado y una política de recuperación automática.
• Configura un servicio web de demostración en un grupo de instancias gestionado (MIG).
• Simula fallos en las comprobaciones del estado y observa el proceso de recuperación de la reparación automática.

Costes

• Compute Engine

Antes de empezar

In the Cloud de Confiance console, on the project selector page, select or create a Cloud de Confiance project.

Roles required to select or create a project

• Select a project: Selecting a project doesn't require a specific IAM role—you can select any project that you've been granted a role on.
• Create a project: To create a project, you need the Project Creator role (roles/resourcemanager.projectCreator), which contains the resourcemanager.projects.create permission. Learn how to grant roles.

Go to project selector

Verify that billing is enabled for your Cloud de Confiance project.

Enable the Compute Engine API.

Roles required to enable APIs

To enable APIs, you need the Service Usage Admin IAM role (roles/serviceusage.serviceUsageAdmin), which contains the serviceusage.services.enable permission. Learn how to grant roles.

Enable the API

Si prefieres trabajar desde la línea de comandos, instala Google Cloud CLI.

Instala Google Cloud CLI y, a continuación, inicia sesión en gcloud CLI con tu identidad federada. Después de iniciar sesión, inicializa la CLI de Google Cloud ejecutando el siguiente comando:

gcloud init

Arquitectura de la aplicación

La aplicación incluye los siguientes componentes de Compute Engine:

• Comprobación del estado: una política de comprobación del estado HTTP que usa el autohealer para detectar las VMs que han fallado.
• Reglas de cortafuegos: Cloud de Confiance las reglas de cortafuegos te permiten permitir o denegar el tráfico a tus VMs.
• Grupo de instancias gestionado: un grupo de VMs que ejecutan el mismo servicio web de demostración.
• Plantilla de instancia: plantilla que se usa para crear cada VM del grupo de instancias.



Cómo comprueba el estado el servicio web de demostración

Una comprobación de estado envía solicitudes de sondeo a una VM mediante un protocolo especificado, como HTTP(S), SSL o TCP. Para obtener más información, consulta cómo funcionan las comprobaciones del estado y las categorías, los protocolos y los puertos de las comprobaciones del estado.

La comprobación del estado de este tutorial es una comprobación del estado de HTTP que comprueba la ruta HTTP /health en el puerto 80. En el caso de las comprobaciones del estado HTTP, la solicitud de sondeo solo se supera si la ruta devuelve una respuesta HTTP 200 (OK). En este tutorial, el servidor web de demostración define la ruta /health para devolver una respuesta HTTP 200 (OK) cuando está en buen estado o una respuesta HTTP 500 (Internal Server Error) cuando no lo está. Para obtener más información, consulta los criterios de éxito de HTTP, HTTPS y HTTP/2.

Crear la comprobación del estado

Para configurar la reparación automática, crea una comprobación del estado personalizada y configura el cortafuegos de red para permitir las sondas de comprobación del estado.

En este tutorial, creará una comprobación del estado regional. Para la reparación automática, puedes usar una comprobación del estado regional o global. Las comprobaciones del estado regionales reducen las dependencias entre regiones y ayudan a conseguir la residencia de datos. Las comprobaciones del estado globales son útiles si quieres usar la misma comprobación del estado para MIGs de varias regiones.

Consola

1. Crea una comprobación del estado.

   1. En la Cloud de Confiance consola, ve a la página Crear comprobación del estado.

      Ir a Crear comprobación del estado

   2. En el campo Name (Nombre), introduce autohealer-check.

   3. Define el ámbito en Regional.

   4. En el desplegable Región, selecciona europe-west1.

   5. En Protocolo, selecciona HTTP.

   6. Asigna el valor /health a Ruta de solicitud. Indica qué ruta HTTP usa la comprobación de estado. En este tutorial, el servidor web de demostración define la ruta /health para devolver una respuesta HTTP 200 (OK) cuando el estado sea correcto o una respuesta HTTP 500 (Internal Server Error) cuando no lo sea.

   7. Define los criterios de estado:

      1. Define Intervalo de comprobación en 10. Define el tiempo que transcurre desde el inicio de una sonda hasta el inicio de la siguiente.
      2. Define Tiempo de espera en 5. Define el tiempo queCloud de Confiance espera una respuesta a una petición. Este valor debe ser inferior o igual al intervalo de comprobación.
      3. Define el Umbral en buen estado en 2. Define el número de sondeos secuenciales que deben completarse correctamente para que la VM se considere en buen estado.
      4. Define Umbral en mal estado en 3. Define el número de comprobaciones secuenciales que deben fallar para que la VM se considere en mal estado.

   8. Deja los valores predeterminados de las demás opciones.

   9. En la parte inferior, haz clic en Crear.

2. Crea una regla de cortafuegos para permitir que las sondas de comprobación del estado hagan solicitudes HTTP.

   1. En la Cloud de Confiance consola, ve a la página Crear regla de cortafuegos.

      Ir a Crear regla de cortafuegos

   2. En Nombre, escribe default-allow-http-health-check.

   3. En Red, selecciona default.

   4. En Objetivos, selecciona All instances in the network.

   5. En Filtro de origen, selecciona IPv4 ranges.

   6. En Intervalos IPv4 de origen, introduce 130.211.0.0/22, 35.191.0.0/16.

      .

   7. En Protocolos y puertos, selecciona TCP e introduce 80.

   8. Deje los valores predeterminados de las demás opciones.

   9. Haz clic en Crear.

gcloud

1. Crea una comprobación del estado con el comando health-checks create http.

   gcloud compute health-checks create http autohealer-check \
       --region europe-west1 \
       --check-interval 10 \
       --timeout 5 \
       --healthy-threshold 2 \
       --unhealthy-threshold 3 \
       --request-path "/health"
   

   • check-interval define el tiempo que transcurre desde el inicio de una comprobación hasta el inicio de la siguiente.
   • timeout define el tiempo que Cloud de Confiance espera una respuesta a una sonda. Este valor debe ser inferior o igual al intervalo de comprobación.
   • healthy-threshold define el número de sondeos secuenciales que deben realizarse correctamente para que la VM se considere en buen estado.
   • unhealthy-threshold define el número de sondeos secuenciales que deben fallar para que la VM se considere en mal estado.
   • request-path indica qué ruta HTTP usa la comprobación de estado. En este tutorial, el servidor web de demostración define la ruta /health para devolver una respuesta HTTP 200 (OK) cuando está en buen estado o una respuesta HTTP 500 (Internal Server Error) cuando no lo está.

2. Crea una regla de cortafuegos para permitir que las sondas de comprobación del estado hagan solicitudes HTTP.

   gcloud compute firewall-rules create default-allow-http-health-check \
       --network default \
       --allow tcp:80 \
       --source-ranges 130.211.0.0/22,35.191.0.0/16
   

   .

Qué hace que una comprobación del estado de reparación automática sea buena

Las comprobaciones del estado que se usan para la reparación automática deben ser conservadoras para que no eliminen y vuelvan a crear tus instancias de forma preventiva. Si una comprobación del estado de la reparación automática es demasiado agresiva, es posible que la reparación automática confunda las instancias ocupadas con las instancias fallidas y las reinicie innecesariamente, lo que reducirá la disponibilidad.

• unhealthy-threshold. Debe ser superior a 1. Lo ideal es que este valor sea de 3 o más. De esta forma, se protege frente a fallos poco frecuentes, como la pérdida de paquetes de red.
• healthy-threshold. Un valor de 2 es suficiente para la mayoría de las aplicaciones.
• timeout. Asigna a este valor de tiempo una cantidad generosa (cinco veces o más que el tiempo de respuesta esperado). De esta forma, se evitan retrasos inesperados, como instancias ocupadas o una conexión de red lenta.
• check-interval. Este valor debe estar entre 1 segundo y el doble del tiempo de espera (no debe ser demasiado largo ni demasiado corto). Cuando un valor es demasiado largo, no se detecta una instancia fallida con la suficiente antelación. Si un valor es demasiado corto, las instancias y la red pueden estar muy ocupadas, dado el gran número de sondeos de comprobación de estado que se envían cada segundo.

Configurar el servicio web

En este tutorial se usa una aplicación web almacenada en GitHub. Si quieres obtener más información sobre cómo se ha implementado la aplicación, consulta el repositorio de GitHub GoogleCloudPlatform/python-docs-samples.

Para configurar el servicio web de demostración, crea una plantilla de instancia que inicie el servidor web de demostración al iniciarse. A continuación, usa esta plantilla de instancia para desplegar un grupo de instancias gestionado y habilitar la reparación automática.

Consola

1. Crea una plantilla de instancia. Incluye una secuencia de comandos de inicio que inicie el servidor web de demostración.

   1. En la Cloud de Confiance consola, ve a la página Crear plantilla de instancia.

      Ir a Crear plantilla de instancia

   2. Asigna el valor webserver-template a Nombre.

   3. En la sección Ubicación, en el menú desplegable Región, selecciona europe-west1.

   4. En la sección Configuración de la máquina, en el menú desplegable Tipo de máquina, selecciona e2-medium.

   5. En la sección Cortafuegos, marca la casilla Permitir el tráfico HTTP.

   6. Despliega la sección Opciones avanzadas para ver la configuración avanzada. Aparecerán varias subsecciones.

   7. En la sección Gestión, busca Automatización e introduce la siguiente secuencia de comandos de inicio:

      apt-get update
      apt-get -y install git python3-pip python3-venv
      git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/python-docs-samples.git
      python3 -m venv venv
      ./venv/bin/pip3 install -Ur ./python-docs-samples/compute/managed-instances/demo/requirements.txt
      ./venv/bin/pip3 install gunicorn
      ./venv/bin/gunicorn --bind 0.0.0.0:80 app:app --daemon --chdir ./python-docs-samples/compute/managed-instances/demo
      

   8. Deje los valores predeterminados de las demás opciones.

   9. Haz clic en Crear.

2. Despliega el servidor web como un grupo de instancias gestionado.

   1. En la Cloud de Confiance consola, ve a la página Crear grupo de instancias.

      Ir a Crear grupo de instancias

   2. Asigna el valor webserver-group a Nombre.

   3. En Plantilla de instancia, selecciona webserver-template.

   4. En Región, selecciona europe-west1.

   5. En Zona, selecciona europe-west1-b.

   6. En la sección Autoescalado, en Modo de autoescalado, selecciona Desactivado: no autoescalar.

   7. Vuelve al campo Número de instancias y asigna el valor 3.

   8. En la sección Autorreparación, haga lo siguiente:

      1. En el menú desplegable Comprobación del estado, selecciona autohealer-check.

      2. Define Retraso inicial en 300.

   9. Deja los valores predeterminados de las demás opciones.

   10. Haz clic en Crear.

3. Crea una regla de cortafuegos que permita las solicitudes HTTP a los servidores web.

   1. En la Cloud de Confiance consola, ve a la página Crear regla de cortafuegos.

      Ir a Crear regla de cortafuegos

   2. En Nombre, escribe default-allow-http.

   3. En Red, selecciona default.

   4. En Objetivos, selecciona Specified target tags.

   5. En Etiquetas de destino, introduzca http-server.

   6. En Filtro de origen, selecciona IPv4 ranges.

   7. En Intervalos de IPv4 de origen, introduzca 0.0.0.0/0 para permitir el acceso a todas las direcciones IP.

   8. En Protocolos y puertos, selecciona TCP e introduce 80.

   9. Deje los valores predeterminados de las demás opciones.

   10. Haz clic en Crear.

gcloud

1. Crea una plantilla de instancia. Incluye una secuencia de comandos de inicio que inicie el servidor web de demostración.

   gcloud compute instance-templates create webserver-template \
       --instance-template-region europe-west1 \
       --machine-type e2-medium \
       --tags http-server \
       --metadata startup-script='
     apt-get update
     apt-get -y install git python3-pip python3-venv
     git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/python-docs-samples.git
     python3 -m venv venv
     ./venv/bin/pip3 install -Ur ./python-docs-samples/compute/managed-instances/demo/requirements.txt
     ./venv/bin/pip3 install gunicorn
     ./venv/bin/gunicorn --bind 0.0.0.0:80 app:app --daemon --chdir ./python-docs-samples/compute/managed-instances/demo'
   

2. Crea un grupo de instancias gestionado.

   gcloud compute instance-groups managed create webserver-group \
       --zone europe-west1-b \
       --template projects/PROJECT_ID/regions/europe-west1/instanceTemplates/webserver-template \
       --size 3 \
       --health-check projects/PROJECT_ID/regions/europe-west1/healthChecks/autohealer-check \
       --initial-delay 300
   

3. Crea una regla de cortafuegos que permita las solicitudes HTTP a los servidores web.

   gcloud compute firewall-rules create default-allow-http \
       --network default \
       --allow tcp:80 \
       --target-tags http-server
   

Espera unos minutos a que el grupo de instancias gestionadas cree y verifique sus VMs.

Simular fallos en las comprobaciones del estado

Para simular fallos en las comprobaciones del estado, el servidor web de demostración te ofrece formas de forzar un fallo en una comprobación del estado.

Consola

1. Ve a una VM de servidor web.

   1. En la consola de Cloud de Confiance , ve a la página Instancias de VM.

      Ir a instancias de VM

   2. En cualquier VM webserver-group, en la columna IP externa, haz clic en la dirección IP. Se abrirá una nueva pestaña en tu navegador web. Si se agota el tiempo de espera de la solicitud o la página web no está disponible, espera un minuto para que el servidor termine de configurarse y vuelve a intentarlo.

   El servidor web de demostración muestra una página similar a la siguiente:

   

2. En la página web de demostración, haz clic en Make unhealthy (Hacer que no esté en buen estado)

   Esto provoca que el servidor web no supere la comprobación del estado. En concreto, el servidor web hace que la ruta /health devuelva un HTTP 500 (Internal Server Error). Puedes comprobarlo tú mismo haciendo clic rápidamente en el botón Comprobar estado (deja de funcionar después de que el proceso de reparación automática haya empezado a reiniciar la VM).

3. Espera a que el sistema de recuperación automática actúe.

   1. En la consola de Cloud de Confiance , ve a la página Instancias de VM.

      Ir a instancias de VM

   2. Espera a que cambie el estado de la VM del servidor web. La marca de verificación verde situada junto al nombre de la VM debería cambiar a un cuadrado gris, lo que indica que el autorestaurador ha empezado a reiniciar la VM en mal estado.

   3. Haz clic en Actualizar en la parte superior de la página periódicamente para ver el estado más reciente.

   4. El proceso de reparación automática finaliza cuando el cuadrado gris vuelve a ser una marca de verificación verde, lo que indica que la VM vuelve a estar en buen estado.

gcloud

1. Monitoriza el estado del grupo de instancias gestionado. Cuando hayas terminado, detén la grabación pulsando Ctrl+C.

   while : ; do
     gcloud compute instance-groups managed list-instances webserver-group \
     --zone europe-west1-b
     sleep 5  # Wait for 5 seconds
   done
   

     NAME: webserver-group-0zx6
     ZONE: europe-west1-b
     STATUS: RUNNING
     HEALTH_STATE: HEALTHY
     ACTION: NONE
     INSTANCE_TEMPLATE: webserver-template
     VERSION_NAME:
     LAST_ERROR:
   
     NAME: webserver-group-4qbx
     ZONE: europe-west1-b
     STATUS: RUNNING
     HEALTH_STATE: HEALTHY
     ACTION: NONE
     INSTANCE_TEMPLATE: webserver-template
     VERSION_NAME:
     LAST_ERROR:
   
     NAME: webserver-group-m5v5
     ZONE: europe-west1-b
     STATUS: RUNNING
     HEALTH_STATE: HEALTHY
     ACTION: NONE
     INSTANCE_TEMPLATE: webserver-template
     VERSION_NAME:
     LAST_ERROR:
   

   Todas las máquinas virtuales del grupo deben mostrar STATUS: RUNNING y ACTION: NONE. Si no es así, espera unos minutos para que las VMs terminen de configurarse y vuelve a intentarlo.

2. Abre una nueva sesión de Cloud Shell con Google Cloud CLI instalado.

3. Obtén la dirección de una VM de servidor web.

   gcloud compute instances list --filter webserver-group
   

   En la columna EXTERNAL_IP, copia la dirección IP de cualquier servidor web VM y guárdala como una variable bash local.

   export IP_ADDRESS=EXTERNAL_IP_ADDRESS
   

4. Comprueba que el servidor web haya terminado de configurarse. El servidor devuelve una respuesta HTTP 200 OK.

   curl --head $IP_ADDRESS/health
   

   HTTP/1.1 200 OK
   Server: gunicorn
   ...
   

   Si aparece un error Connection refused, espera un minuto para que el servidor termine de configurarse y vuelve a intentarlo.

5. Hacer que el servidor web no esté en buen estado.

   curl $IP_ADDRESS/makeUnhealthy > /dev/null
   

   Esto provoca que el servidor web no supere la comprobación del estado. En concreto, el servidor web hace que la ruta /health devuelva un HTTP 500 INTERNAL SERVER ERROR. Puedes comprobarlo tú mismo haciendo una solicitud rápida a /health (dejará de funcionar después de que el autorreparador haya empezado a reiniciar la VM).

   curl --head $IP_ADDRESS/health
   

   HTTP/1.1 500 INTERNAL SERVER ERROR
   Server: gunicorn
   ...
   

6. Vuelve a la primera sesión de shell para monitorizar el grupo de instancias gestionado y espera a que el reparador automático actúe.

   1. Cuando se haya iniciado el proceso de reparación automática, se actualizarán las columnas STATUS y ACTION, lo que indica que el reparador automático ha empezado a reiniciar la VM en mal estado.

        NAME: webserver-group-0zx6
        ZONE: europe-west1-b
        STATUS: STOPPING
        HEALTH_STATE: UNHEALTHY
        ACTION: RECREATING
        INSTANCE_TEMPLATE: webserver-template
        VERSION_NAME:
        LAST_ERROR:
      
        ...
      

   2. El proceso de reparación automática habrá finalizado cuando la VM vuelva a informar de un STATUS de RUNNING y un ACTION de NONE, lo que indica que la VM se ha reiniciado correctamente.

        NAME: webserver-group-0zx6
        ZONE: europe-west1-b
        STATUS: RUNNING
        HEALTH_STATE: HEALTHY
        ACTION: NONE
        INSTANCE_TEMPLATE: webserver-template
        VERSION_NAME:
        LAST_ERROR:
      
        ...
      

   3. Cuando hayas terminado de monitorizar el grupo de instancias gestionado, detente pulsando Ctrl+C.

Puedes repetir este ejercicio. A continuación, te ofrecemos algunas ideas:

• ¿Qué ocurre si todas las máquinas virtuales no están en buen estado al mismo tiempo? Para obtener más información sobre el comportamiento de la reparación automática durante los fallos simultáneos, consulta el comportamiento de la reparación automática.

• ¿Puedes actualizar la configuración de la comprobación de estado para restaurar las VMs lo más rápido posible? En la práctica, deberías definir los parámetros de comprobación del estado para usar valores conservadores, tal como se explica en este tutorial. De lo contrario, corres el riesgo de que las VMs se eliminen y reinicien por error cuando no haya ningún problema real.

• El grupo de instancias gestionado tiene un ajuste de configuración initial delay. ¿Puedes determinar el retraso mínimo necesario para este servidor web de demostración? En la práctica, deberías definir un retraso algo mayor (entre un 10 % y un 20%) del tiempo que tarda una VM en arrancar y empezar a atender solicitudes de aplicaciones. De lo contrario, la VM podría quedarse atascada en un bucle de arranque de reparación automática.

Ver el historial de Autohealer (opcional)

Para ver el historial de operaciones de reparación automática, usa el siguiente comando gcloud:

gcloud compute operations list --filter='operationType~compute.instances.repair.*'

Para obtener más información, consulta cómo ver el historial de operaciones de reparación automática.

Limpieza

Cuando termines el tutorial, puedes eliminar los recursos que has creado para que dejen de usar cuota y generar cargos. En las siguientes secciones se explica cómo eliminar o desactivar dichos recursos.

Si has creado un proyecto independiente para este tutorial, elimínalo por completo. De lo contrario, si el proyecto tiene recursos que quieres conservar, elimina solo los recursos específicos creados en este tutorial.

Eliminar el proyecto

1. In the Cloud de Confiance console, go to the Manage resources page.

   Go to Manage resources

2. In the project list, select the project that you want to delete, and then click Delete.
3. In the dialog, type the project ID, and then click Shut down to delete the project.

Eliminar recursos específicos

Si no puedes eliminar el proyecto que has usado en este tutorial, elimina los recursos del tutorial de forma individual.

Eliminar el grupo de instancias

consola

1. In the Cloud de Confiance console, go to the Instance groups page.

   Go to Instance groups

2. Select the checkbox for your webserver-group instance group.
3. To delete the instance group, click delete Delete.

gcloud

gcloud compute instance-groups managed delete webserver-group --zone europe-west1-b -q

Eliminar la plantilla de instancia

consola

1. En la Cloud de Confiance consola, ve a la página Plantillas de instancia.

   Ir a Plantillas de instancia

2. Haga clic en la casilla situada junto a la plantilla de instancia.

3. En la parte superior de la página, haz clic en delete Eliminar. En la nueva ventana, haz clic en Eliminar para confirmar la acción.

gcloud

gcloud compute instance-templates delete webserver-template -q \
    --region=europe-west1

Eliminar la comprobación del estado

consola

1. En la Cloud de Confiance consola, ve a la página Comprobaciones de estado.

   Ir a Comprobaciones del estado

2. Haga clic en la casilla situada junto a la comprobación de estado.

3. En la parte superior de la página, haz clic en delete Eliminar. En la nueva ventana, haz clic en Eliminar para confirmar la acción.

gcloud

gcloud compute health-checks delete autohealer-check -q \
    --region=europe-west1

Eliminar las reglas de cortafuegos

consola

1. En la Cloud de Confiance consola, ve a la página Reglas de cortafuegos.

   Ir a reglas de cortafuegos

2. Haga clic en las casillas situadas junto a las reglas de cortafuegos llamadas default-allow-http y default-allow-http-health-check.

3. En la parte superior de la página, haz clic en delete Eliminar. En la nueva ventana, haz clic en Eliminar para confirmar la acción.

gcloud

gcloud compute firewall-rules delete default-allow-http default-allow-http-health-check -q

Siguientes pasos

• Prueba otro tutorial:
  • Usar el balanceo de carga con aplicaciones de alta disponibilidad.
  • Usar el autoescalado con aplicaciones muy escalables.
• Más información sobre los grupos de instancias gestionados
• Consulta más información sobre cómo diseñar sistemas sólidos.
• Consulta más información sobre cómo crear aplicaciones web escalables y resilientes en Cloud de Confiance.