Yi's Blog

AWS Auto Scaling 学习与踩坑

2018-07-02

最近工作不太顺，总踩坑，当然这是客观原因。主观因素呢，就归结于自己经验不足。

这又刚被 AWS Auto Scaling 给坑了，于是学习总结了一番，记录下来，主要是关于 Auto Scaling 的详细介绍和容易犯错踩坑的地方。方便以后自己查询，也希望能帮到看到这篇文章的人。

什么是 Auto Scaling Group

Amazon EC2 Auto Scaling 用户指南

Amazon EC2 Auto Scaling 帮助您确保您具有适量的 Amazon EC2 实例可用于处理您的应用程序负载。您可创建 EC2 实例的集合，称为 Auto Scaling 组 。您可以指定每个 Auto Scaling 组中最少的实例数量，Auto Scaling 会确保您的组中的实例永远不会低于这个数量。您可以指定每个 Auto Scaling 组中最大的实例数量，Auto Scaling 会确保您的组中的实例永远不会高于这个数量。如果您在创建组的时候或在创建组之后的任何时候指定了所需容量，Auto Scaling 会确保您的组一直具有此数量的实例。如果您指定了扩展策略，则 Auto Scaling 可以在您的应用程序的需求增加或降低时启动或终止实例。

例如，以下 Auto Scaling 组的最小容量为 1 个实例，所需容量为 2 个实例，最大容量为和 4 个实例。您制定的扩展策略是按照您指定的条件，在最大最小实例数范围内调整实例的数量。

aws-auto-scaling-example.png

创建 Auto Scaling Group

创建 Auto Scaling Group 有三种方式：

  1. 使用 EC2实例 创建
  2. 使用 启动配置 创建
  3. 使用 Launch Templates(启动模板) 创建

使用 EC2实例 创建

使用 EC2实例 创建 Auto Scaling Group需要满足以下条件：

  1. 实例位于您要创建 Auto Scaling 组的可用区中。
  2. 实例不是其他 Auto Scaling 组的成员。
  3. 实例处于 running 状态。
  4. 用于启动实例的 AMI 必须仍然存在。

创建步骤

  1. 在 EC2 列表找到用于创建 Auto Scaling Group 的实例，操作 -> 实例设置 -> 附加到 Auto Scaling 组。
    create-asg-by-ec2-1.png

  2. 在弹出的对话框中选择附加到“新的 Auto Scaling 组”，设置一个组名称。
    create-asg-by-ec2-2.png

  3. 创建成功，在 Auto Scaling Group 列表中查看创建好的组，检查配置（后面详细介绍）。
    create-asg-by-ec2-3.png

  4. 在 Auto Scaling Group 属性的实例页签可以看到前面选择的 EC2 实例。最好为此实例设置缩减保护。
    create-asg-by-ec2-4.png

注意事项

  1. 如果该 EC2 实例已经关联在一个 ELB 上，则由此创建的 Auto Scaling Group 也会关联到相同的 ELB。
  2. 如果该 EC2 实例已经关联在一个以上（不包含一个） ELB上，则由此创建的 Auto Scaling Group 不会关联任何的 ELB。

使用 启动配置 创建

  1. 创建新的启动配置（或选择已有的启动配置）
    create-asg-by-launchconf-1.png

    1. 选择 AMI映像
      create-asg-by-launchconf-1.png

    2. 选择配置合适的实例类型
      create-asg-by-launchconf-2.png

    3. 设置启动配置的名称
      create-asg-by-launchconf-3.png

    4. 添加存储
      create-asg-by-launchconf-4.png

    5. 配置安全组

  2. 创建 Auto Scaling 组

    1. 设置组名、组大小、网络及可用区
      create-asg-by-launchconf-4.png

    2. 设置扩展策略
      create-asg-by-launchconf-4.png

    3. 配置通知

    4. 配置标签

使用 Launch Templates(启动模板) 创建

暂未使用，待研究。

Auto Scaling Group 配置详解

点击创建好的 Auto Scaling Group 可以在下方的属性面板中查看它的详细配置，一个有 9 个页签，下面详细说明。

详细信息

auto-scaling-group-conf-detail-1.png

  1. 启动配置
    可以选择使用启动配置还是启动模板来在自动扩容时启动新的实例。两者作用相似，都可以设置自动扩容新实例所需的 AMI、实例类型、存储、安全组等。
    此配置还可以随时更改。

  2. Classic 负载均衡器 和 目标组
    前者用于设置 ASG 与 Classic ELB(s) 关联，后者用于设置 ASG 与 Application Load Balancer(s) 或 Network Load Balancer(s) 的目标组（Target Group(s))关联。
    将 ASG 与 ELB 关联后，ASG 组内的实例都将自动的挂载到 ELB 上，新增或分离的实例也将同步在 ELB 上挂载或摘掉。
    每个 ASG 最多可以关联 10 个 ELB，可关联目标组的数量未测试。

  3. 所需容量、最大、最小
    最大、最小指定了 ASG 在自动扩容或缩减时不能超过的上下范围。所需容量必须在最大、最小值之间，代表当前对实例数量的需求，ASG 会通过自动扩容或缩减将正常的实例数量维持在所需容量。

  4. 运行状况检查类型
    运行状况检查类型有两个可选性：EC2、ELB。

    EC2： 对 EC2 实例进行状态检查，可以在实例的属性面板查看。关机和重启都会导致状态检查不通过。
    ec2-status-check.png

    ELB： 使用 ELB 提供的健康检查。

  5. 运行状况检查宽限期
    通常，刚刚投入使用的 Auto Scaling 实例需要预热才能通过 Auto Scaling 运行状况检查。Auto Scaling 等运行状况检查宽限期结束才检查实例的运行状况。为了给实例提供足够的预热时间，请确保运行状况检查宽限期包含应用程序的预期启动时间。

  6. 终止策略
    终止策略有 5 个可选项：Default、OldestInstance、OldestLaunchConfiguration、NewestInstance、ClosestToNextInstanceHour。

    1. Default(默认终止策略): 默认终止策略可帮助确保您的网络架构均匀分布到多个可用区。

      1. 如果多个可用区中都有实例，选择有最多实例并且至少一个实例不受缩小保护的可用区。如果有多个可用区有此数目的实例，则选择使用最旧启动配置的实例所在的可用区。

      2. 确定所选可用区中哪些不受保护的实例使用最旧启动配置。如果有一个此类实例，则终止该实例。

      3. 如果有多个实例使用最旧启动配置，则确定哪些不受保护的实例最接近下个计费小时。(这将帮助您最大程度地使用您的 EC2 实例并管理 Amazon EC2 使用成本。)如果有一个此类实例，则终止该实例。

      4. 如果有多个不受保护的实例最接近下个计费小时，则随机选择其中一个实例。

      termination-policy-default-flowchart-diagram.png

    2. OldestInstance
      终止组中最旧的实例。当您将 Auto Scaling 组中的实例升级为新的 EC2 实例类型，可以逐渐将较旧类型的实例替换为较新类型的实例时，此选项十分有用。

    3. OldestLaunchConfiguration
      终止组中最新的实例。如果要测试新的启动配置但不想在生产中保留它时，此策略非常有用。

    4. NewestInstance
      终止采用最旧启动配置的实例。如果要更新某个组并且逐步淘汰先前配置中的实例时，此策略非常有用。

    5. ClosestToNextInstanceHour
      终止最接近下个计费小时的实例。此策略将帮助您最大程度地使用您的实例并管理 Amazon EC2 使用成本。

  7. 默认冷却时间

    Amazon EC2 Auto Scaling 用户指南：适用于 Amazon EC2 Auto Scaling 的扩展冷却时间

    在实例投入使用之前，这些实例使用配置脚本安装和配置软件。因此，实例从启动到投入使用大约需要两到三分钟的时间。实际时间取决于诸多因素，如实例大小和是否有启动脚本要完成等。

    现在出现了流量高峰，从而导致 CloudWatch 警报触发。该警报触发时，Auto Scaling 组会启动一个实例来帮助处理增加的需求。但是存在一个问题：该实例需要几分钟的时间才能启动。在此期间，CloudWatch 警报可能会继续触发，从而导致 Auto Scaling 组在警报每次出现时都另外启动一个实例。

    但是，有了冷却时间，Auto Scaling 组在启动一个实例后，将暂停所有简单扩展策略或手动扩展引起的扩展活动，直至经过了指定时间量。（默认值为 300 秒。）这样，新启动的实例有时间开始处理应用程序流量。冷却时间过后，所有暂停的扩展操作都会恢复。如果 CloudWatch 警报再次触发，则 Auto Scaling 组将启动另一个实例，而冷却时间也会再次生效。不过，如果新增的实例足以将 CPU 使用率降为正常水平，则该组会保持其当前大小。

  8. 暂停的进程

    Amazon EC2 Auto Scaling 用户指南：暂停和恢复扩展流程

    您可以暂停然后恢复您的 Auto Scaling 组的一个或多个扩展流程。如果需要调查配置问题或与 Web 应用程序相关的其他问题，然后在不触发扩展流程的前提下对应用程序进行更改，则此设置很有用。

    Amazon EC2 Auto Scaling 支持以下扩展流程：

    • Launch
    • Terminate
    • HealthCheck
    • ReplaceUnhealthy
    • AZRebalance
    • AlarmNotification
    • ScheduledActions
    • AddToLoadBalancer

  9. 实例保护
    如果已设定好保护免于缩减，新启动的实例在默认情况下将被保护免于缩减。在缩减时 Auto Scaling 将不会选择被保护的实例成为要终止的实例。更改此一选项将不会影响现有实例。

活动历史记录

此页签可以看到该 Auto Scaling Group 扩容、缩减、添加、分离等活动记录。

扩展策略

扩展策略用于根据需求变化动态的进行扩展或缩减。扩展策略有三种：

  1. 目标跟踪扩展策略
  2. 简单的扩展策略
  3. 带步骤的扩展策略

Amazon EC2 Auto Scaling 用户指南：适用于 Amazon EC2 Auto Scaling 的目标跟踪扩展策略

实例

实例页签可以看到关联在此 ASG 中的 EC2 实例。可以在这里设置缩减保护，分离实例等操作。

标签

标签页签既可以为此 ASG 组添加标签，也可以为此 ASG 组自动扩容创建出的实例打标签。将标签后面的标记新实例选项设置为是，则此标签将附加在自动扩展出的实例上。

auto-scaling-group-conf-tag-1.png

计划的操作

待学习。

生命周期挂钩

待学习。

实例保护（缩减保护）

缩减保护可以避免在 ASG 组在所需容量减少时终止（terminated）实例。

在 ASG 组属性面板实例标签中可以为组中的实例单独添加或取消缩减保护，也可以设置 ASG 的实例保护属性为“保护免于缩减”，这样 ASG 组启动实例时会自动为实例添加实例保护。

[注意] 实例保护并不能针对以下情况保护 Auto Scaling 实例

  1. 实例保护不能阻止手动在控制台去终止实例。（这不废话嘛……终止保护可以阻止手动终止实例，不过跟此话题无关。）
    再注意： 终止保护可以阻止手动终止实例，但不能阻止 ASG 缩减去终止实例！
  2. 实例未通过运行状况检查的情况下的运行状况检查更换。(这点很重要！就是说，即使设置了实例保护，去关机或重启，都会导致状况检查不通过而被terminated)
  3. Spot 实例中断。

设为备用

这是个非常有用的功能！合理使用设为备用功能在需要对 ASG 组中的实例维护进行关机、重启等操作时可以省去很多麻烦。
在上一节实例保护的介绍中说了，即使设置了实例保护，当实例关机时，仍然会被 ASG 自动 terminated（危险！）。此时就可以使用设为备用这个操作。
将实例设为备用，会首先将该实例从 ASG 关联的 ELB 中取消注册，然后根据设置减小 ASG 的所需容量（不启动新实例）或启动新的实例（所需容量保持不变）。Amazon EC2 Auto Scaling 不对处于备用状态的实例执行运行状况检查。当实例处于备用状态时，其运行状况将反映您将实例置于备用状态之前，实例具有的状态，直到将实例恢复为可用。

set-asg-instance-standby.png

因为此时 Auto Scaling 不会对备用实例运行状况检查，所以可以进行关机维护等操作而不必担心被自动 terminated。
维护完成后，将实例重新设为可用，ASG 的所需容量会自动增加，实例也会重新注册到 ASG 关联的 ELB 上。

注意：

  1. 在将实例从备用状态设为可用前，请务必确定该实例已经正常运行可以通过状况检查，否则在设为可用后会被立刻 terminated （即使你设置了实例保护和终止保护，都没用）！
  2. 如果 ASG 设置了多个可用区，设为备用后导致各可用区中实例数量不一致，Auto Scaling 将会重新平衡可用区，即 terminated 实例较多的可用区中的一台，在实例较少的可用区中新启动一台。要避免自动平衡可用区，可以在 ASG 中设置暂停进程 AZRebalance。

常用操作总结

1. 重启、关机 ASG 中的实例

为避免 ASG 将实例自动 terminated，需按以下步骤执行：

  1. 在 ASG 属性面板实例页签将要维护的实例设为备用。（此操作会将实例从 ASG 关联的 ELB 中取消注册，如要求不影响业务，请确保仍有其他正常运行的实例）
  2. 进行重启、关机等维护操作。
  3. 在设为可用前，确保实例已启动，运行正常。
  4. 将实例设为启用。（一定要确保检查步骤3，否则会导致设为启用后被立即 terminated）

2. 删除 Auto Scaling Group

在删除 Auto Scaling 组时，其所需值、最小值和最大值均会被设置为 0。因此 ASG 中的实例将会被 terminated。
如仅需删除 Auto Scaling Group 而保持原有实例不变，需按一下步骤执行：

  1. 在 ASG 属性面板实例页签将实例逐一分离。（分离操作会导致实例从 ASG 关联的 ELB 中取消注册，如要求不影响业务，需逐一分离，挂载 ELB）
  2. 确保 ASG 中已没有实例，分离出去的实例已经重新注册到原有的 ELB 上。
  3. 删除 ASG（若不需要备份，也请一并删除启动配置）。

3. 附加实例到 ASG 中

要附加到 ASG 中的实例需满足以下条件：

  1. 实例处于 running 状态。
  2. 用于启动实例的 AMI 必须仍然存在。
  3. 实例不是其他 Auto Scaling 组的成员。
  4. 实例与 Auto Scaling 组位于同一可用区。
  5. 如果 Auto Scaling 组具有附加的传统负载均衡器，则实例和该负载均衡器必须都位于 EC2- 或同一 VPC 中。如果 Auto Scaling 组具有附加的目标组，则实例和负载均衡器必须都位于同一 VPC 中。

为避免可能出现的危险操作，在附加实例到 ASG 组中，需按一下步骤执行：

  1. 检查 ASG 中的配置，是否关联了 ELB，要添加的实例是否确实要注册到这些 ELB
  2. 检查 ASG 中的配置，ASG 的状况检查类型是 EC2 还是 ELB，要添加的实例是否能通过状况检查。
  3. 检查 ASG 中的配置，新附加的实例是否添加了实例保护，根据场景判断是否需要添加实例保护。

4. 从 ASG 中分离实例

如果不希望使用 ASG 管理实例了，可以在 ASG 的属性面板实例页签将实例从 ASG 中分离。分离时，若勾选“将一个新实例添加到 Auto Scaling 组以均衡负载”，ASG 将保持所需容量不变，分离指定实例，然后新启动一台实例来代替分离出去的实例。若取消勾选此项，则 ASG 的所需容量将会自动减一（若减一后小于最小值，将不能分离）。

detach-instance-from-asg.png

注意：

  1. 分离出的实例将会自动从 ASG 关联的 ELB 上取消注册！
  2. 如果 ASG 设置了多个可用区，分离后导致各可用区中实例数量不一致，Auto Scaling 将会重新平衡可用区，即 terminated 实例较多的可用区中的一台，在实例较少的可用区中新启动一台。要避免自动平衡可用区，可以在 ASG 中设置暂停进程AZRebalance。

5. 两种组织 ASG 实例的方式对比

假设系统日常需要 2 台实例支撑业务运行，高峰是需要 4 台实例。有如下两种方式设置 Auto Scaling Group。

方式 1：

2 台实例不使用 ASG 管理，用于支撑日常业务。设置 ASG 最小 0，最大 2，所需 2，用于支撑高峰时业务。

优点：

  • 配置简单，适用于对 ASG 不熟悉的同学使用。对原有系统架构添加 Auto Scaling 功能时不影响原系统架构。
  • 2 台 ASG 组外的实例不受 ASG 配置的影响，可以避免因 ASG 配置错误造成意外的实例 terminated 或在 ELB 上取消注册。

缺点：

  • 无法使用目标跟踪的扩展策略。扩展策略只能监控 ASG 组中的实例。
  • 不能统一的修改 ASG 组内外实例的 ELB。

方式 2：

实例全部附加到 ASG 管理，日常用的 2 台实例一定要设置实例保护。设置 ASG 最小 2， 最大 4，所需 2，配置动态扩展策略。

优点：

  • 统一管理，对 ASG 添加 ELB 等设置可以批量的应用在各实例上。
  • 可以应用各种动态扩展策略。

缺点：

  • 需要熟知 ASG 的各项设置与功能特性。否则容易造成实例意外 terminated 或在 ELB 上取消注册，导致影响线上业务。（这个其实不能算是缺点。）

心得体会

  1. 线上操作一定要非常小心！想清前因后果，不做不确定的操作，不要想当然。
  2. 熟读文档很重要！AWS 的文档写的很棒很细致，不过本地化还不够，有些翻译有些别扭不好理解。也因此有了这篇文章。
  3. AWS EC2 Auto Scaling 真的功能很多，很强大！
  4. 凡事都有两面。功能强大意味着使用复杂！不熟悉的话真的有很多坑！血泪的教训！
  5. 又攒经验了！
Tags: AWS AutoScaling
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