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孫宇聰:來自Google的DevOps理念及實踐(下) – 運維派

接下來聊一聊SRE的一些最佳實踐,我認為Google做得比較好的幾點。

SRE的最佳實踐

建設平臺化服務體系

首先, Google現在是一個六萬人的公司,涉及到的產品線可能一百多個,各個部門之間差距很大,而且Google全球幾百個資料中心,有很多機器,它如何管理?如果按照國內公司的方式去管理早就累死了。因為國內很多運維部門從上到下什麼都管,從買機器開始,一直到最上面安裝伺服器、除錯,配網路,所以業務線、運維部門經常好幾千人。Google做得比較好的一點就是它把一個東西橫向切分,因為它很早之前就意識到很多部門或者很多人之間有共性?像現在國內有的公司也開始講的,運維部門要輸出能力,公司內部也要服務化,因為只有服務化才能讓每個團隊更加專業化。

所以回到Google這個平臺上,我認為它實際上是不停的在切分,就是橫向切分。首先最底下是所謂的資源供給層,就是相當於把資料中心這件事情真的當成了一個資源,可以服於使用者。就是使用者需要什麼樣的機器,配置架構怎麼樣,怎麼設計資料中心,這些東西它都幫使用者做好。有一個專門的團隊去做這件事情,這個團隊也有自己的研發,也有自己的運維,也有自己的operation、PM,什麼都有。

往上是技術架構,技術架構是大家經常聽說的Borg系統等,讓一些比較通用的技術或者通用的架構都能形成平臺式的東西。

再往上才是產品線,每一層實際上都有自己的SRE部門、運維部門,都是一個專案。所以把這個平臺搭起來之後,上層的人可以越來越少關心底下的細節問題,一定程度的減少了他很多精力、減少了很多官僚主義上的問題。需要計算資源的時候就給資源,不是還要先去審批又買機器,什麼樣的機器,什麼樣的配置都不一樣,所以整個公司是一個非常同質化的公司,很多業務底下共享的東西很多。工作在越底層的人如果能服務的人越多,就會產生一個所謂的放大效應。可能大公司都是這樣的,它有平臺化效應,底下的人可以搞出一個世界最好的資料中心,可以同時服務幾十個產品線的業務;搞出一個更好的資料庫,所有人都可以用,這是Google做得比較好的一點。

容量規劃和容量管理

然後大家會發現在做一個業務層運維的時候,可以關注更高階的東西,不是關心買什麼樣機器,而是更多關心到底需要多少容量,這些容量應該在什麼地方。在YouTube我們經常在辦公室擺一個世界地圖,大家經常會討論這裡有一個數據中心,那裡有一個數據中心,然後討論在這邊放多少容量,在那邊放多少容量,它們之間如何災備,我們可以考慮這些更高階的、更抽象的東西。這樣的好處是可以真正的做到容災,就是所謂的N+M。就是如果平時需要的峰值流量是N,M是作為災備流量或者是這個冗餘流量。N和M到底是什麼?很多公司連自己的N都不知道,從來沒有說過我們到底要處理多少流量,有些領導說我們“雙11”想來多大量的就來多大量,這怎麼能搞好?

這個問題是運維部門獨特的功能或者獨特的角色,要負責將把這個東西確定下來,我們到底要承擔多大的流量,要有多少冗餘。接下來就是驗證這件事情,到底有沒有這樣的能力,能不能處理這麼大的流量或者這麼大的需求? Google有一個內部指標就是130%,比如可以處理1秒交易量是一百萬,實際上叢集的峰都是按照一百萬的130%來處理。130%是負載均衡或者是一些外界波動導致的,它實際上是不平均的。我們可以說它是一百萬條交易的負荷,但實際上不可能說一百萬零一條這個系統就崩潰了。可以留一下視窗,留一些冗餘量來處理一些操作中的未知性,還有一些特殊意外情況,所以130%是一個我們常用的指標。

在Google裡面已經很少提災備這件事情,就是對我們來說我們沒有災備容量,都是平均負載均衡的。可能有一些冗餘,比如一個系統只能一千臺機器,這一千臺機器並不是說我有十臺是不接受業務處理的,而是我們所有機器都是接受業務處理,只不過他們處理能力可能沒有把所有的資源都用完。這也是Google有很多經驗教訓,如果一個東西老是不用的話,它就是壞的,你平時再怎麼演習、怎麼用,一到關鍵時刻它就過不去、它就是有問題,所以更多的時候壓根不討論災備的問題,所有東西永遠都是線上的,這也是為什麼說想把Google.com給弄壞是一件非常困難的事情,得全球幾百個資料中心同時出問題,才可能會出現不可用的情況。所以Google全球業務是不可能中斷的,不管出現多大的自然災害,它這個業務都是不可能中斷的。可能只有區域性地區受損,只有基礎設施受損的地方,它才會有一些問題,所以這就是災備。

實戰演習

另外一個更關鍵的一點是做實戰演習。剛才也提到了,SRE以業務小組為單位,每週都會做實戰演習,整個公司實際上每年也會做一次非常大的實戰演習。我可以舉幾個例子,Google很多地方都有辦公室,有一年某個辦公室食堂的菜有問題,導致所有人都拉肚子進了醫院。這是Google總部啊,一萬人、兩萬人這樣。於是我們就提出這樣一個問題,說如果這個地方沒有人來上班了,網站到底還能不能正常執行啊?我也曾經問過百度、騰訊,他們所有人都在一個大樓裡,如果大樓突然斷網了,公司還運轉不運轉?這是一個很大的問題,不管是地質災害問題、自然災害、人文災害,這些雖然聽起來好像比較極端,但確實能考驗出一個組織的業務持續能力。實際上這是Google做得比較好的一點。剛才說的都是比較誇張的例子,是比較大範圍的。一些比較小的例子,比如這個系統就是你這個小組負責,你們這個小組到底有沒有單點故障,這個人是不是能休假,如果一旦出現問題是不是所有人都能去解決這個問題。我們經常互相出題去做這種測試,然後去分享一些知識。我想這更多是一種風氣吧。首先你認同這個目標,目標當然就是把這個系統建設得更可靠。認同了這個目標,接下來就是不停地去考驗還有哪些漏洞,並確保整個團隊其他人也有同樣的知識,同樣的技能去解決這個問題。

其實說到Google在這一點上,也有所謂的運動式演練。每年1、2月份都會組織一次運動式演練,整個公司所有部門都要參與。在這一個星期的時間裡實際上公司是不幹什麼正經事的,所有人都想出各種各樣的方法去測試或者去提高系統的可靠性。

ONCALL的正確姿勢

剛才說的這種比較大的所謂實戰演習,具體到工作的時候也有幾個,就是我們的輪值制度值班。國內小公司都是沒有輪值制度的,所有人手機24小時開機,隨時打電話,隨時得解決問題,一個箭步從被窩裡爬出來,趕緊上去解決問題。實際上這跟Google不一樣。Google的值班方式更多的是八個人每人值一個星期,值一個星期,剩下的時間你就自己去寫程式、做工程研發。但是在這一個星期裡,你必須能處理生產上發生的一切問題,這才是真正值班。只有你值班,別人休假了,這才是值班,否則就不叫休假,也不叫值班。所以Google有一個非常明確的規定,Google認為一個事故的正確處理或從發生到解決到事後解決需要六個小時,它認為需要六個小時。運維人員每次值班一般都是值十二個小時的班,大概從早上五點到晚上五點或者是從早上十點到晚上十點。因為它所有的值班都是由兩地互相倒的,在美國有一部分,在歐洲有一部分,我們上班的時候我們值班,他們上班的時候他們值班。Google認為其實一天最多隻能發生兩次事件。不管什麼樣的系統問題,首先要保證一定要有足夠的時間去處理問題。因為如果問題發生太頻繁了,就像有些網際網路公司,每天一上班這手機就開始“嗡嗡”在桌子上不停的響。一旦有一會兒不響了,就開始擔心說這個監控系統到底是是不是壞了。

如果處理太多了,實際上就變成什麼呢?兩個比較重要的因素,第一個因素是你沒有辦法好好處理,你處理相當於就是上去敲一個命令,沒有時間去想到底這個東西為什麼會出現這個問題,以後怎麼避免這個問題。所以這個叫(狼來了)效應,你on call的時候已經沒有時間去思考了。第二個會發生“狼來了”事件。本來可能是兩次完全不一樣的事故,但是你上一次處理的時候,你發現重啟就行了,下一次你就條件反射,出現這個問題的之後你又去重啟了,但它實際上可能是另外一個問題,可能是完全不相關的問題,你重啟可能導致這問題更糟糕。所以如果你總是用這種模式處理問題的話必然會出問題,早晚這個災難會升級。本來是一個很小的問題,結果可能變成一個很大的問題。

運維重要一點是解決線上問題。很多軟體工程師做運維會鑽牛角尖,這個線上系統出問題了,比如商城裡不能購買了,這時候如果鑽到這個程式裡考慮要這麼寫還是那麼寫,實際上是不解決線上的問題。作為運維這個職業或者作為運營這個職業來說,它唯一的目標就是要保證系統的正常。有的時候需要用一些比較low的手段或者是方式。比如在專案初期機器有問題,我們就把它們都停了,然後使用一些新的伺服器重新搭起來。事實上也不知道這個東西為什麼壞了,就把它放在這兒,先去解決生產上的實際問題。實際上我認為這是運維最大的價值。運維部門目標就是保證業務的持續性。

事後總結

接著是做總結,寫一些事後總結。Google的事後總結都是非常專業的,是非常對事不對人的,它會非常詳細地列出來在什麼時間出現了什麼問題,誰去操作的,他執行了什麼操作,這個操作到底是解決問題還是沒有解決問題,如果沒有解決問題的話該怎麼去確保不會去執行這個操作。這是一個迴圈往復的過程,是一個不停錘鍊的過程。把解決問題當成一個職業來對待的話,所有事情都很好辦了。這回出現這個問題,解決了一遍,然後發現執行了某些地方可能是系統給出錯誤的訊號,可能是文件有問題,把它都一一解決了。下回再執行的時候,可能換了一撥人來執行這個,也能保證不會出現問題。這就是事後總結帶來的最大利益。

SLO預估

最後說說SLO。SLO是運維部門的一個關鍵工具。服務質量實際上是運維部門唯一負責的事情。公司要求員工達到某某指標,那員工怎麼去達到這一點?第一,要先幫助制定SLO,要用事實、資料去說明白達到這個服務質量到底需要多少投入、需要多少流程改進、需要多少系統改進。第二,要確保達到這個服務質量不會影響創新速度。這要有一個平衡的取捨,要用資料去說話,一個每天只能down一分鐘的系統和一個每天可以down四個小時的系統,它所能承受的更新頻率是不一樣的,部署的要求和方式肯定都是不一樣的,所以要圍繞著這個去做,要把這些理念推行到研發部門和產品部門。最後就是把可靠性當成產品的一個重要組成部分,研發也得關心可靠性,他在寫程式碼的時候得知道這個東西一定是要可靠的。把可靠性一直推到產品設計或者是業務層次去,它才能貫徹到底層的研發、運維,才能把它做好。

SRE模型成功的標誌

最後就是說到底SRE成功還是不成功,實際上就是看這兩條曲線。上面這條線是部署規模,大家都知道網際網路的業務都是爆發式增長,它是指數型的。如果說按照常規的那種招聘曲線,直線性的,那麼永遠趕不上這個規模,所以運維事務必須要把它壓下來。Google經常做這種統計,到底我們業務規模擴大之後,擴大了多少工單數量,然後出現了多少事故,造成了多大問題。實際上只有統計這個事情,才能知道你到底做得好不好。當這個系統成熟到一定程度之後,SRE的運維速度是固定的,甚至是越來越少的。只有做到這一點,才相當於把運維這個事情做好,剩下的時間或者剩下的精力才能去接手更多的業務、做更多的技術研發。

我分享的東西也到此結束了,謝謝大家!