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WebSocket on AWS (ロードバランサとSocket接続を使用したイベント通知サーバの負荷分散)
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ELBを使用した場合に、WebSocketなどのSocket接続をロードバランシングする方法についての説明です。 (追記:2015年4月10日) 資料を新しいものに更新いたしました。
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WebSocket on AWS (ロードバランサとSocket接続を使用したイベント通知サーバの負荷分散)
1.
WebSocket on AWS Yuta
Imai Solutions Architect, Amazon Data Services Japan, K.K.
2.
WebSocketについて • リアルタイム/インタラクティブなアプリケーション、特にゲームなどで WebSocketが利用されることが増えている。 • AWS上での利用事例も増えている。 •
WebSocketでも可用性やスケーラビリティをあげるためにロードバラ ンサーを使いたい! • トラフィックの性質がHTTPと異なるので、Elastic Load Balancing(ELB)含め、ロードバランサーとの付き合い方を変える必要 がある。
3.
おさらい(1):HTTPとTCPコネクション HTTPではリクエスト/レスポンスごとに空いているTCPコネクションを利用す る(なければ新規作成する) ➔HTTPセッションとTCPコネクションが非依存 GET / HTTP/1.1... HTTP/1.1
200... GET /foo.html HTTP/1.1... HTTP/1.1 200... GET /a.jpg HTTP/1.1... HTTP/1.1 200... コネクション新規作成 空いていれば再利用 空きがなければさらに新規作成 時間
4.
WebSocketはセッションごとにTCPセッションを作成し、セッション中は継続 的に利用する。 ➔アプリケーションのセッションがTCPコネクションに依存する。 ➔アプリケーションのセッションが終了するまでそのTCPコネクションは 専有される。 GET /chat
HTTP/1.1 Host: ... Upgrade: websocket Connection: Upgrade HTTP/1.1 101 Switching Protocols Upgrade: websocket Connection: Upgrade message message message message おさらい(2):WebSocketとTCPコネクション 時間
5.
WebSocketとロードバランサー(LB) • 前述のとおり、WebSocketはクライアント・サーバー間でアプリ ケーションのセッション数に応じてTCPコネクションが持続的に専 有される。 • 間にLBを挟むとLBのコネクションも専有してしまう。LBのリソース がボトルネックになり得る。 •
WebSocketはサーバーとクライアントを1対1でセッションを確立さ せ、それを維持して利用する仕組みなので、セッションが確立され てしまえばLBはあまり意味がない。遅延が増加するというデメリッ トもある。 • セッション確立時だけLBを使うのが上手な付き合い方。
6.
1. わたしはどこに行けば? 2. 君はApp
server2へ! 3. WebSocket接続おねがいしまーす App servers GET /app HTTP/1.1 Host: ... Upgrade: websocket Connection: Upgrade GET /dispatch HTTP/1.1 Host: ... HTTP/1.1 200... ... Goto ws://App server2 セッション確立時だけELBを使うアーキテクチャ コネクション数のレポート Auto Scaling group Dispatchers ディスパッチ時に各サーバー のコネクション状態を確認
7.
このアーキテクチャの利点 • ロードバランサを挟まないため: – ロードバランサによるコネクション切断はない –
ロードバランサのポート枯渇等による新規接続の棄却は起きない – ロードバランサによる遅延の増加は起きない • 負荷(例えばコネクション数)に応じてアプリケーショ ンサーバをスケールさせられる • ソケットサーバの障害にも対応可能 – クライアント側で別サーバーに再接続するなどの仕組みも重要
8.
注意点 • クライアントのディスパッチ先は別途管理して、アプ リケーションがクライアントに正しく通知できるように する • アプリケーションサーバの数を減らす際は、コネク ション切断の影響を抑えるため、十分なクールダウ ンをする –
クライアントに再接続を実装することで影響を小さく
9.
運用のTIPS • アプリケーション・サーバーは負荷(例えばコネク ション数)に応じてスケールさせる • アプリケーションサーバの障害への考慮 –
クライアント側で別サーバーに再接続するなどの仕組みが重要。 – ゲームの場合、そのゲームプレイは一旦終了させ、新たなゲームを 始めてもらうイメージ。
10.
まとめ • WebSocketを使うときはセッション確立とアプリケー ションセッションを分けて考える • ELBはセッション確立(ディスパッチャ)側だけで使う
11.
(参考)HTTPとELB セッションがTCPコネクションを専有しないので、LBとEC2の間で少ない TCPコネクションを効率的につかいまわすことができる。
12.
(参考)WebSocketとELB • 現状、ELBはWebSocketをサポートしていない。 – Socket.ioを使うと動くように見えるが、これは単にSocket.ioがHTTPにFallbackしているだけ •
TCPモードで動かすことにより、セッション開始時のロードバランシングは可能。 • しかしセッション確立後、クライアントは特定のEC2と継続的に通信し続ける のでLBの意味がない。 • にも関わらず、ELBのリソース(コネクション)を利用されつづけてしまう ※もしそれでもこの方式をとる場合、ELBには非アクティブなセッションを切断する機能があ るのでこれにも注意が必要。(タイムアウト値は設定可能)
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