تم التحكم في وظائف Azure باستخدام HostServiceUnavailable 503 أثناء عمليات التشغيل الباردة وتوسيع نطاق الخطة + خطة مثيل ما قبل التشغيل التي تعمل على استقرار الوظائف

توفر Microsoft Azure Functions نظامًا أساسيًا قويًا للحوسبة بدون خادم يمكّن المطورين من تشغيل التعليمات البرمجية المستندة إلى الأحداث دون الحاجة إلى توفير البنية التحتية أو إدارتها. ومع ذلك، مع اعتماد المزيد من المستخدمين لهذا النموذج، ظهرت بشكل متزايد حالات عدم تناسق الأداء أثناء عمليات البدء الباردة وأحداث التوسع. هناك مشكلة ملحة بشكل خاص وهي ظهور أخطاءHTTP 503 HostServiceUnavailableأثناء فترات التشغيل البارد لتطبيق الوظيفة. تؤثر حالات الفشل العابرة هذه بشكل كبير على توفر التطبيق وموثوقيته وتجربة المستخدم عند تركها دون معالجة.

TLDR

قد تواجه وظائف Azure التقييد وأخطاءHTTP 503 HostServiceUnavailableأثناء بدء التشغيل البارد، خاصة في أحمال العمل واسعة النطاق أو المتقطعة. تنشأ حالات الفشل هذه عادةً عندما لا يقوم النظام الأساسي بتجهيز مثيلات التطبيق الوظيفي مسبقًا في الوقت المناسب للطلبات الواردة. لقد استجابت Microsoft بإدخال تحسينات حول توسيع نطاق الخطة والتسخين المسبق للمثيلات. وقد ساعد تطبيق هذه التغييرات على استقرار تطبيقات Azure Function، خاصة في المستويات المتميزة والمرنة، مما يقلل من تأخيرات وأخطاء البدء البارد.

فهم مشكلة 503 HostServiceUnavailable

عند استدعاء وظائف Azure بعد فترة من عدم النشاط، يجب على البيئة "البدء البارد"، أي تدوير مثيل الحوسبة المطلوب لتنفيذ التعليمات البرمجية الواردة. أثناء عملية البدء البارد هذه، إذا وصل تحميل إضافي بشكل أسرع من قدرة النظام على التوسع، فيمكن أن يُرجع خطأ HTTP 503 مع السببHostServiceUnavailable. تشير هذه الحالة إلى أنه لا يوجد حاليًا أي عاملين متاحين لمعالجة الطلب.

وتمثل هذه الأخطاء مشكلة خاصة في:

• تطبيقات الوقت الفعلي تتوقع استجابات ذات زمن وصول منخفض
• واجهات برمجة التطبيقات التي تخدم الخدمات التي تواجه العملاء
• الأنظمة التي تشهد ارتفاعًا في عدد الزيارات، كما هو الحال أثناء إطلاق المنتجات أو الأحداث الترويجية

يكمن السبب في كيفية عمل موازين Azure للتطبيقات استجابةً للطلب. تقوم خطة الاستهلاك الافتراضية بتخصيص العاملين بشكل ديناميكي ولكنها ليست محصنة ضد تأخيرات بدء التشغيل. حتى الخطة المميزة، التي تقلل أوقات بدء التشغيل، تكون عرضة لزيادات التحميل المفاجئة وغير المتوقعة.

السبب الجذري الفني: كيف يتفاعل التحجيم والبدء البارد

إذا كان تطبيق Azure Function خاملاً لبضع دقائق، فسيقوم النظام الأساسي بإلغاء تخصيص موارد العمل الخاصة به للحفاظ على كفاءة النظام. يؤدي الاستدعاء التالي إلى بداية باردة، يتم خلالها:

• يجب أن يقوم مضيف الوظيفة بتحميل محتوى التطبيق وتكوينه
• يتم تحميل التبعيات مثل اتصالات قاعدة البيانات أو حزم SDK في الذاكرة
• يجب أن ينتظر تطبيق الوظيفة الخاملة حتى يتم تخصيص عامل الواجهة الخلفية

عندما يصل الطلب على شكل دفعات - على سبيل المثال، تصل عدة استدعاءات لواجهة برمجة التطبيقات (API) بشكل متزامن - يجب على النظام الأساسي توسيع نطاق العاملين وتخصيصهم بسرعة. ومع ذلك، لا توجد سرعة مضمونة لتخصيص العمال، خاصة في خطة الاستهلاك. إذا كانت البنية التحتية المتوفرة أقل من سرعة الطلب، فلا يمكن تقديم الطلبات الواردة وستؤدي إلى ظهور خطأ 503 HostServiceUnavailable.

هذه الأخطاء 503 ليست استثناءات لرمز المستخدم. أنها تنشأ في طبقة البنية التحتية Azure. تقوم الأنظمة الأساسية لمراقبة التطبيقات مثل Application Insights عادةً بتسجيل المشكلة كفشل طلب مع عدم وجود مثيل تنفيذ مطابق.

خطوات التخفيف الأولية (وأوجه القصور فيها)

لقد قامت المنظمات المتأثرة بأخطاء البداية الباردة هذه باستكشاف العديد من الحلول التقليدية:

1. استخدام خطة Premium أو Elastic Premium:توفر هذه الخطط ميزات مثل مثيلات Always Ready وتكامل VNET، مما يقلل من زمن وصول البدء البارد ويسمح بإمكانية توقع أفضل. ومع ذلك، فإنها لا تزال تتحمل تكلفة بغض النظر عن الاستخدام.
2. تشغيل طلبات الإحماء:إرسال أصوات HTTP كل بضع دقائق للحفاظ على دفء المثيلات بشكل مصطنع. على الرغم من أن هذا يعمل مؤقتًا، إلا أنه يعتبر مضادًا للنمط ويضيف أعباء غير ضرورية.
3. إعادة الهيكلة إلى وظائف أو قوائم انتظار متينة:يؤدي استخدام الرسائل غير المتزامنة أو المنسقين إلى تقليل تبعية HTTP المباشرة، ولكنه يتطلب تغييرات معمارية وغالبًا ما يزيد من التعقيد.

تقلل مثل هذه الاستراتيجيات من حدوث أخطاء 503 ولكنها لا تزيلها بالكامل. بالإضافة إلى ذلك، تستمر أنماط حركة المرور غير المتوقعة في الضغط على قدرات توسيع البنية التحتية الأساسية.

استراتيجية Microsoft الجديدة: توسيع نطاق الخطة والمثيلات التي تم تسخينها مسبقًا

في عام 2023، بدأت Microsoft في تقديم تحسينات القياس الذكي والتسخين المسبق لنظام Azure Functions الأساسي. كان الهدف هو جعل سلوك البداية الباردة أكثر قابلية للتنبؤ به وتقليل 503 أخطاء تحت طفرات التحميل من خلال إعداد موارد الحوسبة بشكل استباقي.

1. تحسينات ذكية للقياس التلقائي

قامت Microsoft بترقية خوارزمية القياس الخاصة بها لتوقع أنماط عبء العمل بشكل أكثر كفاءة. من خلال النظر في حركة المرور التاريخية والقياس عن بعد في الوقت الحقيقي، يتنبأ النظام بشكل أفضل بموعد التخصيص المسبق لمزيد من المثيلات.

تعتبر هذه الترقية ذات صلة بشكل خاص بالتطبيقات التي تتبع فيها الدفقات دورة يومية (على سبيل المثال، زيادات تسجيل الدخول الصباحية). من خلال التعلم المحسّن من الأنماط السابقة، يستطيع Azure التوسع بشكل استباقي قبل وصول الطفرة، بدلاً من التفاعل بعد حدوث 503.

2. تجميع المثيلات قبل التسخين

تتميز خطط Premium و Elastic Premium الآن بمفهومالمثيلات التي تم تسخينها مسبقًا. بدلاً من التوسع بشكل تفاعلي حسب الطلب، يوفر Azure مسبقًا مجموعة من المثيلات الخاملة ولكن الجاهزة للخدمة المخصصة لتطبيق الوظيفة أو خطة الخدمة الخاصة بك. عندما يأتي عبء العمل، تمتص هذه المثيلات التي تم تسخينها مسبقًا الارتفاع على الفور.

يمكنك تكوين عدد المثيلات الجاهزة دائمًا في الخطة المميزة الخاصة بك باستخدام قوالب Azure Portal أو البنية التحتية كرمز (IaC). تُظهر التقييمات الداخلية لـ Microsoft تخفيفًا كبيرًا في 503 عندما يكون هناك مثيل واحد على الأقل تم تسخينه مسبقًا نشطًا دائمًا.

3. تفعيل الخطة بشكل أسرع وإعادة استخدام الحاوية

شهدت وظائف Azure التي تعمل على حاويات معزولة أو خطط استضافة Linux انخفاضًا كبيرًا في زمن الاستجابة نتيجة للتحسين الداخلي الذي يعيد استخدام بيئات التنفيذ حيثما أمكن ذلك. وهذا يعني تمهيدًا أقل للحاويات الجديدة وتوافرًا أسرع لمضيفي التنفيذ.

النتائج الميدانية: كيف قامت الفرق بتثبيت وظائف التطبيقات

بعد هذه التغييرات، أبلغ العديد من مستخدمي المؤسسات عن تحسينات في الموثوقية، خاصة بالنسبة لواجهات برمجة التطبيقات التي كانت معرضة سابقًا لـ 503 أثناء الطلبات المفاجئة. وفقًا لهندسة منتجات Microsoft، قام كبار المستأجرين من العملاء بتخفيض أسعار 503 من 4.5% إلى أقل من 0.1% خلال عدة أسابيع من ضبط إعدادات الخطة وتمكين المثيلات التي تم تسخينها مسبقًا.

وتشمل استراتيجيات الاستقرار المشتركة الآن ما يلي:

• تحويل أعباء العمل الهامة إلى خطط Premium أو Elastic Premium
• تكوينالحد الأدنى من InstanceCountللحفاظ على دفء العمال في وضع الخمول
• مراقبة زمن انتقال البدء البارد عبر Application Insights وAzure Monitor KPIs
• الجمع بين قواعد القياس الاستباقية وتنبيهات النظام لحدود السعة

أفضل الممارسات لتجنب أخطاء 503

إذا كنت تقوم بتشغيل Azure Functions على تطبيق حساس لزمن الاستجابة أو عالي الإنتاجية، فضع في اعتبارك الإرشادات التشغيلية التالية:

• توفير مثيلات جاهزة دائمًا:قم بتعيين مثيل دافئ واحد على الأقل في الخطط المميزة باستخدام minimumInstanceCount .
• استخدم بوابة التطبيق أو التخزين المؤقت لإدارة واجهة برمجة التطبيقات:استجابات ذاكرة التخزين المؤقت للطلبات غير المخصصة لتقليل تبعية الواجهة الخلفية.
• مراقبة التشغيل البارد وتوافر التطبيقات:استخدماختبارات التوفروتتبع FunctionExecutionUnits و FunctionExecutionCount .
• توجيه حركة المرور المتوقعة:قم بجدولة أعباء عمل التقارير والتحليلات حول النظام الأساسي خارج ساعات الذروة.
• تخصيص قواعد القياس:بالنسبة للمشغلات غير HTTP مثل ناقل الخدمة أو مركز الأحداث، استخدم منطق التجميع والقياس على مستوى التطبيق.

خاتمة

تسببت مشكلة Azure Functions التي ترجع أخطاءHostServiceUnavailable 503في ظل ظروف التحميل البارد في حدوث مشكلات تشغيلية كبيرة عبر العديد من الخدمات السحابية الأصلية. على الرغم من أن أيًا من الحلول البديلة ليس حلاً سحريًا، فإن تحسينات Microsoft - خاصة في التوسيع التلقائي الذكي وتوفير المثيلات قبل التشغيل - تعالج فجوة البنية التحتية الأساسية.

في الوقت الحاضر، تتمتع الفرق التي تنتقل من تخطيط الوظائف التفاعلية إلى التخطيط الاستباقي (على سبيل المثال، عمليات النشر المتميزة مع الحد الأدنى من عدد المثيلات) ببيئة حوسبة أكثر استقرارًا. تعد مراقبة المقاييس في الوقت الفعلي والتخطيط للتحميل المتوقع والاستفادة من أحدث تحسينات القياس في Azure كلها إستراتيجيات أساسية لتقليل المخاطر المستقبلية.

يمكن للبنية التحتية بدون خادم أن تفي بوعدها المتمثل في قابلية التوسع العالية والحد الأدنى من الصيانة، ولكن فقط من خلال فهم القيود التشغيلية الخاصة بها. من خلال التكوينات الصحيحة، يمكن لوظائف Azure الآن توفير ليس فقط السرعة بل الاتساق على نطاق واسع.