Funcțiile Azure strânse cu HostServiceUnavailable 503 în timpul pornirilor la rece și scalarea planului + planul de instanță preîncălzit care a stabilizat funcțiile

Microsoft Azure Functions oferă o platformă puternică de calcul fără server, care permite dezvoltatorilor să ruleze cod bazat pe evenimente fără a fi nevoiți să furnizeze sau să gestioneze infrastructura. Cu toate acestea, pe măsură ce mai mulți utilizatori adoptă acest model, au apărut din ce în ce mai multe inconsecvențe de performanță în timpul pornirilor la rece și evenimentelor de scalare. O problemă deosebit de presantă este apariția erorilorHTTP 503 HostServiceUnavailableîn timpul perioadelor de pornire la rece a aplicației. Aceste defecțiuni tranzitorii afectează semnificativ disponibilitatea aplicației, fiabilitatea și experiența utilizatorului atunci când sunt lăsate neabordate.

TLDR

Azure Functions poate întâmpina erori de throttling șiHTTP 503 HostServiceUnavailableîn timpul pornirilor la rece, în special în sarcinile de lucru la scară mare sau în explozie. Aceste eșecuri apar de obicei atunci când platforma nu a preîncălzit instanțele aplicației cu funcții la timp pentru solicitările primite. Microsoft a răspuns cu îmbunătățiri în ceea ce privește scalarea planului și preîncălzirea instanțelor. Aplicarea acestor modificări a ajutat la stabilizarea aplicațiilor Azure Function, în special în nivelurile premium și elastice premium, reducând întârzierile și erorile de pornire la rece.

Înțelegerea problemei 503 HostServiceUnavailable

Când Azure Functions sunt invocate după o perioadă de inactivitate, mediul trebuie să „pornească la rece”, adică să rotească instanța de calcul necesară pentru a executa codul primit. În timpul acestui proces de pornire la rece, dacă încărcarea suplimentară ajunge mai repede decât poate scala sistemul, poate returna o eroare HTTP 503 cu motivulHostServiceUnavailable. Această stare indică faptul că în prezent nu există lucrători disponibili pentru a procesa cererea.

Aceste erori sunt deosebit de problematice în:

• Aplicații în timp real care așteaptă răspunsuri cu latență scăzută
• API-uri care deservesc servicii orientate către clienți
• Sistemele care se confruntă cu vârfuri de trafic, cum ar fi în timpul lansărilor de produse sau evenimentelor promoționale

Cauza constă în modul în care Azure scalează funcționarea aplicațiilor ca răspuns la cerere. Planul de consum implicit alocă în mod dinamic lucrătorii, dar nu este imun la întârzierile la pornire. Chiar și planul Premium, care reduce timpul de pornire, este susceptibil la supratensiuni bruște și imprevizibile de încărcare.

Cauza fundamentală tehnică: cum interacționează scalarea și pornirile la rece

Dacă o aplicație Azure Function este inactivă pentru câteva minute, platforma își dealoca resursele de lucru pentru a păstra eficiența sistemului. Următoarea invocare declanșează o pornire la rece, în timpul căreia:

• Gazda funcției trebuie să încarce conținutul și configurația aplicației
• Dependențe precum conexiunile la baze de date sau SDK-urile se încarcă în memorie
• O aplicație cu funcție inactivă trebuie să aștepte ca un lucrător backend să fie alocat

Când cererea ajunge în rafale - să spunem că mai multe apeluri API aterizează simultan - platforma trebuie să extindă rapid și să aloce lucrători. Cu toate acestea, nu există o viteză garantată pentru alocarea lucrătorilor, în special în Planul de consum. Dacă infrastructura furnizată este în urmă cu viteza cererii, cererile primite nu pot fi servite și vor genera o eroare 503 HostServiceUnavailable.

Aceste erori 503 nu sunt excepții de la codul utilizatorului. Acestea își au originea în stratul de infrastructură Azure. Platformele de monitorizare a aplicațiilor, cum ar fi Application Insights, înregistrează de obicei problema ca un eșec al cererii, fără o instanță de execuție corespunzătoare.

Etapele inițiale de atenuare (și deficiențele acestora)

Organizațiile afectate de aceste erori de pornire la rece au explorat în mod tradițional mai multe soluții:

1. Utilizarea planului Premium sau Elastic Premium:Aceste planuri oferă caracteristici precum instanțe Always Ready și integrarea VNET, care reduc latența de pornire la rece și permit o mai bună predictibilitate. Cu toate acestea, ele încă suportă costuri, indiferent de utilizare.
2. Declanșarea solicitărilor de încălzire:trimiterea de ping-uri HTTP la fiecare câteva minute pentru a menține în mod artificial instanțele calde. În timp ce acest lucru funcționează temporar, este considerat un anti-model și adaugă suprafață inutilă.
3. Refactorizarea la funcții sau cozi durabile:Utilizarea mesageriei asincrone sau a orchestratorilor reduce dependența directă de HTTP, dar necesită modificări arhitecturale și deseori crește complexitatea.

Astfel de strategii reduc apariția erorilor 503, dar nu le elimină în totalitate. În plus, modelele de trafic imprevizibile continuă să sublinieze abilitățile de scalare a infrastructurii subiacente.

Noua strategie a Microsoft: scalarea planului și instanțe preîncălzite

În 2023, Microsoft a început să introducă îmbunătățiri inteligente de scalare și preîncălzire pentru platforma Azure Functions. Scopul a fost acela de a face comportamentul de pornire la rece mai previzibil și de a reduce erorile 503 la vârfuri de încărcare prin pregătirea proactivă a resurselor de calcul.

1. Îmbunătățiri inteligente de scalare automată

Microsoft și-a actualizat algoritmul de scalare pentru a anticipa mai eficient modelele de încărcare de lucru. Luând în considerare traficul istoric și telemetria în timp real, sistemul prezice mai bine când să prealoceze mai multe instanțe.

Această actualizare este relevantă în special pentru aplicațiile în care exploziile urmează un ciclu zilnic (de exemplu, creșterile de conectare de dimineață). Cu o învățare îmbunătățită din modelele anterioare, Azure poate scala în mod proactiv înainte de apariția creșterii, mai degrabă decât să reacționeze după ce au loc 503.

2. Gruparea pre-încălzită a instanțelor

Planurile Premium și Elastic Premium includ acum conceptul deinstanțe preîncălzite. În loc să se extindă în mod reactiv la cerere, Azure oferă în prealabil un grup de instanțe inactive, dar gata de servire, dedicate aplicației sau planului de servicii. Când apare volumul de muncă, aceste instanțe preîncălzite absorb imediat vârful.

Puteți configura numărul de instanțe întotdeauna gata din planul dvs. Premium utilizând șabloanele Azure Portal sau Infrastructure as Code (IaC). Evaluările interne ale Microsoft arată o atenuare semnificativă în 503s atunci când cel puțin o instanță preîncălzită este întotdeauna activă.

3. Activare mai rapidă a planului și reutilizare a containerelor

Funcțiile Azure care rulează pe containere izolate sau planuri de găzduire Linux au înregistrat scăderi majore ale latenței de la o îmbunătățire internă care reutiliza mediile de execuție acolo unde este cazul. Acest lucru înseamnă mai puțin bootstrapping pentru containere noi și disponibilitate mai rapidă a gazdelor de execuție.

Rezultate pe teren: cum au echipele aplicații cu funcții stabilizate

În urma acestor modificări, câțiva utilizatori de întreprindere au raportat îmbunătățiri ale fiabilității, în special pentru API-urile vulnerabile anterior la 503 în timpul solicitărilor bruște. Conform ingineriei de produs Microsoft, chiriașii mari clienți și-au redus tarifele 503 de la 4,5% la mai puțin de 0,1% în câteva săptămâni de la ajustarea setărilor planului și de la activarea instanțelor preîncălzite.

Strategiile comune de stabilizare includ acum:

• Trecerea sarcinilor de lucru critice la planuri Premium sau Elastic Premium
• ConfigurareaminimumInstanceCountpentru a menține lucrătorii inactivi
• Monitorizarea latenței de pornire la rece prin Application Insights și KPI-uri Azure Monitor
• Combinând regulile de scalare proactivă cu alertele de sistem pentru pragurile de capacitate

Cele mai bune practici pentru a evita erorile 503

Dacă utilizați Azure Functions pe o aplicație sensibilă la latență sau cu debit mare, luați în considerare următoarele linii directoare operaționale:

• Furnizați instanțe întotdeauna gata:setați cel puțin o instanță caldă în planurile Premium folosind minimumInstanceCount .
• Utilizați Application Gateway sau API Management Caching:Memorați în cache răspunsurile pentru solicitările nepersonalizate pentru a minimiza dependența de backend.
• Monitorizați pornirea la rece și disponibilitatea aplicației:utilizațitestele de disponibilitateși urmăriți FunctionExecutionUnits și FunctionExecutionCount .
• Trafic previzibil de traseu:programați sarcinile de raportare și analiză în jurul orelor de vârf ale sistemului de bază.
• Personalizați regulile de scalare:pentru declanșatoare non-HTTP, cum ar fi Service Bus sau Event Hub, utilizați logica de scalare și de loturi la nivel de aplicație.

Concluzie

Problema Azure Functions care returnează eroriHostServiceUnavailable 503în condiții de încărcare la pornire la rece a cauzat dureri operaționale semnificative în multe servicii native din cloud. În timp ce niciuna dintre soluții nu este o soluție de argint, îmbunătățirile Microsoft, în special în ceea ce privește scalarea automată inteligentă și furnizarea de instanțe pre-încălzite, abordează decalajul infrastructural de bază.

În prezent, echipele care migrează de la planificarea funcțiilor reactivă la proactivă (de exemplu, implementări Premium cu un număr minim de instanțe) experimentează un mediu de calcul mai stabil. Urmărirea valorilor în timp real, planificarea sarcinii așteptate și valorificarea celor mai recente îmbunătățiri de scalare ale Azure sunt toate strategii esențiale pentru minimizarea riscurilor viitoare.

Infrastructura fără server își poate îndeplini promisiunea de scalabilitate ridicată și întreținere minimă, dar numai cu o înțelegere a constrângerilor sale operaționale. Cu configurațiile potrivite, Azure Functions poate oferi acum nu numai agilitate, ci și consistență la scară.