Функции Azure регулируются с помощью HostServiceUnavailable 503 во время холодного запуска, а также план масштабирования + план предварительного разогрева экземпляра, который стабилизирует функции.

Функции Microsoft Azure предлагают мощную бессерверную вычислительную платформу, которая позволяет разработчикам запускать управляемый событиями код без необходимости подготовки инфраструктуры или управления ею. Однако по мере того, как все больше пользователей принимают эту модель, все чаще проявляются несоответствия в производительности во время холодного запуска и событий масштабирования. Особенно острой проблемой является появление ошибокHTTP 503 HostServiceUnavailableв периоды холодного запуска приложения-функции. Эти временные сбои существенно влияют на доступность, надежность и удобство работы приложений, если их не устранить.

TLDR

Функции Azure могут столкнуться с ошибками регулирования иHTTP 503 HostServiceUnavailableво время холодного запуска, особенно при крупномасштабных или пакетных рабочих нагрузках. Эти сбои обычно возникают, когда платформа не успевает предварительно разогреть экземпляры приложения-функции для входящих запросов. Microsoft отреагировала улучшениями, касающимися масштабирования плана и предварительного разогрева экземпляров. Применение этих изменений помогло стабилизировать приложения функций Azure, особенно на уровнях «Премиум» и «эластичный премиум», сократив задержки и ошибки при холодном запуске.

Понимание проблемы 503 HostServiceUnavailable

Когда функции Azure вызываются после периода бездействия, среда должна выполнить «холодный запуск», т. е. развернуть необходимый вычислительный экземпляр для выполнения входящего кода. Если во время этого процесса холодного запуска дополнительная нагрузка поступает быстрее, чем система может масштабироваться, она может вернуть ошибку HTTP 503 с причинойHostServiceUnavailable. Этот статус указывает на то, что в настоящее время нет работников, способных обработать запрос.

Эти ошибки особенно проблематичны в:

• Приложения реального времени, ожидающие ответа с малой задержкой
• API-интерфейсы, обслуживающие услуги, ориентированные на клиентов
• Системы, испытывающие всплески трафика, например, во время запуска продуктов или рекламных мероприятий.

Причина заключается в том, как Azure масштабирует функциональные приложения в ответ на спрос. План потребления по умолчанию динамически распределяет рабочие процессы, но не защищен от задержек при запуске. Даже Премиум-план, который сокращает время запуска, подвержен внезапным и непредсказуемым скачкам нагрузки.

Техническая основная причина: как взаимодействуют масштабирование и холодный запуск

Если приложение-функция Azure простаивает в течение нескольких минут, платформа освобождает свои рабочие ресурсы, чтобы сохранить эффективность системы. Следующий вызов запускает холодный старт, во время которого:

• Хост функции должен загрузить содержимое и конфигурацию приложения.
• Зависимости, такие как подключения к базе данных или SDK, загружаются в память.
• Приложение функции простоя должно дождаться выделения серверного работника.

Когда спрос поступает в виде всплесков — скажем, одновременно происходит несколько вызовов API — платформа должна быстро масштабироваться и распределять работников. Однако не существует гарантированной скорости распределения работников, особенно в плане потребления. Если подготовленная инфраструктура отстает от скорости спроса, входящие запросы не могут быть обслужены и выдается ошибка 503 HostServiceUnavailable.

Эти ошибки 503 не являются исключениями пользовательского кода. Они возникают на уровне инфраструктуры Azure. Платформы мониторинга приложений, такие как Application Insights, обычно регистрируют проблему как сбой запроса без соответствующего экземпляра выполнения.

Первоначальные шаги по смягчению последствий (и их недостатки)

Организации, затронутые этими ошибками холодного запуска, традиционно использовали несколько обходных путей:

1. Использование плана «Премиум» или «Эластичный премиум».Эти планы предлагают такие функции, как экземпляры Always Ready и интеграцию виртуальной сети, которые сокращают задержку при холодном запуске и обеспечивают лучшую предсказуемость. Однако они по-прежнему несут расходы независимо от использования.
2. Запуск запросов на разогрев:отправка HTTP-пингов каждые несколько минут для искусственного поддержания тепла экземпляров. Хотя это работает временно, это считается антишаблоном и добавляет ненужные накладные расходы.
3. Рефакторинг для устойчивых функций или очередей.Использование асинхронного обмена сообщениями или оркестраторов снижает прямую зависимость от HTTP, но требует архитектурных изменений и часто увеличивает сложность.

Такие стратегии уменьшают возникновение ошибок 503, но не устраняют их полностью. Кроме того, непредсказуемые модели трафика продолжают подвергать сомнению возможности масштабирования базовой инфраструктуры.

Новая стратегия Microsoft: плановое масштабирование и предварительно прогретые экземпляры

В 2023 году Microsoft начала внедрять улучшения интеллектуального масштабирования и предварительного разогрева платформы функций Azure. Цель заключалась в том, чтобы сделать поведение при холодном запуске более предсказуемым и уменьшить количество ошибок 503 при скачках нагрузки за счет превентивной подготовки вычислительных ресурсов.

1. Улучшения интеллектуального автоматического масштабирования

Microsoft обновила свой алгоритм масштабирования, чтобы более эффективно прогнозировать шаблоны рабочих нагрузок. Учитывая исторический трафик и телеметрию в реальном времени, система лучше прогнозирует, когда предварительно выделить больше экземпляров.

Это обновление особенно актуально для приложений, в которых всплески активности следуют ежедневному циклу (например, утренние всплески входа в систему). Благодаря улучшенному изучению прошлых шаблонов Azure может активно масштабироваться до того, как произойдет всплеск, а не реагировать после возникновения ошибок 503.

2. Предварительное объединение экземпляров в пул

В планах Premium и Elastic Premium теперь реализована концепцияпредварительно разогретых инстансов. Вместо реактивного масштабирования по требованию Azure предварительно выделяет пул простаивающих, но готовых к использованию экземпляров, предназначенных для вашего приложения-функции или плана обслуживания. Когда приходит рабочая нагрузка, эти предварительно прогретые экземпляры сразу же поглощают всплеск.

Вы можете настроить количество постоянно готовых экземпляров в своем плане Премиум, используя шаблоны «Портал Azure» или «Инфраструктура как код» (IaC). Внутренние оценки Microsoft показывают значительное снижение риска возникновения ошибки 503, когда хотя бы один предварительно нагретый экземпляр всегда активен.

3. Ускоренная активация плана и повторное использование контейнера

Функции Azure, работающие в изолированных контейнерах или планах хостинга Linux, значительно снизили задержку благодаря внутреннему усовершенствованию, которое повторно использует среды выполнения, где это применимо. Это означает меньшую загрузку новых контейнеров и более быструю доступность хостов выполнения.

Результаты на местах: как команды стабилизировали функции приложений

После этих изменений несколько корпоративных пользователей сообщили об улучшении надежности, особенно для API, ранее уязвимых для ошибок 503 во время внезапных запросов. По данным разработчиков продуктов Microsoft, крупные клиенты-арендаторы снизили показатели 503 с 4,5% до менее чем 0,1% в течение нескольких недель после настройки плана плана и включения предварительно подогреваемых экземпляров.

Общие стратегии стабилизации теперь включают:

• Переключение критически важных рабочих нагрузок на планы Premium или Elastic Premium.
• НастройкаминимумаInstanceCountдля сохранения бездействующих «теплых» рабочих
• Мониторинг задержки при холодном запуске с помощью Application Insights и ключевых показателей эффективности Azure Monitor.
• Сочетание правил упреждающего масштабирования с системными оповещениями о пороговых значениях емкости.

Лучшие практики, позволяющие избежать ошибок 503

Если вы используете функции Azure в приложении, чувствительном к задержкам или с высокой пропускной способностью, примите во внимание следующие рекомендации по эксплуатации:

• Предоставление экземпляров Always-Ready:установите хотя бы один «теплый» экземпляр в планах «Премиум», используя minimumInstanceCount .
• Используйте шлюз приложений или кэширование управления API:кэшируйте ответы на неперсонализированные запросы, чтобы минимизировать зависимость от серверной части.
• Мониторинг холодного запуска и доступности приложений:используйтетесты доступностии отслеживайте FunctionExecutionUnits и FunctionExecutionCount .
• Маршрутизация предсказуемого трафика.Планируйте рабочие нагрузки по отчетности и аналитике в непиковые часы основной системы.
• Настройте правила масштабирования.Для триггеров, не связанных с HTTP, таких как служебная шина или концентратор событий, используйте логику пакетной обработки и масштабирования на уровне приложения.

Заключение

Проблема с тем, что функции Azure возвращают ошибкиHostServiceUnavailable 503в условиях загрузки при холодном запуске, вызвала значительные трудности в работе многих облачных служб. Хотя ни один из обходных путей не является панацеей, усовершенствования Microsoft — особенно в области интеллектуального автоматического масштабирования и предварительной подготовки экземпляров — устраняют основной инфраструктурный пробел.

В настоящее время команды, переходящие от реактивного к упреждающему функциональному планированию (например, развертывания уровня «Премиум» с минимальным количеством экземпляров), получают более стабильную вычислительную среду. Отслеживание показателей в реальном времени, планирование ожидаемой нагрузки и использование последних улучшений масштабирования Azure — все это важные стратегии для минимизации будущих рисков.

Бессерверная инфраструктура может обеспечить высокую масштабируемость и минимальное обслуживание, но только при условии понимания ее эксплуатационных ограничений. При правильных конфигурациях Функции Azure теперь могут обеспечить не только гибкость, но и согласованность в масштабе.