Вступ:
- Hotstar регулярно стикається з раптовими сплесками трафіку під час великих подій, таких як матчі з крикету чи Чемпіонат світу, а також при прямому ефірі популярних шоу.
- Ці сплески передбачають одночасне підключення мільйонів користувачів для перегляду контенту в реальному часі. Керування такою кількістю одночасних підключень без погіршення продуктивності — це величезний виклик.
- Ось детальний розбір концепцій, технік і методологій, які використовує Hotstar для масштабування їхнього застосунку на мільйони одночасних користувачів.
Ключові стратегії для масштабованості:
- Підготовка інфраструктури:
- Hotstar створив стійку та гнучку інфраструктуру, здатну горизонтально масштабуватися. Основні компоненти включають:
- Архітектура мікросервісів: застосунок розділений на менші, керовані сервіси, кожен з яких обробляє конкретну функціональність. Це дозволяє незалежно масштабувати сервіси залежно від попиту.
- Розподілені системи: Hotstar використовує розподілені системи для обробки великих обсягів даних та забезпечення високої доступності в різних географічних точках.
- Тестування навантаження та симуляція:
- Для підготовки до пікового трафіку Hotstar широко тестував свої системи.
- Реалістичне моделювання трафіку: вони симулювали поведінку користувачів, включаючи пікові навантаження, щоб змоделювати сценарії, коли мільйони користувачів одночасно звертаються до платформи.
- Стрес-тестування: платформа була змушена працювати з навантаженням, яке перевищує очікуване, щоб виявити точки зламу та оптимізувати слабкі місця системи.
- Повне тестування: це гарантувало, що всі рівні — від клієнтських додатків до серверів на бекенді — працюють без збоїв.
- Динамічне балансування навантаження:
Ефективне балансування навантаження було критично важливим для керування трафіком користувачів.
- Глобальні балансувальники навантаження: вони направляли користувачів на сервери, що знаходяться найближче до їх географічного розташування, зменшуючи затримку.
- Динамічне маршрутування трафіку: алгоритми в реальному часі відслідковували стан серверів та перенаправляли трафік з перевантажених серверів на менш завантажені.
- Мережі доставки контенту (CDN): Hotstar використовував CDN для кешування статичного та часто запитуваного контенту ближче до користувачів, мінімізуючи навантаження на сервери.
Обробка реального трафіку:
- Архітектура, орієнтована на події:
- Hotstar використовував систему, орієнтовану на події, для обробки реальних дій користувачів, таких як відтворення, пауза та прямий ефір. Ця архітектура розділяє виробників подій (користувачів) від споживачів подій (сервісів на бекенді), що забезпечує масштабованість.
- Адаптивне потокове передавання:
Адаптивне потокове передавання дозволило Hotstar оптимізувати якість відео в залежності від швидкості інтернету користувача. Переваги включають:
- Зменшення використання пропускної здатності: зменшення бітрейту для користувачів з поганим з'єднанням.
- Постійний досвід для користувачів: забезпечення мінімальних затримок під час подій у реальному часі.
- Моніторинг в реальному часі та вирішення проблем:
Інструменти моніторингу, такі як Prometheus, Grafana та ELK Stack, використовувалися для:
- Відслідковування метрик серверів: використання ЦП, пам'яті, часу відповіді.
- Аналізу даних сеансів користувачів для виявлення незвичних патернів.
- Сповіщення команд у разі аномалій, що дозволяє негайно вжити заходів.
Масштабовані рішення для баз даних:
- Розбиття на частини та реплікація:
- Hotstar розділив свою базу даних, щоб розподілити дані користувачів між кількома вузлами. Це покращило швидкість зчитування та запису, зменшуючи зіткнення.
- Реплікація даних між вузлами забезпечила високу доступність і відновлення після збоїв.
- Кешування:
- Щоб зменшити навантаження на базу даних, Hotstar кешував часто запитувані дані за допомогою інструментів, таких як Redis і Memcached.
Використання хмарних технологій:
Hotstar використовував хмарні платформи для отримання еластичності та масштабування ресурсів за вимогою. Ключові переваги включали:
- Автоматичне масштабування: динамічне додавання обчислювальних та сховищних ресурсів під час пікових навантажень.
- Географічне розподілення: розгортання серверів у кількох регіонах для забезпечення низької затримки доступу.
- Оптимізація витрат: зменшення ресурсів у не пікові години для заощадження коштів.
Ключові інновації
- Стратегія Multi-CDN
Hotstar використовував кілька CDN для розподілу трафіку.
Це забезпечило надлишковість і запобігло залежності від одного постачальника, підвищивши надійність під час пікового трафіку.
2. Інтелектуальна сегментація трафіку
Сегментація трафіку дозволила надавати пріоритет користувачам залежно від критичності.
- VIP або преміум користувачі отримували пріоритет для безперебійного стрімінгу.
- Звичайні користувачі обслуговувалися на основі найкращих зусиль під час екстремальних навантажень.
3. Механізми відновлення після катастроф та системи резервного копіювання
Hotstar створив надійні механізми відновлення після катастроф, що включають:
- Регулярні знімки баз даних.
- Резервні сервери, готові до роботи у разі збоїв.
Уроки з успіху Hotstar
- Проактивне планування: Очікування сплесків трафіку та підготовка інфраструктури відповідно до цього може врятувати компанії від простоїв під час критичних подій.
- Інвестиції в моніторинг: Реальні часи зворотного зв'язку щодо продуктивності системи допомагають швидко виявляти та усувати проблеми.
- Гнучкість хмари — це ключ: Використання хмари дозволяє компаніям динамічно масштабуватися без надмірних інвестицій у ресурси.
- Орієнтація на досвід користувачів: Такі функції, як адаптивний стрімінг, забезпечують безперервний досвід для користувачів навіть за складних умов мережі.
Висновок
Інженерна команда Hotstar продемонструвала, як планування, тестування та використання технологій можуть дозволити застосунку масштабуватися до небувалих рівнів. Приймаючи подібний підхід, організації можуть підготувати свої платформи до обробки масових навантажень користувачів, перетворюючи виклики масштабованості на можливості для зростання.
Перекладено з: Scaling to Millions of Concurrent Users: Hotstar’s Performance Engineering