חישוב הדרישות לגבי כתובות IP ל-NAT סטטי

הדף הזה מתייחס ל-Apigee, אבל לא ל-Apigee Hybrid.

לעיון במסמכי התיעוד של Apigee Edge

תעבורה יוצאת בין Apigee לבין קצה עורפי של יעד עם כתובת IP ציבורית משתמשת ב-Cloud NAT כדי לתרגם את כתובת ה-IP הפרטית של מופע Apigee לכתובת IP ציבורית. אם ה-backend של היעד דורש הוספה לרשימת ההיתרים של כתובות IP, אפשר להזמין ולהפעיל כתובות IP סטטיות של NAT לתנועת יציאה. במאמר הזה מוסבר איך לחשב את מספר כתובות ה-IP של NAT סטטי שנדרשות כדי לתמוך בתנועה הצפויה.

לפני שמתחילים

אם בוחרים להשתמש בהקצאת כתובות IP סטטיות של NAT כדי לתמוך בהוספה לרשימת ההיתרים, צריך לחשב את מספר כתובות ה-IP הסטטיות המינימלי שנדרש כדי לתמוך בתנועת הגולשים הצפויה. כדי לבצע את החישוב הזה, תצטרכו את הפרטים הבאים:

• זמן מקסימלי לכל עסקה: זהו הזמן המקסימלי, בשניות, שיידרש לעסקה, מתחילת הבקשה ועד סוף התגובה.
• מספר העסקאות המקסימלי לשנייה (TPS): זהו המספר המקסימלי של עסקאות לשנייה שמופע Apigee יכול לתמוך בהן.
• מספר העסקאות המקסימלי לשנייה (TPS) עבור קצה עורפי ייחודי יחיד: זהו המספר המקסימלי של עסקאות לשנייה שכל קצה עורפי יחיד יכול לתמוך בו.
• מספר הסביבות המקסימלי: המספר המקסימלי של סביבות במופע הזה של Apigee.

הערה: ערכי המקסימום שמפורטים למעלה הם חלק מתכנון הקיבולת של NAT, והם צריכים לכלול התייחסות לעליות פתאומיות אפשריות בנפח התנועה, לעלייה ב-TPS של שרתים עורפיים בגלל תחזוקה או הפסקת שירות, ולתוספות עתידיות של סביבות. מומלץ להוסיף מקדם ביטחון למספרים הצפויים כדי להתמודד עם עליות בלתי צפויות בנפח התנועה, ולבצע מחדש את החישובים של NAT כשמשנים את התחזיות.

חישוב מספר כתובות ה-IP הסטטיות שנדרשות

אפשר להשתמש בנוסחאות הבאות כדי לחשב את המספר המינימלי של כתובות IP של NAT שצריך להקצות באופן סטטי:

1. כדי לחשב את המספר המקסימלי של יציאות מקוריות של NAT שנדרשות לכל קצה עורפי, משתמשים בנוסחה $ S $.
   $$ S = \lceil (150 + T) \times B \rceil $$

   כאשר:

   • ‫$ T $ הוא הזמן המקסימלי לעסקה, בשניות.
   • ‫$ B $ הוא ה-TPS המקסימלי לכל קצה עורפי ייחודי.
   • ‫$ \lceil \rceil $ היא פונקציית התקרה (המספר השלם הקטן ביותר), כלומר עיגול כלפי מעלה למספר השלם הבא
2. מחשבים את מספר היציאות המינימלי שמשמשות את מופע Apigee כ-N$.
   $$ N = max(4096 \times E, \lceil {512 \over 75} \times R \rceil) + 6144 $$

   כאשר:

   • ‫$ E $ הוא מספר סביבות Apigee.
   • ‫$ R $ הוא מספר העסקאות המקסימלי לשנייה (TPS) עבור מופע Apigee.
   • ‫$ \lceil \rceil $ היא פונקציית התקרה (המספר השלם הקטן ביותר), כלומר עיגול כלפי מעלה למספר השלם הבא
   • הפונקציה $ \mathit{max}() $ מחזירה את הערך המקסימלי מבין שני הערכים.
3. נניח שמספר הניודים המקסימלי שנדרש הוא $ P $.
   $$ P = max(S, N) $$

   כאשר:

   • ‫$ S $ הוא המספר המקסימלי של יציאות מקוריות של NAT שנדרשות, כפי שחושב בשלב 1.
   • ‫N$ הוא מספר היציאות המינימלי שנעשה בהן שימוש במופע Apigee, כפי שחושב בשלב 2.
   • הפונקציה $ \mathit{max}() $ מחזירה את הערך המקסימלי מבין שני הערכים.
4. מחשבים את מספר כתובות ה-IP של NAT שנדרש כ-$ I $.
   $$ I = \lceil P / 64512 \rceil $$

   כאשר:

   • ‫$ P $ הוא המספר המקסימלי של הניודים הנדרשים, שמחושב בשלב 3.
   • ‫$ \lceil \rceil $ היא פונקציית התקרה (המספר השלם הקטן ביותר), כלומר עיגול כלפי מעלה למספר השלם הבא

הערה: הנוסחאות האלה לא לוקחות בחשבון שימוש חוזר בחיבורים, אלא מחשבות תרחיש של 'מקרה הגרוע ביותר' שבו לא נעשה שימוש חוזר בחיבורים. השימוש החוזר בפועל בחיבורים עשוי להשתנות. במאמר שימוש חוזר בחיבור מפורטים הגורמים שמשפיעים על כך שמופע של Apigee ישתמש בחיבור קיים או יפתח חיבור חדש.

דוגמאות

דוגמה 1

בדוגמה הזו, אנחנו מצפים למקסימום של 10,000 עסקאות לשנייה בסביבה אחת. כל העסקאות הן בקשות HTTP GET ומשך העסקה באחוזון ה-99 הוא 50 אלפיות השנייה (ms). הבקשות האלה נשלחות באופן לא אחיד ממאגר של שרתים מאחורי 3 קצוות עורפיים של מאזני עומסים. אחד ממאזני העומסים מקבל 5,000 TPS, מאזן עומסים אחר מקבל 3,000 TPS ומאזן העומסים האחרון מקבל 2,000 TPS.

בדוגמה הזו, ערכי המפתח הם:

• הזמן המקסימלי לכל עסקה: 50 אלפיות השנייה
• מספר העסקאות המקסימלי לשנייה (TPS) למופע Apigee: 10,000
• מספר העסקאות המקסימלי לשנייה (TPS) לקצה עורפי יחיד: 5,000
• מספר סביבות Apigee: 1

בעזרת הנוסחאות שצוינו קודם, אפשר לחשב את מספר כתובות ה-IP של NAT שנדרשות:

1. $$ \lceil (150 + 0.050) \times 5000 \rceil = \lceil 150.050 \times 5000 \rceil = \lceil 750250 \rceil = 750250 $$

   המספר המקסימלי של יציאות מקוריות של NAT שנדרשות לכל קצה עורפי, בהנחה שלא נעשה שימוש חוזר בחיבורים, הוא 750,250.

2. $$ max(4096 \times 1, \lceil {512 \over 75} \times 10000 \rceil) + 6144 $$
   $$ max(4096, \lceil 6.827 \times 10000 \rceil) + 6144 $$
   $$ max(4096, \lceil 68270 \rceil) + 6144 $$
   $$ 68270 + 6144 = 74414 $$

   מספר יציאות המקור של NAT שזמן הריצה של Apigee משתמש בהן הוא 74,414.

3. $$ max(750250, 74414) = 750250 $$

   המספר המקסימלי של יציאות מקור NAT שנדרשות לכל מכונה וירטואלית הוא 750,250.

4. $$ \lceil 750250 / 64512 \rceil = \lceil 11.630 \rceil = 12 $$

   מספר כתובות ה-IP של NAT שנדרשות כדי לתמוך ב-10,000 עסקאות לשנייה (TPS) לכל היותר, כל אחת עם זמן תגובה של 50 אלפיות השנייה (או פחות), כאשר זוג יציאות וכתובות IP של שרת קצה יחיד תומך ב-5,000 עסקאות לשנייה לכל היותר, הוא 12.

דוגמה 2

בדוגמה הזו, אנחנו מצפים למקסימום של 1,000 עסקאות לשנייה ב-20 סביבות של Apigee. המשך של 99% מהעסקאות האלה הוא 5 שניות. הבקשות האלה יטופלו על ידי 8 שרתים עורפיים (backend) של היעד, והתנועה בדרך כלל מתחלקת באופן שווה בין כולם. בגלל תחזוקה והפסקות שירות, לא צפוי ששרת קצה עורפי ישרת יותר מ-250 TPS.

בדוגמה הזו, ערכי המפתח הם:

• זמן מקסימלי לכל עסקה: 5s
• מספר העסקאות המקסימלי בשנייה (TPS): 1,000
• מספר העסקאות המקסימלי לשנייה (TPS) עבור קצה עורפי יחיד: 250
• מספר סביבות Apigee: 20

בעזרת הנוסחאות שצוינו קודם, אפשר לחשב את מספר כתובות ה-IP של NAT שנדרשות:

1. $$ \lceil (150 + 5) \times 250 \rceil = \lceil 155 \times 250 \rceil = \lceil 38750 \rceil = 38750 $$

   המספר המקסימלי של יציאות מקוריות של NAT שנדרשות לכל קצה עורפי, בהנחה שלא נעשה שימוש חוזר בחיבורים, הוא 38,750.

2. $$ max(4096 \times 20, \lceil {512 \over 75} \times 1000 \rceil) + 6144 $$
   $$ max(81920, \lceil 6.827 \times 1000 \rceil) + 6144 $$
   $$ max(81920, \lceil 6827 \rceil) + 6144 $$
   $$ 81920 + 6144 = 88064 $$

   מספר יציאות המקור של NAT שזמן הריצה של Apigee משתמש בהן הוא 88,064.

3. $$ max(38750, 88064) = 88064 $$

   המספר המקסימלי של יציאות מקור NAT שנדרשות לכל מכונה הוא 88,064.

4. $$ \lceil 88064 / 64512 \rceil= \lceil 1.365 \rceil= 2 $$

   מספר כתובות ה-IP המינימלי של NAT שנדרש כדי לתמוך ב-1,000 עסקאות לשנייה (TPS) לכל היותר, כל אחת באורך של 5 שניות (או פחות), עם זוג יחיד של כתובת IP ופורט בעורף המערכת שתומך ב-250 עסקאות לשנייה (TPS) לכל היותר, הוא 2.

דוגמה 3

בדוגמה הזו, אנחנו רוצים לחשב את ה-TPS המקסימלי שאפשר להשיג עם 2 כתובות IP של NAT לשרת קצה עורפי יעד יחיד. הזמן המקסימלי לכל עסקה הוא כ-100 אלפיות השנייה.

בדוגמה הזו, ערכי המפתח הם:

• זמן מקסימלי לכל עסקה: 100 אלפיות השנייה
• מספר כתובות ה-IP של NAT: 2

במקרה כזה, אפשר להשתמש בנוסחאות שבשלב 4 ובשלב 1 כדי לחשב את המספר המקסימלי של יציאות מקור NAT שסופקו ואת מספר ה-TPS שיציאות המקור האלה יכולות לתמוך בו:

1. $$ 2 = \lceil P / 64512 \rceil $$
   $$ 129024 = P $$

   מספר יציאות המקור של NAT המקסימלי שניתן לספק הוא 129,024.

2. $$ 129024 = \lceil (150 + 0.100) \times B \rceil $$
   $$ 129024 = \lceil 150.1 \times B \rceil $$
   $$ \lfloor 129024 / 150.1 \rfloor = B $$
   $$ \lfloor 859.587 \rfloor = B $$
   $$ 859 = B $$

   ה-TPS המקסימלי הוא 859 עם 2 כתובות IP של NAT לשרת קצה עורפי יחיד, בהנחה שאין שימוש חוזר בחיבור.