مختبر: تكوين التوسع التلقائي

هدف المختبر

تصميم وتكوين حل توسع تلقائي كامل لتطبيق ويب مع أنماط حركة مرور متغيرة.

الجزء 1: السيناريو

السياق

NewsPortal هو موقع أخبار يشهد ارتفاعات غير متوقعة في حركة المرور أثناء الأخبار العاجلة. تريد الفريق التقني أتمتة التوسع من أجل:

• الحفاظ على الأداء أثناء الذروات
• تقليل التكاليف خلال الأوقات الهادئة

بيانات حركة المرور

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│              أنماط حركة المرور لـ NewsPortal                │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                              │
│   يوم عادي                                                  │
│   ───────────────                                           │
│                                                              │
│   الزوار ▲                                                 │
│            │           ┌────┐                               │
│    50,000 ─┤          ┌┘    └┐                              │
│            │         ┌┘      └┐      ┌──┐                   │
│    30,000 ─┤     ┌──┘        └──────┘  └┐                  │
│            │  ┌──┘                       └──┐               │
│    10,000 ─┤──┘                             └──             │
│            │                                                 │
│            └─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────► ساعة       │
│                 6h    9h    12h   18h   21h               │
│                                                              │
│   أخبار عاجلة (غير متوقعة)                                  │
│   ───────────────────────────                               │
│                                                              │
│   الزوار ▲                                                 │
│            │           ▲ ذروة مفاجئة x10                   │
│   200,000 ─┤          ╱╲                                   │
│            │         ╱  ╲                                   │
│   100,000 ─┤        ╱    ╲                                 │
│            │       ╱      ╲                                 │
│    20,000 ─┤──────╱        ╲──────────                     │
│            │                                                 │
│            └─────────────────────────────────► وقت         │
│                                                              │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

المتطلبات

الجانب	المتطلب
التوافر	99.9%
زمن الاستجابة	< 500ms (P95)
السعة الدنيا	5,000 زائر/دقيقة
السعة القصوى	200,000 زائر/دقيقة
الميزانية	تحسين التكاليف خارج الذروات

الجزء 2: تمارين التصميم

تمرين 2.1: تحديد الحجم

مع العلم أن t3.medium يمكنها معالجة 500 طلب/ثانية، احسب:

السؤال	إجابتك
الحد الأدنى من المثيلات (عادي)	؟
المثيلات للذروة x10	؟
الحد الأدنى الموصى به لـ HA	؟
الحد الأقصى الموصى به	؟

💡 الحل

حركة المرور العادية: 50,000 زائر/دقيقة = 833 طلب/ثانية
المثيلات اللازمة: 833 / 500 = 2 مثيلات

حركة المرور في الذروة x10: 200,000 زائر/دقيقة = 3,333 طلب/ثانية
المثيلات اللازمة: 3,333 / 500 = 7 مثيلات (تقريب)

الحد الأدنى الموصى به: 2 (HA Multi-AZ)
الحد الأقصى الموصى به: 10 (هامش أمان)

المرغوب الأولي: 2

تمرين 2.2: اختيار السياسة

ما هي السياسة/السياسات التي توصي بها ولماذا؟

السياسة	مناسبة؟	التبرير
Target Tracking CPU	؟	؟
Target Tracking Requests	؟	؟
Scheduled	؟	؟
Step Scaling	؟	؟

💡 الحل

السياسة	مناسبة؟	التبرير
Target Tracking CPU	⚠️ جزئي	مفيد لكن CPU ليس دائمًا مرتبطًا بالطلبات
Target Tracking Requests	✅ نعم	مرتبط مباشرة بحركة مرور المستخدم
Scheduled	⚠️ جزئي	أنماط اليوم/الليل متوقعة، لكن ليس الأخبار العاجلة
Step Scaling	✅ نعم	استجابة سريعة للذروات المفاجئة

التوصية: دمج Target Tracking (requests) + Scheduled (base)

تمرين 2.3: تكوين Launch Template

أكمل تكوين Launch Template:

# Launch Template Configuration
LaunchTemplateName: newsportal-lt
  
# لإكمال:
AMI: _______________
InstanceType: _______________
SecurityGroupIds: 
  - _______________
KeyName: _______________
UserData: |
  #!/bin/bash
  _______________
  _______________
  _______________

💡 الحل

LaunchTemplateName: newsportal-lt
  
AMI: ami-0123456789 (Amazon Linux 2, مهيأ مسبقًا)
InstanceType: t3.medium
SecurityGroupIds: 
  - sg-web-servers
KeyName: newsportal-key
UserData: |
  #!/bin/bash
  yum update -y
  yum install -y httpd
  systemctl start httpd
  systemctl enable httpd
  # أو نشر التطبيق عبر CodeDeploy
  aws s3 cp s3://newsportal-deploy/latest.tar.gz /tmp/
  tar -xzf /tmp/latest.tar.gz -C /var/www/html/

تمرين 2.4: تكوين ASG

أكمل تكوين Auto Scaling Group:

AutoScalingGroupName: newsportal-asg

# السعة
MinSize: ___
MaxSize: ___
DesiredCapacity: ___

# الشبكة (2 AZ على الأقل)
VPCZoneIdentifier:
  - _______________
  - _______________

# الفحوصات الصحية
HealthCheckType: _______________
HealthCheckGracePeriod: ___

# مجموعة الهدف
TargetGroupARNs:
  - _______________

💡 الحل

AutoScalingGroupName: newsportal-asg

MinSize: 2
MaxSize: 10
DesiredCapacity: 2

VPCZoneIdentifier:
  - subnet-private-az-a
  - subnet-private-az-b

HealthCheckType: ELB  # استخدام الفحوصات الصحية لـ ALB
HealthCheckGracePeriod: 300  # 5 دقائق لبدء التطبيق

TargetGroupARNs:
  - arn:aws:elasticloadbalancing:...:targetgroup/newsportal-tg/xxx

الجزء 3: تكوين السياسات

تمرين 3.1: Target Tracking

أنشئ سياسة Target Tracking للحفاظ على 1000 طلب لكل هدف:

# أكمل الأمر
aws autoscaling put-scaling-policy \
    --auto-scaling-group-name newsportal-asg \
    --policy-name _______________ \
    --policy-type _______________ \
    --target-tracking-configuration '{
        "TargetValue": ___,
        "PredefinedMetricSpecification": {
            "PredefinedMetricType": "_______________",
            "ResourceLabel": "app/newsportal-alb/xxx/targetgroup/newsportal-tg/yyy"
        },
        "ScaleOutCooldown": ___,
        "ScaleInCooldown": ___
    }'

💡 الحل

aws autoscaling put-scaling-policy \
    --auto-scaling-group-name newsportal-asg \
    --policy-name request-target-tracking \
    --policy-type TargetTrackingScaling \
    --target-tracking-configuration '{
        "TargetValue": 1000.0,
        "PredefinedMetricSpecification": {
            "PredefinedMetricType": "ALBRequestCountPerTarget",
            "ResourceLabel": "app/newsportal-alb/xxx/targetgroup/newsportal-tg/yyy"
        },
        "ScaleOutCooldown": 60,
        "ScaleInCooldown": 300
    }'

تمرين 3.2: Scheduled Scaling

قم بتكوين التوسع المجدول لأنماط اليوم/الليل:

# Morning scale up (8h UTC, Lun-Ven)
aws autoscaling put-scheduled-update-group-action \
    --auto-scaling-group-name newsportal-asg \
    --scheduled-action-name _______________ \
    --recurrence "_______________ " \
    --min-size ___ \
    --max-size ___

# Evening scale down (22h UTC, tous les jours)
aws autoscaling put-scheduled-update-group-action \
    --auto-scaling-group-name newsportal-asg \
    --scheduled-action-name _______________ \
    --recurrence "_______________" \
    --min-size ___ \
    --max-size ___

💡 الحل

# Morning scale up (8h UTC, Lun-Ven)
aws autoscaling put-scheduled-update-group-action \
    --auto-scaling-group-name newsportal-asg \
    --scheduled-action-name morning-scale-up \
    --recurrence "0 8 * * MON-FRI" \
    --min-size 3 \
    --max-size 10

# Evening scale down (22h UTC, tous les jours)
aws autoscaling put-scheduled-update-group-action \
    --auto-scaling-group-name newsportal-asg \
    --scheduled-action-name evening-scale-down \
    --recurrence "0 22 * * *" \
    --min-size 2 \
    --max-size 5

الجزء 4: المراقبة والتنبيهات

تمرين 4.1: لوحة معلومات CloudWatch

قم بتحديد المقاييس الأساسية للمراقبة:

المقياس	Namespace	عتبة التنبيه
؟	AWS/EC2	؟
؟	AWS/ApplicationELB	؟
؟	AWS/AutoScaling	؟
؟	Custom	؟

💡 الحل

المقياس	Namespace	عتبة التنبيه
CPUUtilization	AWS/EC2	> 80%
TargetResponseTime	AWS/ApplicationELB	> 500ms
RequestCount	AWS/ApplicationELB	info only
HealthyHostCount	AWS/ApplicationELB	< 2
GroupDesiredCapacity	AWS/AutoScaling	info only
GroupInServiceInstances	AWS/AutoScaling	< min
HTTPCode_Target_5XX_Count	AWS/ApplicationELB	> 10/min

تمرين 4.2: تنبيه التوسع

قم بإنشاء تنبيه SNS للإخطار عند حدوث أحداث التوسع:

# 1. إنشاء موضوع SNS
aws sns create-topic --name _______________

# 2. الاشتراك عبر البريد الإلكتروني
aws sns subscribe \
    --topic-arn arn:aws:sns:...:_______________ \
    --protocol email \
    --notification-endpoint _______________

# 3. تكوين إشعارات ASG
aws autoscaling put-notification-configuration \
    --auto-scaling-group-name newsportal-asg \
    --topic-arn arn:aws:sns:...:_______________ \
    --notification-types \
        "autoscaling:EC2_INSTANCE_LAUNCH" \
        "autoscaling:EC2_INSTANCE_TERMINATE" \
        "_______________"

💡 الحل

# 1. إنشاء موضوع SNS
aws sns create-topic --name newsportal-scaling-alerts

# 2. الاشتراك عبر البريد الإلكتروني
aws sns subscribe \
    --topic-arn arn:aws:sns:us-east-1:123456789:newsportal-scaling-alerts \
    --protocol email \
    --notification-endpoint ops@newsportal.com

# 3. تكوين إشعارات ASG
aws autoscaling put-notification-configuration \
    --auto-scaling-group-name newsportal-asg \
    --topic-arn arn:aws:sns:us-east-1:123456789:newsportal-scaling-alerts \
    --notification-types \
        "autoscaling:EC2_INSTANCE_LAUNCH" \
        "autoscaling:EC2_INSTANCE_TERMINATE" \
        "autoscaling:EC2_INSTANCE_LAUNCH_ERROR"

الجزء 5: اختبارات التحقق

خطة الاختبار

الاختبار	الطريقة	النتيجة المتوقعة
Scale Out	توليد حمل	مثيلات جديدة في < 5 دقائق
Scale In	إيقاف الحمل	تقليل بعد فترة التهدئة
Failover	إنهاء مثيل	استبدال تلقائي
Health Check	إيقاف التطبيق	مثيل معلم كغير صحي

سكريبت اختبار الحمل

#!/bin/bash
# test-load.sh - محاكاة ذروة حركة المرور

ALB_DNS="newsportal-alb-xxx.region.elb.amazonaws.com"
DURATION=300  # 5 دقائق
CONCURRENCY=100

echo "بدء اختبار الحمل..."
echo "URL: http://$ALB_DNS"
echo "المدة: $DURATION ثانية"
echo "التزامن: $CONCURRENCY"

# استخدام Apache Bench أو hey
hey -z ${DURATION}s -c $CONCURRENCY http://$ALB_DNS/

echo "انتهى الاختبار. تحقق من CloudWatch و ASG."

قائمة التحقق من التحقق

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│              قائمة التحقق من التحقق                          │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                              │
│   ☐ يعمل التوسع الخارجي (مثيلات جديدة)                     │
│   ☐ يعمل التوسع الداخلي (مثيلات منتهية)                    │
│   ☐ فحوصات الصحة ALB تكتشف الأعطال                         │
│   ☐ استبدال المثيلات غير الصحية تلقائيًا                   │
│   ☐ تلقي إشعارات SNS                                        │
│   ☐ المقاييس مرئية في CloudWatch                           │
│   ☐ احترام الإجراءات المجدولة                               │
│   ☐ الحفاظ على زمن الاستجابة < 500ms تحت الحمل             │
│                                                              │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

التسليم النهائي

الوثيقة المطلوب إنتاجها

1. هندسة التوسع التلقائي (مخطط)
2. التكوين الكامل (Launch Template + ASG)
3. سياسات التوسع (Target Tracking + Scheduled)
4. خطة المراقبة (المقاييس + التنبيهات)
5. نتائج الاختبارات (لقطات شاشة CloudWatch)

معايير التقييم

المعيار	النقاط
تحديد الحجم الصحيح	/15
تكوين ASG الكامل	/25
السياسات المناسبة للسيناريو	/20
المراقبة والتنبيهات	/15
الاختبارات الموثقة	/15
جودة الوثيقة	/10
المجموع	/100

---

الأسبوع التالي: MODULE 10 - Route 53