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12月11日,OpenAI 出现了全球范围内的不可用故障,影响了 ChatGPT、API、Sora、Playground、Labs 等服务。影响范围从 12月11日下午 15:16 至 19:38,持续时间超过四个小时。事后分析表明,引发OpenAI全部系统服务集体“趴窝”的连锁崩溃的“罪魁祸首”竟是一次旨在强化可观测性的Telemetry(遥测)服务上线。

OpenAI对这个事故的复盘CaseStudy如下:
https://status.openai.com/incidents/ctrsv3lwd797

为什么一次增强监控的操作,最终却让整个系统在负载飙升时被互相依赖的链条拖垮?本文将以OpenAI这次事故为切入点,深入剖析在分布式时代多服务相互依赖下的潜在风险,并提供一套完整的预防与应对策略。

互相依赖与高负载:看似坚固的大厦为何顷刻倒塌?

在微服务的世界里,我们往往乐于谈论可扩展性、灵活性和高并发。然而,当多个关键组件彼此环环相扣,系统的韧性不一定如预期坚固。OpenAI这次的事故中,Telemetry服务为了更好地收集Kubernetes控制平面的指标,从每个节点发起了大量请求。成千上万个节点在几乎同一时间向控制平面“蜂拥而至”,这直接压垮了关键中枢。控制面崩溃后,DNS解析等核心服务无法正常运行,导致数据平面上的服务无法相互通信,一场级联故障就此爆发。

哪些场景下这种事故容易发生?

1、微服务架构的级联依赖:

当你的服务发现、DNS解析、消息队列或控制面管理API成为所有业务调用的“公共必经之路”时,这些关键点在高负载下被冲垮,就会如多米诺骨牌般牵连整套系统,继而导致“雪崩式”故障。

2、大规模集群的全量变更:

当对一个拥有上千节点的大集群实施“全网生效”的新特性部署,而非分期分批验证,一旦出现问题,影响面会迅速扩大,导致恢复困难。而且这类问题在初期阶段不明显(例如DNS缓存带来的延迟显现),导致在问题被发现前已经扩散至全网,使后续回滚和恢复更加困难。

3、控制面与数据面紧耦合:

理想状态下,数据平面(真正处理用户请求的部分)在短时间内不应依赖控制平面的持续稳定。然而如果关键环节(如DNS解析)必须通过控制面才能完成,一旦控制面挂掉,数据平面也紧随其后倒下。

4、未经充分压测的Telemetry与监控变更:

为了获取更详细的指标,我们往往引入新的Telemetry服务,但如果没有对API调用量、资源消耗进行充分压力测试,这类变更很可能在实际生产场景中超出预期,引发超大规模请求风暴。

比如:监控、日志和遥测服务通常需要频繁访问系统元数据和控制面API。如果这些服务部署方式或配置不当,在高负载场景中会产生海量的元数据请求,压垮控制面组件,这是典型的“自食其果”问题。

如何提前预防这类互相依赖下的高负载“雪崩”?

1、架构解耦与冗余设计

服务发现独立化:

尝试从控制面中剥离DNS与服务发现,建立独立的高可用服务发现层。这样即便控制面短暂失效,数据平面服务仍能通过缓存或备选机制正常互联。

多集群与分片部署:

让业务在多个独立的集群中运行,发生问题时可以将流量切换到健康集群,避免全域瘫痪。

反面的例子就是OpenAI自身:

K8S 官方建议的最大集群规模是 5000 节点(https://kubernetes.io/zh-cn/docs/setup/best-practices/cluster-large/),但 OpenAI 发表过一篇吹牛文章:《我们是如何通过移除一个组件来让K8S跑到7500节点的》(https://openai.com/index/scaling-kubernetes-to-7500-nodes/

2、严格的发布与变更管理流程

分阶段灰度发布:

新Telemetry服务的上线不应“一步到位”,可先在小型测试集群中试验并观测指标,然后再逐步在更大范围内滚动发布。

全面压力与性能测试:

上线前在预生产环境中对控制平面API调用量进行压力测试,模拟数千节点同时请求的极端场景,以提前发现潜在瓶颈。

3、提前预警与可观测性建设

细粒度告警与基线建立:

对控制面API调用频率、DNS请求量、集群关键资源利用率设定清晰的告警阈值,一旦上线后稍有异常波动,立即预警。

自动化异常检测:

通过机器学习或基于规则的自动化工具,事先识别潜在风险。如果新服务的访问模式偏离历史基线过多,要在问题爆发前暂停部署或降级。

4、故障演练与混沌工程

定期演练控制面故障场景:

在测试环境中模拟控制面不可用,看数据平面能否存活足够长的时间;

故障注入测试:

在上线前对新Telemetry服务进行故障注入和扩增请求测试,让团队熟悉应对策略,检验回滚和限流机制的有效性。

事中应对:当问题已经发生,该怎么做?

1、自动化防护与限制

动态限流:

在监控到控制面压力过大时,自动对Telemetry服务的API请求进行限流或熔断,防止问题持续恶化。

快速回滚:

提供一键回滚机制,当告警触发时立即暂停后续部署并撤销有问题的变更。

2、 紧急访问通道与资源扩容

应急操作“后门”:

在控制面被“打挂”时,仍能通过特殊通道(高优先级API、独立管理节点访问)回滚问题服务。

资源弹性扩容:

在压力来临时自动增加控制面节点副本数或提高资源上限,为恢复提供喘息空间。

3、 流量重路由与服务降级

流量切换:

将流量重定向到健康集群,避免持续对故障集群施压。

降级模式运行:

在故障期间暂时关闭或减少非核心功能,以降低系统对控制面的依赖。

写在最后:建立一个不容易被“打死”的系统

OpenAI的这次事故,为所有分布式系统和微服务架构的从业者敲响了警钟。我们必须正视系统中潜藏的“隐形依赖”,尤其是在高负载下,这些依赖点往往会成为最大的脆弱环节。

通过在事前做好架构解耦预防性压力测试分阶段发布,事中建立自动化防护应急通道,事后总结经验持续完善基础设施,我们才能在下一次压力来袭时从容应对。真正健壮的系统不是从不发生故障,而是能在故障面前仍然保持服务连续性快速恢复的能力。

读到这里,希望你已对“互相依赖下的高负载雪崩”有了更全面的认知,也能在自己的系统中提前布局,避免重蹈覆辙。下一次面对潜在风险时,让我们比故障跑得更快