클러스터를 이해하기위해 실제 실습 코드를 통해 클러스터를 작동시켜보겠습니다.

클러스터 라우터는 이전에 설명한 Actor-라우터와 동일함으로 라우터별로 별도의 부가 설명을 생략하겠습니다.


클러스터 설계

다음과 같은 클러스터를 설계한다고 합시다.

  • 클러스터내 라우터는 라운드 로빈으로 실행되는 노드중 하나씩 순차적으로 수행합니다.
  • 클러스터내 라우터는 설정정변경없이 스케일업/스케일아웃이 가능합니다.
  • 노드가 늘어나고/줄어남에 따라 순차적실행 즉 라운드 로빈 기능 수행도 라우터 멤버수를 반영하여 수행됩니다.  


클러스터 액터설계

 기존에 설계된 액터와 약간다른점은, 클러스터에 필요한 잡담(클러스터 멤버의 변경사항을 스스로 감지하는)

기능을 추가 할것입니다. 잡담기능을 추가한것외에는 기존의 액터메시지 처리와 동일합니다.

클러스터 액터설계 
public class ClusterActor : UntypedActor
{
  protected Akka.Cluster.Cluster Cluster = Akka.Cluster.Cluster.Get(Context.System);
  protected ILoggingAdapter Log = Context.GetLogger();

  protected override void PreStart()
  {
      // subscribe to IMemberEvent and UnreachableMember events
      Cluster.Subscribe(Self, ClusterEvent.InitialStateAsEvents,
          new[] { typeof(ClusterEvent.IMemberEvent), typeof(ClusterEvent.UnreachableMember) });
  }

  /// <summary>
  /// Re-subscribe on restart
  /// </summary>
  protected override void PostStop()
  {
      //정상적으로 Actor를 정지하면 멤버에서 탈퇴가됩니다.
      Cluster.Unsubscribe(Self);
  }

  protected void OnReceiveData(object message)
  {
      Log.Info("Data:" + message.ToString());
  }

  protected override void OnReceive(object message)
  {
      var up = message as ClusterEvent.MemberUp;
      if (up != null)
      {
          var mem = up;
          Log.Info("Member is Up: {0}", mem.Member);
      }
      else if (message is ClusterEvent.UnreachableMember)
      {
          var unreachable = (ClusterEvent.UnreachableMember)message;
          Log.Info("Member detected as unreachable: {0}", unreachable.Member);
          //멤버와 갑자기 연락 두절이 되었기때문에, 멈버를 제거합니다.
          Cluster.Down(unreachable.Member.Address);
      }
      else if (message is ClusterEvent.MemberRemoved)
      {
          var removed = (ClusterEvent.MemberRemoved)message;
          Log.Info("Member is Removed: {0}", removed.Member);                    
      }
      else if (message is ClusterEvent.IMemberEvent)
      {
          //IGNORE
      }
      else if (message is Hello)
      {
          OnReceiveData(message); //실제 처리할 DataProcess                    
      }             
      else
      {
          Unhandled(message);
      }
  }
}

클러스터 시드 노드 어플리케이션

 시드노드는 앞서 설명했듯이, 마스터 노드에 해당하는것으로 1개가 필요합니다. 다중기기에 서비스를 뛰울시 설정사항이나

구동방식의 차이가 없지만,  학습용 테스트이기때문에  시드노드는 9999 포트로 고정을하고  시드노드에 붙게되는 일반노드는

0포트(동적) 로 스케일아웃 테스트를 하겠습니다. 일반적으로 노드 확장은 동일 포트로 확장을 하는것이니 이 차이점을 인지하고

코드 파악을 하시면 되겠습니다.

라운드로빈 시드노드 
public void ClusterUpSeedNode()
{
    var baseConfig = ConfigurationFactory.ParseString(@"akka {
    actor{
        provider = ""Akka.Cluster.ClusterActorRefProvider, Akka.Cluster""
        deployment {
            /myClusterPoolRouter {    
                routees.paths = [""/user/myClusterPoolRouter""]                                                                   
                router = round-robin-pool # routing strategy
                nr-of-instances = 10 # max number of total routees
                cluster {
                    enabled = on
                    allow-local-routees = on
                    use-role = crawler
                    max-nr-of-instances-per-node = 1
                }
            }
        }
    }
    remote {
        helios.tcp {
            port = 9999 #테스트를 위해 시드노드의 포트를 9999로 고정하였습니다.
            hostname = 127.0.0.1
        }
    }
    cluster {
        seed-nodes = [""akka.tcp://ClusterSystem@127.0.0.1:9999""] # 시드노드의 주소는 알필요가 있으며,자신의 주소와 동일할시 시드+롤 두가지 역할을 합니다.
        roles = [""crawler""] # 자신의 역활의 이름에대해 정의합니다.
        #role.[""crawler""].min-nr-of-members = 3 # crawler role minimum node count
    }

    }");

    actorSystem = ActorSystem.Create("ClusterSystem", baseConfig);
    //var clusterActor2 = actorSystem.ActorOf<EchoActor2>("myClusterPoolRouter");
    var router = actorSystem.ActorOf(Props.Create<ClusterActor>().WithRouter(FromConfig.Instance), "myClusterPoolRouter");            
    Task.Delay(2000).Wait();  //테스트를 위해 멤버쉽의 처리가 완료되고 난 이후 메시지 처리를 진행합니다.
    
    var msg = new Hello("hi");
    router.Tell(msg);
    router.Tell(msg);
    router.Tell(msg);
}


클러스터 일반노드 어플리케이션

라운드로빈 일반노드 
public void ClusterUpNode()
{
    var baseConfig = ConfigurationFactory.ParseString(@"akka {
    actor{
        provider = ""Akka.Cluster.ClusterActorRefProvider, Akka.Cluster""
        deployment {
            /myClusterPoolRouter {    
                routees.paths = [""/user/myClusterPoolRouter""]                                                                   
                router = round-robin-pool # routing strategy
                nr-of-instances = 10 # max number of total routees
                cluster {
                    enabled = on
                    allow-local-routees = on
                    use-role = crawler
                    max-nr-of-instances-per-node = 1 #노드 하나가 가질수 있는 최고 인스턴스수입니다. 일반적으로 1을 사용합니다.
                }
            }
        }
    }
    remote {
        helios.tcp {
            port = 0 #테스트를 위해, 일반노드의 포트는 동적포트로 지정하였씁니다. 한장비에 여러개의 다중노드가 띄워질시 사용할수있는 전략입니다.
            hostname = 127.0.0.1
        }
    }
    cluster {
        seed-nodes = [""akka.tcp://ClusterSystem@127.0.0.1:9999""] # 알려진 시드노드를 통해 멤버쉽 처리가 됩니다.
        roles = [""crawler""] # roles this member is in
        #role.[""crawler""].min-nr-of-members = 3 # crawler role minimum node count  #클러스터가 가질 최소 노드 제약수입니다. 최소조건이 만족되어야 클러스터로의 메시지가 작동됩니다.
    }

    }");

    actorSystem = ActorSystem.Create("ClusterSystem", baseConfig);
    //var clusterActor2 = actorSystem.ActorOf<EchoActor2>("myClusterPoolRouter");
    var router = actorSystem.ActorOf(Props.Create<ClusterActor>().WithRouter(FromConfig.Instance), "myClusterPoolRouter");
    Task.Delay(2000).Wait();

    var msg = new Hello("hi");
    router.Tell(msg);
    router.Tell(msg);
    router.Tell(msg);
}


테스트 케이스

우리는 위 어플리케이션을 다음과 같은 테스트를 할것입니다.

  • 각 어플리케이션은 Up이되고 나면, 라운드로빈 메시지를 3개보냅니다.( 멤버에게 분배)
  • 시드 노드를 뛰우고 메시지 3개를 보냅니다. ( 일반노드가 없기때문에 시드노드가 3개다처리)
  • 일반 노드1개를 뛰우고 메시지 3개를 보냅니다. ( 시드노드 + 일반노드 두 노드분산처리)
  • 일반 노드1개를 더 뛰우고 메시지 3개를 보냅니다. ( 시드+ 일반노드2 노드분산처리)
  • 일반 노드1개를 내리고 메시지 3개를 보냅니다. ( 시드 노드 + 일반노드 분산처리)

일반 노드를 늘리고/줄이고 함에 따라 자동으로 분산처리가 축소되고 확장되는것을 확인할수가 있습니다.

클러스터 테스트 어플리케이션을 앞장에서 준비했던 이유가...

1프로젝트로 동적으로 다양한 클러스터 환경이 적용된 테스트 어플리케이션을

구동하기 위해서였습니다.




응용

위 코드는 다음과같이 설계변경없이 응용가능하며, 직접 응용하여 변경해보십시오

  • 시드역활을 하는 노드에 서비스로직을 제거함으로 업데이트 상황에 대비할수가 있습니다. ( LightHouse 참고)
  • 라우터의 역활은, 설정변경만으로 클러스터내 라우터의 작동방식을 변경할수 있습니다. ( RoundRobin → BroadCast )




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