实现站点弹性伸缩

文档属性

项目	说明
文档难度	入门级
预计耗时	60-90 分钟
任务目标	部署可自动扩缩的 Grav 站点，实现高可用和负载均衡
使用环境	AWS 管理控制台

前置条件：

已有 AWS 账户并具备控制台登录权限
已有 VPC，包含至少 2 个可用区的公有子网
已有可用的安全组（允许 HTTP 80、SSH 22 入站）

架构概览

%%{init: {"flowchart": {"defaultRenderer": "elk"}}}%%
flowchart TB
    subgraph Internet
        U[用户请求]
    end
    
    subgraph AWS["AWS Cloud"]
        subgraph VPC
            ALB[Application Load Balancer]
            
            subgraph AZ1["可用区 A"]
                EC2_1[EC2 实例<br/>Grav 核心代码]
                EFS_MT1[EFS 挂载点]
            end
            
            subgraph AZ2["可用区 B"]
                EC2_2[EC2 实例<br/>Grav 核心代码]
                EFS_MT2[EFS 挂载点]
            end
            
            EFS[(Amazon EFS<br/>/user 目录)]
            
            ASG[Auto Scaling Group]
        end
        
        CF[CloudFront CDN<br/>静态资源缓存]
    end
    
    U --> CF
    CF --> ALB
    ALB --> EC2_1
    ALB --> EC2_2
    EC2_1 --> EFS_MT1
    EC2_2 --> EFS_MT2
    EFS_MT1 --> EFS
    EFS_MT2 --> EFS
    ASG -.管理.-> EC2_1
    ASG -.管理.-> EC2_2

架构说明：

组件	作用
CloudFront	缓存静态资源，减少 EFS 读取，降低延迟
ALB	接收请求，分发到健康实例，执行健康检查
Auto Scaling Group	根据策略自动增加或终止实例
EC2 实例	运行 PHP + Grav 核心代码（本地存储）
EFS	仅存储 `/user` 目录（内容、配置、插件），跨实例共享

流量路径：

用户 → CloudFront → ALB → EC2 实例（本地 Grav 代码 + EFS /user 目录）

自动扩缩机制：

扩展：负载升高或到达指定时间，ASG 启动新实例，新实例自动挂载 EFS、注册到 ALB
缩减：负载下降或到达指定时间，ASG 先从 ALB 移除实例，等待连接排空后终止实例

扩展策略选择（二选一）

在开始配置前，根据业务场景选择一种扩展策略：

策略	适用场景	示例
Target Tracking	流量不可预测，需根据实时负载调整	新闻站点、API 服务
Scheduled Scaling	流量有固定规律	工作日高峰、促销活动

最佳实践：如果不确定流量模式，选择 Target Tracking。

1. 创建 EFS 文件系统

Amazon EFS 用于存储 Grav 的 /user 目录，实现跨实例内容共享。

操作步骤

进入 EFS 控制台 → 点击 Create file system

[创建EFS-入口]

点击 Customize 进入详细配置
步骤 1 - 文件系统设置：
- Name: 输入名称（如 grav-user-data）
- Storage class: 选择 Standard
- Automatic backups: 根据需要启用
- Encryption: 建议启用
步骤 2 - 网络访问：
- VPC: 选择目标 VPC
- Mount targets: 在每个可用区选择子网，选择允许 NFS（端口 2049）入站的安全组

创建EFS-网络配置

完成创建，记录 File system ID（如 fs-0123456789abcdef0）

2. 启动基准 EC2 实例

创建一台 EC2 实例，安装 PHP、Grav，配置 EFS 挂载，作为自定义 AMI 的基础。

操作步骤

进入 EC2 控制台 → 点击 Launch instances
配置实例：
- Name: grav-base-instance
- AMI: 选择 Amazon Linux 2023
- Instance type: 选择 t3.small 或更高
- Key pair: 选择已有密钥对
- Network settings: 选择目标 VPC 和公有子网，启用公有 IP
- Security groups: 选择允许 HTTP 80、SSH 22、NFS 2049 的安全组
启动实例并通过 SSH 连接

3. 安装 PHP 和 Grav

在基准实例上安装运行环境和 Grav CMS。

Amazon Linux 2023 安装步骤

通过 SSH 连接实例后，执行以下操作：

关闭selinux

sudo sed -i 's/SELINUX=permissive/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config
sudo setenforce 0

安装 PHP 和必要扩展：

进入实例终端，安装 PHP 8.x 及 Grav 所需的扩展（curl、gd、mbstring、xml、zip 等），安装 Apache 或 Nginx 作为 Web 服务器。

sudo yum update -y
sudo yum install -y php php-curl php-gd php-json php-mbstring php-xml php-zip php-apcu nginx php-fpm unzip
sudo systemctl disable --now httpd

安装 Grav：

从 Grav 官方下载页面下载最新版本，解压到 Web 服务器根目录（如 /var/www/grav）。

# 解压并移动到正确的目录
wget https://github.com/getgrav/grav/releases/download/1.7.49.5/grav-admin-v1.7.49.5.zip
unzip grav-admin-v1.7.49.5.zip
sudo mv grav-admin /var/www/grav

# 配置权限
sudo chown -R nginx:nginx /var/www/grav
sudo chmod -R 775 /var/www/grav
sudo mkdir -p /var/lib/php/session
sudo chown -R nginx:nginx /var/lib/php/session
sudo chmod -R 733 /var/lib/php/session

配置 OPcache（关键性能优化）：非必要

编辑 PHP 配置文件/etc/php/8.3/fpm/php.ini，启用并优化 OPcache：

配置项	建议值	说明
`opcache.enable`	1	启用 OPcache
`opcache.memory_consumption`	256	缓存内存大小（MB）
`opcache.validate_timestamps`	0	禁用时间戳验证，生产环境必须
`opcache.revalidate_freq`	0	配合上条使用

安装 APCu 用户缓存：非必要

安装 php-pecl-apcu 扩展，Grav 会自动检测并使用。上面的命令已经包含。

配置Nginx

添加grav.conf文件；创建/etc/nginx/conf.d/grav.conf文件

server {
    listen 80;
    server_name 服务器IP或域名;

    root /var/www/grav;
    index index.php index.html;

    # 日志
    access_log /var/log/nginx/grav-access.log;
    error_log /var/log/nginx/grav-error.log;

    # Grav 后台
    location /admin {
        try_files $uri $uri/ /index.php?$query_string;
    }

    # 主路由
    location / {
        try_files $uri $uri/ /index.php?$query_string;
    }

    # PHP 处理
    location ~ \.php$ {
        try_files $uri =404;
        fastcgi_split_path_info ^(.+\.php)(/.+)$;
        fastcgi_pass unix:/run/php-fpm/www.sock;
        fastcgi_index index.php;
        fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
        include fastcgi_params;
    }
}

修改/etc/php-fpm.d/www.conf

user = nginx
group = nginx

启动服务

sudo systemctl enable --now nginx
sudo systemctl enable --now php-fpm

验证安装：

通过浏览器访问实例公有 IP，确认 Grav 首页正常显示。注意要用http://。

安装Grav-验证页面安装完成

4. 配置 EFS 挂载

将 EFS 挂载为 Grav 的 /user 目录。

操作步骤

安装 EFS 挂载助手：

安装 amazon-efs-utils 软件包，该工具简化 EFS 挂载并支持加密传输。

sudo yum install amazon-efs-utils -y

参考：安装 Amazon EFS 客户端

迁移现有 /user 目录内容：

# 将/var/www/grav/user目录移动到/user
cd /var/www/grav
sudo mv user /tmp

# 挂载EFS到/var/www/grav/user
sudo mkdir user
sudo mount -t efs fs-08db381dd79fa11c8 user

# 拷回文件
sudo cp -r /tmp/user/* user/

# 重新授权
sudo chown -R nginx:nginx user
sudo chmod -R 775 user

多种挂载方式

配置永久挂载：

编辑 /etc/fstab，添加 EFS 挂载配置，确保实例重启后自动挂载。

挂载目标为 Grav 的 /user 目录路径（如 /var/www/grav/user）。

挂载选项建议：

永久挂载官方文档

选项	说明
`tls`	启用传输加密
`_netdev`	标记为网络文件系统，确保网络就绪后再挂载
`noresvport`	推荐选项，提高连接稳定性
`nofail`	挂载失败继续启动系统

fs-08db381dd79fa11c8 /var/www/grav/user efs _netdev,noresvport,nofail 0 0

fstab

查看挂载

mount -l | grep grav
# 或者
df -TH

验证挂载：

测试大文件数据写入

# 写入 1GB 文件到 EFS
dd if=/dev/zero of=/var/www/grav/user/test.img bs=1M count=1024 status=progress

# 参数说明：
# if=/dev/zero     - 输入源（零数据）
# of=/var/www/grav/user/test.img - 输出文件（EFS 挂载点）
# bs=1M            - 块大小 1MB
# count=1024       - 写入 1024 个块 = 1GB
# status=progress  - 显示进度

测试小文件写入

# 写入 100MB（快速测试）
dd if=/dev/zero of=/var/www/grav/user/test-small.img bs=1M count=100 status=progress

为了确保严谨，可以重启实例，确认 EFS 自动挂载，Grav 站点正常访问。

5. 创建自定义 AMI

将配置好的实例保存为自定义 AMI，用于 Auto Scaling 启动新实例。

执行清理

sudo cloud-init clean --logs --seed && \
sudo rm -rf /var/lib/cloud/instances/* && \
sudo truncate -s 0 /etc/machine-id && \
sudo shred -u /etc/ssh/*_key* && \
history -c && \
cat /dev/null > ~/.bash_history && \
sudo cat /dev/null > /root/.bash_history && \
sudo poweroff

操作步骤

进入 EC2 控制台 → 选择基准实例
点击操作 → 映像和模板 → 创建映像

创建AMI-入口

配置镜像：
- 映像名称: 输入名称（如 grav-ami-v1.0）
- 映像描述: 输入描述（如 Grav + PHP 8.x + EFS mount）
- 不重启: 不勾选（确保文件系统一致性）
点击 创建映像
等待 AMI 状态变为 Available（约 5-10 分钟）

创建AMI-状态确认

6. 创建目标群组

Target Group 定义后端实例和健康检查规则。

操作步骤

进入 EC2 控制台 → 左侧导航栏选择负载平衡 -> 目标组 → 点击 创建目标组
步骤 1 - 基本配置：
- 目标类型: 选择实例
- 目标组名称: 输入名称（如 grav-tg）
- 协议/端口: HTTP / 80
- VPC: 选择目标 VPC
步骤 2 - 健康检查：
- 健康检查协议: HTTP
- 健康检查路径: / 或 Grav 的健康检查端点

健康检查建议配置：

参数	建议值	说明
Healthy threshold	2	连续 2 次成功判定为健康
Unhealthy threshold	3	连续 3 次失败判定为不健康
Timeout	5 秒	响应超时时间
Interval	30 秒	检查间隔

创建Target Group-健康检查配置

点击 下一步，暂不注册目标（ASG 会自动注册），点击 创建目标组

7. 创建 Application Load Balancer

Application Load Balancer 分发流量到后端实例。

操作步骤

进入 EC2 控制台 → 左侧导航栏选择 负载平衡 → 点击 负载均衡器
选择 Application Load Balancer → 点击创建

[创建ALB-选择类型]

基本配置：
- 负载均衡器名称: 输入名称（如 grav-alb）
- 模式: 选择 面向互联网
- IP address type: IPv4
网络映射：
- VPC: 选择目标 VPC
- Mappings: 选择至少 2 个可用区及其公有子网

创建ALB-网络配置

安全组：选择允许 HTTP 80（和 HTTPS 443，如需要）入站的安全组
监听器和路由：
- 协议 / 端口: HTTP / 80
- 默认操作: 转发到目标组 → 选择上一步创建的目标组

设置目标组

点击 创建负载均衡器
等待 ALB 状态变为 Active，记录 DNS name

创建ALB-DNS记录

将此DNS记录作为域名解析的cname值。

8. 创建启动模板

启动模板定义 Auto Scaling 启动新实例的配置。

操作步骤

进入 EC2 控制台 → 左侧导航栏选择实例 -> 启动模板 → 点击 创建启动模板

[创建启动模板-入口]

基本信息：
- 启动模板名称: 输入名称（如 grav-launch-template）
- 模板版本说明: v1.0 - Initial version
AMI：选择步骤 5 创建的自定义 AMI

AMI启动模板

实例类型: 选择 t3.small 或根据负载选择
密钥对: 选择已有密钥对
网络设置：不选择(将自动在之前选择的多个可用去中随机创建)
- 安全组: 选择允许 HTTP、SSH、NFS 的安全组
- 高级网络设置：自动分配共有IP：禁用
高级详细信息：（可选）
1. IAM实例配置文件：如需 CloudWatch 监控或 Systems Manager，选择相应角色
  1. CloudWatchAgentServerPolicy：CloudWatch代理所需的权限策略
  2. AmazonSSMManagedInstanceCore：SSM代理所需的权限策略
点击 创建启动模板

9. 创建 Auto Scaling Group

Auto Scaling Group 管理实例集合，实现自动扩缩。

操作步骤

进入 EC2 控制台 → 左侧导航栏选择 Auto Scaling Groups → 点击 Create Auto Scaling group
步骤 1 - 选择启动模板：
- 弹性伸缩组名称: 输入名称（如 grav-asg）
- 启动模板: 选择上一步创建的启动模板

启动模板

步骤 2 - 选择实例启动选项：
- VPC: 选择目标 VPC
- 可用区分布: 选择至少 2 个可用区的子网

创建ASG-网络配置

步骤 3 - 配置高级选项：
- 负载均衡: 选择 附加到现有负载均衡器
- 选择负载均衡的目标组: 选择之前创建的目标组
- 应用程序恢复控制器（ARC）可用区转移：可选
- 健康检查类型: 选择 弹性负载均衡（推荐）
- 健康检查周期: 300 秒

创建ASG-负载均衡配置

步骤 4 - 配置组大小：

参数	建议值	说明
所需容量	2	正常运行实例数
最小容量	2	保证高可用
最大容量	6	预留扩展空间

步骤 5 - 配置扩展策略：根据你选择的策略配置（见下节）
添加通知：在SNS中创建订阅用于接收通知的邮件（略过）
完成创建

10. 配置扩展策略

根据业务场景，选择一种策略配置。

选项 A：目标跟踪（推荐）

适用于流量不可预测的场景。

在 ASG 详情页 → 选择 弹性伸缩 标签页；区域点击 添加策略

Target Tracking-创建策略

配置：
- 策略类型: Target tracking scaling
- 伸缩策略名称: grav-cpu-target-tracking
- 指标类型: 平均CPU使用率
- 目标值: 70
实例预热: 300 秒（PHP 应用和 EFS 挂载需要时间）
点击创建

选项 B：计划伸缩

适用于流量有固定规律的场景。

在 ASG 详情页 → 选择 弹性伸缩 标签页
在 计划操作 区域点击 创建计划操作

Scheduled Scaling-创建计划

配置扩容计划（示例：工作日早高峰）：
- 名称: scale-out-weekday-morning
- 所需容量: 4
- 最小值: 4
- 最大值: 6
- 循环: Corn 0 8 * * MON-FRI
- 时区: 选择你的时区
- 开始日期：自选
- 开始时间：自选
- 结束日期：自选
- 结束时间：自选

配置扩容计划

创建缩容计划（示例：工作日晚间）同上：
- Name: scale-in-weekday-evening
- Desired capacity: 2
- Min: 2
- Max: 6
- Recurrence: 0 20 * * MON-FRI
- Time zone: 选择你的时区

11. 验证配置

检查清单

检查项	验证方法	预期结果
ALB 状态	查看 Load Balancer 详情页	状态为 Active
目标组健康状态	查看目标组 → Targets 标签页	所有实例显示 healthy
ASG 实例数量	查看 Auto Scaling Group 详情页	实例数量符合所需值
Grav 站点访问	浏览器访问 ALB DNS name	正常显示 Grav 首页
EFS 内容共享	在一个实例修改内容，从另一个实例访问	内容同步

验证配置-Target Group健康状态

扩缩测试

压测CPU实现扩容

sudo yum install -y stress-ng

基础压测

# 压满所有 CPU 核心，持续 5 分钟
stress-ng --cpu 0 --timeout 5m

# 压满 2 个 CPU 核心
stress-ng --cpu 2 --timeout 5m

# 压到指定百分比（80%）
stress-ng --cpu 0 --cpu-load 80 --timeout 5m

# 查看实时 CPU
top  # 按 1 查看每个核心
htop  # 更直观（需要安装）

高级压测

# 逐步增加负载（模拟真实流量）
stress-ng --cpu 1 --timeout 2m &
sleep 120
stress-ng --cpu 2 --timeout 2m &
sleep 120
stress-ng --cpu 4 --timeout 2m &

# 脉冲式负载（模拟突发流量）
for i in {1..10}; do
    stress-ng --cpu 0 --timeout 30s
    sleep 60
done

还可以：

手动调整 ASG 的所需容量，观察实例增减
确认新实例自动注册到目标群组
确认终止的实例从目标群组移除

12. 更新 Grav 代码

当需要更新 Grav 核心代码或 PHP 配置时，采用不可变基础设施方式。

%%{init: {"flowchart": {"defaultRenderer": "elk"}}}%%
flowchart LR
    A[启动新实例<br/>基于当前 AMI] --> B[更新 Grav 代码]
    B --> C[测试验证]
    C --> D[创建新版本 AMI]
    D --> E[更新启动模板]
    E --> F[ASG 实例刷新]
    F --> G[旧实例逐步替换]

操作步骤

1. 启动临时实例

从当前 AMI 启动一台新实例用于更新。

2. 更新 Grav 代码

通过 SSH 连接实例，执行 Grav 更新（下载新版本、替换文件、清理缓存）。

3. 测试验证

确保更新后的 Grav 正常运行。

4. 创建新版本 AMI

5. 更新启动模板

进入 启动模板 → 选择启动模板
点击操作 → 修改模板 (创建新版本)
选择新的 AMI
创建新版本

更新启动模板-创建新版本选择新版本AMI

6. 更新 ASG 使用新模板版本

进入 ASG 详情页
点击 Edit
在 Launch template 中选择 Latest 或指定新版本
保存

编辑启动模板

选择新版启动模板

7. 执行实例刷新

在 ASG 详情页 → 实例刷新 标签页
点击 启动实例刷新
配置：
- 设置运行正常百分比: 50（保证一半实例在线）
- 实例预热: 300 秒
启动刷新

实例刷新-配置

ASG 会逐步终止旧实例并启动新实例，确保服务不中断。

8. 清理

终止临时更新实例
保留旧版本 AMI 用于回滚（建议保留最近 2-3 个版本）

常见问题

新实例启动后无法访问 Grav

检查 EFS 挂载是否成功。通过 SSH 连接实例，检查 /var/www/grav/user 目录是否包含内容。如果为空，检查 /etc/fstab 配置和 EFS 安全组是否允许 NFS 流量。

目标群组显示实例 unhealthy

可能原因：

Health check grace period 过短，实例未完成启动
安全组未允许 ALB 到实例的 HTTP 流量
Grav 应用未正常运行

检查实例的 Web 服务状态和安全组入站规则。

EFS 性能较差

确保已配置：

PHP OPcache（opcache.validate_timestamps = 0）
APCu 用户缓存
仅将 /user 目录放在 EFS，核心代码保持本地

实例刷新过程中服务中断

增加 设置运行正常百分比（如设为 90%），确保更多实例保持在线。同时检查 Health check grace period 是否足够。

内容更新后部分实例显示旧内容

Grav 的缓存可能导致此问题。登录 Grav 管理后台清理缓存，或通过 SSH 在实例上清理 /cache 目录。由于 OPcache 设置了 validate_timestamps = 0，PHP 代码变更需要重启 PHP-FPM 或 Apache。

最佳实践总结

实践项	建议
多可用区部署	ASG 跨至少 2 个可用区，EFS 在对应可用区创建挂载点
代码与数据分离	Grav 核心代码放 AMI（本地），/user 目录放 EFS
启用 OPcache	`validate_timestamps = 0`，生产环境必须配置
健康检查类型	关联 ALB 时使用 ELB 健康检查
不可变基础设施	通过 AMI 版本管理代码更新，便于回滚
监控告警	配置 CloudWatch 告警监控 CPU、EFS 吞吐量
静态资源缓存	使用 CloudFront 缓存静态文件，减少 EFS 读取

实现站点弹性伸缩

文档属性

架构概览

扩展策略选择（二选一）

1. 创建 EFS 文件系统

操作步骤

2. 启动基准 EC2 实例

操作步骤

3. 安装 PHP 和 Grav

Amazon Linux 2023 安装步骤

4. 配置 EFS 挂载

操作步骤

为了确保严谨，可以重启实例，确认 EFS 自动挂载，Grav 站点正常访问。

5. 创建自定义 AMI

执行清理

操作步骤

6. 创建 目标群组

操作步骤

7. 创建 Application Load Balancer

操作步骤

8. 创建启动模板

操作步骤

9. 创建 Auto Scaling Group

操作步骤

10. 配置扩展策略

选项 A：目标跟踪（推荐）

选项 B：计划伸缩

11. 验证配置

检查清单

扩缩测试

12. 更新 Grav 代码

操作步骤

常见问题

新实例启动后无法访问 Grav

目标群组 显示实例 unhealthy

EFS 性能较差

实例刷新过程中服务中断

内容更新后部分实例显示旧内容

最佳实践总结

扩展阅读

6. 创建目标群组

目标群组显示实例 unhealthy