Изучение хаос-инжиниринга: методы и примеры кода для надежных систем

Принципы хаос-инжиниринга представляют собой набор практик и методов, направленных на тестирование и повышение надежности программных систем посредством контролируемых экспериментов. Эти эксперименты включают в себя введение контролируемого количества хаоса или сбоев в систему для выявления слабых мест и потенциальных точек сбоя. Вот несколько методов, обычно используемых в Chaos Engineering, а также примеры кода:

  1. Внедрение задержки: моделирование сетевых задержек для тестирования поведения системы при медленном времени отклика. Этого можно добиться с помощью таких инструментов, как tcв Linux.
# Injecting 100ms latency on eth0 interface
tc qdisc add dev eth0 root netem delay 100ms
  1. Внедрение ошибок: введение сбоев, таких как сбои, исключения или тайм-ауты, для оценки реакции системы. Это можно сделать с помощью таких платформ, как Chaos Monkey для микросервисов.
// Injecting a simulated exception in a microservice
public void performOperation() {
    if (ChaosMonkey.shouldInjectException()) {
        throw new RuntimeException("Simulated exception");
    }
// Normal operation code
}
  1. Исчерпание ресурсов: тестирование поведения системы при ограничении ресурсов, таких как процессор, память или дисковое пространство. Такие инструменты, как stressв Linux, можно использовать для обеспечения высокой загрузки ресурсов.
# Stressing CPU with 4 worker threads
stress --cpu 4
  1. Нечеткое тестирование: подача в систему недействительных, неожиданных или случайных входных данных для выявления уязвимостей или сбоев. Для этой цели можно использовать такие инструменты, как American Fuzzy Lop (AFL).
// Fuzzing a function with AFL
#include <stdio.h>
int vulnerableFunction(char* input) {
    // Vulnerable code
}
int main() {
    char input[100];
    while (__AFL_LOOP(1000)) {
        if (read(0, input, sizeof(input)) <= 0) {
            break;
        }
        vulnerableFunction(input);
    }
    return 0;
}
  1. Постоянная проверка: внедрение автоматических проверок и мониторинга для обеспечения отказоустойчивости и стабильности системы. Для этого можно использовать такие инструменты, как Chaos Toolkit или Chaos Mesh.
# Chaos Toolkit experiment example
{
    "title": "Network Failure",
    "method": "chaostoolkit-kubernetes",
    "config": {
        "type": "probe",
        "name": "network-failure",
        "tolerance": true,
        "provider": {
            "type": "python",
            "module": "chaosk8s.networking",
            "func": "chaos_network_failures",
            "arguments": {
                "target": "my-app",
                "direction": "both",
                "duration": "30s"
            }
        }
    }
}