Resource Orchestration Service：使用Count功能進行大規模部署

擴容情境

本情境將使用Count功能，大量建立ECS（隨用隨付的ECS）。以建立3000個ECS為例，共計需要36183個資源，具體如下：

因為每個資源棧最多容納300個資源，無法滿足需求，故需結合嵌套資源棧功能和Count功能設計解決方案。

方案一：基礎方案

首先，假定ECS數量為M，將資源劃分到子資源棧中，並使用父資源棧進行整合。

• 子資源棧A：用於建立ECS，綁定ENI和EIP。
  假定ECS數量為N，0<=N<=20，那麼子資源棧最多包含1+240=241個資源。

  • 20個ECS：1個ALIYUN::ECS::InstanceGroup資源。
  • ENI+EIP：20*12=240。
• 子資源棧B：用於建立共用頻寬包，關聯共用頻寬包和EIP。
  子資源棧中共用頻寬包數量為3，那麼子資源棧最多包含(1+1)*3=6個資源。

  • 因為1個ECS綁定了3個EIP，對應於三條網路線路，所以放3個共用頻寬包。
  • 因為100個EIP要加入1個共用頻寬包中，所以1個子資源棧B最多可以容納300個EIP。1個子資源棧A產生最多60個EIP，所以一個子資源棧B對應於5個子資源棧A。
• 父資源棧：主要用於整合子資源棧。

  資源總數為150+30=180，能夠放入一個資源棧中。

  • 子資源棧A：數量為(M+20-1)//20，最大值為150。因為每5個子資源棧A的輸出會作為1個子資源B的輸入。子資源棧A的個數需要對齊到5，這樣會包含一些N取值為0的子資源棧A。所以最終數量為((M+20-1)//20+4)//5*5，最大值仍為150。
  • 子資源棧B：數量為子資源棧A的1/5，即((M+20-1)//20+4)//5，最大值為30。

其次，進行模板設計。

• 子資源棧A
  • Eni[0]、Eni[1]、Eni[2]綁定到Servers[0]，Eni[3]、Eni[4]、Eni[5]綁定到Servers[1]，依此類推，Eni[3*i]、Eni[3*i+1]、Eni[3*i+2]綁定到Servers[i]，0<=i<=N-1。
  • Eip-ChinaTelecom[i]綁定到Eni[3*i]、Eip-ChinaUnicom[i]綁定到Eni[3*i+1]、Eip-ChinaMobile[i]綁定到Eni[3*i+2]，0<=i<=N-1。這樣1個ECS就綁定了3個不同ISP的EIP。
  說明 此處ISP使用ChinaTelecom、ChinaUnicom和ChinaMobile僅作為樣本。

  ROSTemplateFormatVersion: '2015-09-01'
  Parameters:
    NumberOfEcs:
      Type: Number
      MinValue: 0
      MaxValue: 20
  Conditions:
    NonEmpty:
      Fn::Not:
        Fn::Equals:
          - 0
          - Ref: NumberOfEcs
  Resources:
    Servers:
      Type: ALIYUN::ECS::InstanceGroup
      Condition: NonEmpty
      Properties:
        MinAmount:
          Ref: NumberOfEcs
        MaxAmount:
          Ref: NumberOfEcs
    Eni:
      Type: ALIYUN::ECS::NetworkInterface
      Count:
        Fn::Calculate:
          - '{0}*3'
          - 0
          - - Ref: NumberOfEcs
      Properties: null
    EniBinder:
      Type: ALIYUN::ECS::NetworkInterfaceAttachment
      Count:
        Fn::Calculate:
          - '{0}*3'
          - 0
          - - Ref: NumberOfEcs
      Properties:
        InstanceId:
          Fn::Select:
            - Fn::Calculate:
                - '{0}//3'
                - 0
                - Ref: ALIYUN::Index
            - Fn::GetAtt:
                - Servers
                - InstanceIds
        NetworkInterfaceId:
          Fn::Select:
            - Ref: ALIYUN::Index
            - Ref: Eni
    Eip-ChinaTelecom:
      Type: ALIYUN::VPC::EIP
      Count:
        Ref: NumberOfEcs
      Properties:
        Isp: ChinaTelecom
    Eip-ChinaTelecom-Binder:
      Type: ALIYUN::VPC::EIPAssociation
      Count:
        Ref: NumberOfEcs
      Properties:
        InstanceId:
          Fn::Select:
            - Fn::Calculate:
                - '{0}*3'
                - 0
                - - Ref: ALIYUN::Index
            - Ref: Eni
        AllocationId:
          Fn::Select:
            - Ref: ALIYUN::Index
            - Ref: Eip-ChinaTelecom
    Eip-ChinaUnicom:
      Type: ALIYUN::VPC::EIP
      Count:
        Ref: NumberOfEcs
      Properties:
        Isp: ChinaUnicom
    Eip-ChinaUnicom-Binder:
      Type: ALIYUN::VPC::EIPAssociation
      Count:
        Ref: NumberOfEcs
      Properties:
        InstanceId:
          Fn::Select:
            - Fn::Calculate:
                - '{0}*3+1'
                - 0
                - - Ref: ALIYUN::Index
            - Ref: Eni
        AllocationId:
          Fn::Select:
            - Ref: ALIYUN::Index
            - Ref: Eip-ChinaUnicom
    Eip-ChinaMobile:
      Type: ALIYUN::VPC::EIP
      Count:
        Ref: NumberOfEcs
      Properties:
        Isp: ChinaMobile
    Eip-ChinaMobile-Binder:
      Type: ALIYUN::VPC::EIPAssociation
      Count:
        Ref: NumberOfEcs
      Properties:
        InstanceId:
          Fn::Select:
            - Fn::Calculate:
                - '{0}*3+2'
                - 0
                - - Ref: ALIYUN::Index
            - Ref: Eni
        AllocationId:
          Fn::Select:
            - Ref: ALIYUN::Index
            - Ref: Eip-ChinaMobile
  Outputs:
    Eips-ChinaTelecom:
      Value:
        Ref: Eip-ChinaTelecom
    Eips-ChinaUnicom:
      Value:
        Ref: Eip-ChinaUnicom
    Eips-ChinaMobile:
      Value:
        Ref: Eip-ChinaMobile

• 子資源棧B

  這是一個普通模板，ChinaTelecom的EIP加入ChinaTelecom的共用頻寬包，ChinaUnicom的EIP加入ChinaUnicom的共用頻寬包，ChinaMobile的EIP加入ChinaMobile的共用頻寬包。

  說明 此處使用ChinaTelecom、ChinaUnicom和ChinaMobile僅作為樣本。

  ROSTemplateFormatVersion: '2015-09-01'
  Parameters:
    Eips-ChinaTelecom:
      Type: Json
    Eips-ChinaUnicom:
      Type: Json
    Eips-ChinaMobile:
      Type: Json
  Resources:
    CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom:
      Type: ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackage
      Properties: null
    CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-IpBinder:
      Type: ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackageIp
      Properties:
        Eips:
          Ref: Eips-ChinaTelecom
        BandwidthPackageId:
          Ref: CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom
    CommonBandwidthPackage-ChinaUnicom:
      Type: ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackage
      Properties: null
    CommonBandwidthPackage-ChinaUnicom-IpBinder:
      Type: ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackageIp
      Properties:
        Eips:
          Ref: Eips-ChinaUnicom
        BandwidthPackageId:
          Ref: CommonBandwidthPackage-ChinaUnicom
    CommonBandwidthPackage-ChinaMobile:
      Type: ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackage
      Properties: null
    CommonBandwidthPackage-ChinaMobile-IpBinder:
      Type: ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackageIp
      Properties:
        Eips:
          Ref: Eips-ChinaMobile
        BandwidthPackageId:
          Ref: CommonBandwidthPackage-ChinaMobile

• 父資源棧
  嵌套資源棧要求模板通過URL提供，將兩個子資源棧的模板加入OSS Bucket。假定子資源棧A的模板地址為oss://templates/resourses-a，子資源棧B的模板地址為oss://templates/resourses-b。

  • 資源A為子資源棧A。

    NumberOfEcs的取值運算式為(1-(({1}+1)//(({0}+19)//20+1)+999)//1000)*((({0}-20*{1})//20+{0})//({0}+1)*(20-({0}-{0}//20*20))+({0}-{0}//20*20))，計算方法如下：

    • 限制條件：Fn::Calculate只能使用加、減、乘、浮點除（/）、整數除（//）五種運算。
    • 取值規則：從第0組開始，每次從M中取20個；如果不足20個，則取剩下的所有；如果已取完，則為0。通過舉例瞭解子資源棧A中NumberOfEcs參數應該的取值：
      • 當M=1時，A.Count為5，NumberOfEcs依次為1、0、0、0、0。
      • 當M=20時，A.Count為5，NumberOfEcs依次為20、0、0、0、0。
      • 當M=99時，A.Count為5，NumberOfEcs依次為20、20、20、20、19。
      • 當M=100時，A.Count為5，NumberOfEcs依次為20、20、20、20、20。
      • 當M=101時，A.Count為10，NumberOfEcs依次為20、20、20、20、20、1、0、0、0、0。
    • 數學技巧：
      • 技巧1：如何將序列 0, 1, 2, ... 轉換成 0, 1, 1, ...?

        使用 F(x, t)=(x + t) // (t + 1)，其中t>=Max(x)。當x為0時，F(0)=0；當x>=1，F(x)>=1，而 F(x) = (x + t) // (t + 1) <= (x + Max(x)) // (Max(x) + 1) <= (Max(x) + Max(x)) // (Max(x) + 1) < 2，所以F(x)=1。

      • 技巧2：如何將0、1的序列轉換成P、Q的序列？

        令G(x, P, Q)=x*(Q-P)+P，x取值為0或1。f(0)=P，f(1)=Q。

      • 技巧3：如果計算M和N的餘數？

        M%N = M-M//N*N。

    • 運算式：

      定義N=20，U=(M+N-1)//N，V=(U+4)//5*5，則U表示對齊到5前子資源棧A的數量，V表示對齊到5後子資源棧A的數量，也就是實際數量。

      當M=101時，觀察f(i)=(M-N*i)//N（i為編號，對應於ALIYUN::Index偽參數，0<=i<V，U=6，V=10），其值依次為f(0)=5、f(1)=4、f(2)=3、f(3)=2、f(4)=1、f(5)=0、f(6)=-1、f(7)=-2、f(8)=-3、f(9)=-4。

      • 0<=i<U

        序列為5、4、3、2、1、0，利用技巧1，可以將其轉換為1、1、1、1、1、0。

        令t = M >= Max(f(i))，則g(i) = F(f(i), M) = ((M-N*i)//N + M) // (M+1)，這是序列函數。利用技巧2，可以將序列轉換為20、20、20、20、20、1，也就是0<=i<U時NumberOfEcs的取值。

        令P=M%N，Q=N， h(i) = G(g(i), M%N, N) = (((M-N*i)//N + M) // (M+1)) * (N - (M-M//N*N)) + (M-M//N*N)。

      • i>=U

        0<=i<U時，值為1；i>=U時，值為0。觀察k(i)=(i+1)//(U+1)，當0<=i<U時，值為0；i>=U時，值>=1。

        提示1，即可轉換成0和1的序列。我們估算下k(i)的最大值：Max(k(i))=V//(U+1)=(U+4)//5*5//(U+1)<=4，t取4即可，這裡我們取999。

        新序列p(i) = 1- F(k(i), 999) = 1 - ((i+1)//((M+N-1)//N+1) + 999) // 1000。當0<=i<U時，值為1；i>=U時，值0。

      最終的序列q(i) = p(i) * h(i) = (1 - ((i+1)//((M+N-1)//N+1) + 999) // 1000) * (((M-N*i)//N + M) // (M+1)) * (N - (M-M//N*N)) + (M-M//N*N)。令M={0}, i={1}, N=20代入q(i)得到運算式：(1-(({1}+1)//(({0}+19)//20+1)+999)//1000)*((({0}-20*{1})//20+{0})//({0}+1)*(20-({0}-{0}//20*20))+({0}-{0}//20*20))。

  • 資源B為子資源棧B。

    子資源棧B[i]會將子資源棧A[5*i]、A[5*i+1]、A[5*i+2]、A[5*i+3]、A[5*i+4]的輸出拼接在一起作為輸入。

ROSTemplateFormatVersion: '2015-09-01'
Parameters:
  NumberOfEcs:
    Type: Number
    MinValue: 0
Resources:
  A:
    Type: ALIYUN::ROS::Stack
    Count:
      Fn::Calculate:
        - (({0}+19)//20+4)//5*5
        - 0
        - - Ref: NumberOfEcs
    Properties:
      TemplateURL: oss://templates/resourses-a
      Parameters:
        NumberOfEcs:
          Fn::Calculate:
            - (1-(({1}+1)//(({0}+19)//20+1)+999)//1000)*((({0}-20*{1})//20+{0})//({0}+1)*(20-({0}-{0}//20*20))+({0}-{0}//20*20))
            - 0
            - - Ref: NumberOfEcs
              - Ref: ALIYUN::Index
  B:
    Type: ALIYUN::ROS::Stack
    Count:
      Fn::Calculate:
        - (({0}+19)//20+4)//5
        - 0
        - - Ref: NumberOfEcs
    Properties:
      TemplateURL: oss://templates/resourses-b
      Parameters:
        Eips-ChinaTelecom:
          Fn::ListMerge:
            - Fn::Select:
                - Fn::Calculate:
                    - 5*{0}
                    - 0
                    - - Ref: ALIYUN::Index
                - Fn::GetAtt:
                    - A
                    - Eips-ChinaTelecom
            - Fn::Select:
                - Fn::Calculate:
                    - 5*{0}+1
                    - 0
                    - - Ref: ALIYUN::Index
                - Fn::GetAtt:
                    - A
                    - Eips-ChinaTelecom
            - Fn::Select:
                - Fn::Calculate:
                    - 5*{0}+2
                    - 0
                    - - Ref: ALIYUN::Index
                - Fn::GetAtt:
                    - A
                    - Eips-ChinaTelecom
            - Fn::Select:
                - Fn::Calculate:
                    - 5*{0}+3
                    - 0
                    - - Ref: ALIYUN::Index
                - Fn::GetAtt:
                    - A
                    - Eips-ChinaTelecom
            - Fn::Select:
                - Fn::Calculate:
                    - 5*{0}+4
                    - 0
                    - - Ref: ALIYUN::Index
                - Fn::GetAtt:
                    - A
                    - Eips-ChinaTelecom

5個資源棧A對應一個資源棧B，5是固定的，無法實現動態。因為Fn::Select已經支援slice選取功能，通過Start:Stop:Step的方式從列表中選取多個元素，所以可以實現動態化。

結合宙斯情境，使用Fn::Min簡化運算式。新模板如下：

ROSTemplateFormatVersion: '2015-09-01'
Parameters:
  NumberOfEcs:
    Type: Number
    MinValue: 0
Resources:
  A:
    Type: ALIYUN::ROS::Stack
    Count:
      Fn::Calculate:
        - ({0}+19)//20
        - 0
        - - Ref: NumberOfEcs
    Properties:
      TemplateURL: oss://templates/resourses-a
      Parameters:
        NumberOfEcs:
          Fn::Min:
            - 20
            - Fn::Calculate:
                - '{0}-{1}*20'
                - 0
                - - Ref: NumberOfEcs
                  - Ref: ALIYUN::Index
  B:
    Type: ALIYUN::ROS::Stack
    Count:
      Fn::Calculate:
        - (({0}+19)//20+4)//5
        - 0
        - - Ref: NumberOfEcs
    Properties:
      TemplateURL: oss://templates/resourses-b
      Parameters:
        Eips-ChinaTelecom:
          Fn::ListMerge:
            - Fn::Select:
                - Fn::Replace:
                    - Start:
                        Fn::Calculate:
                          - 5*{0}
                          - 0
                          - - Ref: ALIYUN::Index
                      Stop:
                        Fn::Calculate:
                          - 5*({0}+1)
                          - 0
                          - - Ref: ALIYUN::Index
                    - Start:Stop
                - Fn::GetAtt:
                    - A
                    - Eips-ChinaTelecom

方案二：最佳化方案

將資源進行重新劃分：

• 子資源棧A：將ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackageIp加入子資源棧A中。
• 子資源棧B：將所有ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackage加入一個子資源棧B中。子資源棧B本身的數量不再需要使用Count，但裡面的資源需要使用Count。子資源棧B輸出建立的共用頻寬包ID列表，並傳遞給子資源棧A。

將所有參數動態化：

• 將子資源A的ECS數量最大值20，變成參數MaxNumberOfEcsPerStack。
• 將100個EIP存放的共用頻寬包數量1，變成參數MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage。
• 在父資源中建立子資源A時，傳遞EipIndexOffset=ALIYUN::Index * MaxNumberOfEcsPerStack。
• 在子資源棧A中通過計算構建動態數量的ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackageIp，將EIP分組後綁定到不同的共用頻寬包。

最佳化後模板如下：

• 子資源棧A

  令A=EipIndexOffset，B=NumberOfEcs，C=MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage，i=ALIYUN::Index：A//C 為Stack內第一個EIP要綁定的共用頻寬包的編號。(A+B-1)//C 為Stack內最後一個EIP要綁定的共用頻寬包的編號。所以CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-IpBinder.Count = ((A+B-1)//C-A//C)+1。

  所以CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-IpBinder.BandwidthPackageId=CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-List[A//C+i]。組內的Eip-ChinaTelecom該如何分散到CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-IpBinder，我們從全域的角度看：

  全域編號在 [ (A//C+i)*C, (A//C+i+1)*C ) 之間的CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-IpBinder[ (A//C+i) ] 中。將全域編號轉換成局部編號，只需要減去位移，即 [ (A//C+i)*C - A, (A//C+i+1)*C - A ) 。但這個範圍必須限制到 [0, B]中，所以結果為[ Max((A//C+i)*C - A, 0), Min((A//C+i+1)*C - A, B) ]。

  ROSTemplateFormatVersion: '2015-09-01'
  Parameters:
    NumberOfEcs:
      Type: Number
      MinValue: 1
    MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage:
      Type: Number
      MinValue: 1
    EipIndexOffset:
      Type: Number
    CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-List:
      Type: Json
    CommonBandwidthPackage-ChinaUnicom-List:
      Type: Json
    CommonBandwidthPackage-ChinaMobile-List:
      Type: Json
  Conditions:
    NonEmpty:
      Fn::Not:
        Fn::Equals:
          - 0
          - Ref: NumberOfEcs
  Resources:
    CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-IpBinder:
      Type: ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackageIp
      Count:
        Fn::Calculate:
          - (({0}+{1}-1)//{2}-{0}//{2})+1
          - 0
          - - Ref: EipIndexOffset
            - Ref: NumberOfEcs
            - Ref: MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage
      Properties:
        Eips:
          Fn::Select:
            - Fn::Replace:
                - Start:
                    Fn::Max:
                      - 0
                      - Fn::Calculate:
                          - ({0}//{2}+{1})*{2}-{0}
                          - 0
                          - - Ref: EipIndexOffset
                            - Ref: ALIYUN::Index
                            - Ref: MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage
                  Stop:
                    Fn::Min:
                      - Ref: NumberOfEcs
                      - Fn::Calculate:
                          - ({0}//{2}+{1}+1)*{2}-{0}
                          - 0
                          - - Ref: EipIndexOffset
                            - Ref: ALIYUN::Index
                            - Ref: MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage
                - Start:Stop
            - Ref: Eip-ChinaTelecom
        BandwidthPackageId:
          Fn::Select:
            - Fn::Calculate:
                - '{0}//{2}+{1}'
                - 0
                - - Ref: EipIndexOffset
                  - Ref: ALIYUN::Index
                  - Ref: MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage
            - Ref: CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-List

• 子資源棧B

  ROSTemplateFormatVersion: '2015-09-01'
  Parameters:
    Count:
      Type: Number
  Resources:
    CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom:
      Type: ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackage
      Count:
        Ref: Count
      Properties: null
    CommonBandwidthPackage-ChinaUnicom:
      Type: ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackage
      Count:
        Ref: Count
      Properties: null
    CommonBandwidthPackage-ChinaMobile:
      Type: ALIYUN::VPC::CommonBandwidthPackage
      Count:
        Ref: Count
      Properties: null
  Outputs:
    CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-List:
      Value:
        Ref: CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom
    CommonBandwidthPackage-ChinaUnicom-List:
      Value:
        Ref: CommonBandwidthPackage-ChinaUnicom
    CommonBandwidthPackage-ChinaMobile-List:
      Value:
        Ref: CommonBandwidthPackage-ChinaMobile

• 父資源棧

  ROSTemplateFormatVersion: '2015-09-01'
  Parameters:
    NumberOfEcs:
      Type: Number
      MinValue: 0
    MaxNumberOfEcsPerStack:
      Type: Number
      MinValue: 1
      Default: 20
    MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage:
      Type: Number
      MinValue: 1
      Default: 100
  Resources:
    B:
      Type: ALIYUN::ROS::Stack
      Properties:
        TemplateURL: oss://templates/resourses-b
        Parameters:
          Count:
            Fn::Calculate:
              - ({0}+{1}-1)//{1}
              - 0
              - - Ref: NumberOfEcs
                - Ref: MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage
    A:
      Type: ALIYUN::ROS::Stack
      Count:
        Fn::Calculate:
          - ({0}+{1}-1)//{1}
          - 0
          - - Ref: NumberOfEcs
            - Ref: MaxNumberOfEcsPerStack
      Properties:
        TemplateURL: oss://templates/resourses-a
        Parameters:
          NumberOfEcs:
            Fn::Min:
              - Ref: MaxNumberOfEcsPerStack
              - Fn::Calculate:
                  - '{0}-{1}*{2}'
                  - 0
                  - - Ref: NumberOfEcs
                    - Ref: ALIYUN::Index
                    - Ref: MaxNumberOfEcsPerStack
          MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage:
            Ref: MaxNumberOfEipPerBandwidthPackage
          EipIndexOffset:
            Fn::Calculate:
              - '{0}*{1}'
              - 0
              - - Ref: MaxNumberOfEcsPerStack
                - Ref: ALIYUN::Index
          CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-List:
            Fn::GetAtt:
              - B
              - CommonBandwidthPackage-ChinaTelecom-List
          CommonBandwidthPackage-ChinaUnicom-List:
            Fn::GetAtt:
              - B
              - CommonBandwidthPackage-ChinaUnicom-List
          CommonBandwidthPackage-ChinaMobile-List:
            Fn::GetAtt:
              - B
              - CommonBandwidthPackage-ChinaMobile-List