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Telegram’s infrastructure and outages. Some updates.

Telegram’s infrastructure and outages. Some updates.

This post is meant as an (ongoing) sequence of updates to the previous one about Telegram’s outages in March and April 2018. Please read it here first.

Last updated: April 30th, 6:00 AM UTC

UPDATE 1

With the help of a friend (and his own HowIsResolved), we managed to confirm that for most open resolvers worldwide (25k+ tested) api.telegram.org is showing up as 149.154.167.220. Only outliers seem to be China (resolving as of now as 174.37.154.236) and Russia (85.142.29.248).

UPDATE 2

During my analysis this morning I created a new Telegram App, and the (only) suggested MTProto (the Telegram protocol) server was 149.154.167.50. This falls into the IP range analysed above, and seems to be solely located in Amsterdam.

Kipters was so kind to review and help me notice that this server is not used for real “data” communication, but just for a “discovery” API call (help.getConfig method) which will return the list of servers that will have to be used for sending messages. We are currently still in process of comparing ranges received across the world, but in the best case scenario (ie: they are spread over multiple geographic locations) this would mean that there is still a single point of failure in the hardcoded “directory” server.

UPDATE 3

What I found in the previous note was “too weird to be true”, so I went ahead and kept digging into TDLib and the official Desktop and Android Apps, to confirm wether they were bootstrapping a session beginning from a single MTProto endpoint or not.

Fortunately, turns out this is not the case (relevant snippets for TDLib, DesktopAndroid Apps): both of them contain, hardcoded, in addition to endpoints in the range 149.154.167.0/24 (Amsterdam, AS62041), endpoints in 149.154.175.0/24 (Miami, AS59930) and 149.154.171.0/24 (Singapore, AS62014).

Sounds like we should look into different reasons why many users worldwide outside of EMEA had issues today (or wait for an official, detailed post mortem if it will ever come): there are many, from broken dependencies to weird cases of mis-routing.

Some areas are left to explore (feel free to share your ideas if you have any): why third party apps don’t have access to the whole list of “initial” MTProto endpoints, and are pushed to use only a single, non redundant one? Why the main website and api.telegram.org (mainly used for bots I think) are based off a single location?

UPDATE 4

Telegram Web (https://web.telegram.org/) seems to be single-homed in Amsterdam too. As I haven’t had the opportunity to test during the outage, I don’t know whether it has been failed over somewhere else or not.

UPDATE 5

According to the official documentation, users (registered by phone number) are located off a single datacenter, picked at signup time based on geographical proximity: “During the process of working with the API, user information is accumulated in the DC with which the user is associated. This is the reason a user cannot be associated with a different DC by means of the client.

They are only moved if they keep connecting from a remote location for a prolonged period of time (ie: you permanently relocate to another continent): this might explain why there seem to be no failover scenario and 12+ hours outages are happening.

(Thanks to adjustableneutralism from Reddit for flagging)

Telegram is down (again): a deep look at their infrastructure.

Telegram is down (again): a deep look at their infrastructure.

I’ve been a strong Telegram advocate since its launch in 2013, mainly because of the advanced features and technical state of the art compared to competitors – as a consequence, I’ve been looking very closely at their infrastructure for the last few years.

The two large scale outages that recently hit their users and the sequence of events following them made me ask some questions around their platform. For most of them I have only found additional question marks rather than answers, but here it is what I have so far.

Let’s start from the outages: in case you missed that, on March 29th and April 29th this year, Telegram went down in their Amsterdam datacenter due to a power failure, causing disruptions, according to their official communications, to users in EMEA, MENA, Russia and CIS.

Zooming in on the latter: it’s still ongoing at time of writing this article (8:30AM UTC), and is showing up with clients unable to connect to the platform and both https://www.telegram.org/ (website) and https://api.telegram.org/ (api endpoint) failing with an HTTP error code 500.

Let’s start with the items that, to me, don’t add up: first and foremost, the outage. In case of “massive power outage” in the Amsterdam area, I would expect to see a traffic drop in AMS-IX, the largest Internet Exchange in the region, but there is none (it should be showing around 01 AM):

There are indeed reports of an outage that affected Amsterdam (below the one from Schiphol Airport), but no (public) reports of consequent large datacenter failures.

Who’s involved in running large scale platforms will be surprised by at least two things here: the fact that they are serving an huge geographical area from a single datacenter and their inability to reactively reroute traffic to the other locations they are operating, even in case of extended outage (no DR plans?).

A quick search on Twitter shows that even if the official communication states the issue is only affecting the EMEA region, users from Canada, US, Australia, Japan and other countries are facing it as well.

I used Host-Tracker to have a deeper look into this: an HTTP check to Telegram’s API endpoint and their website fails with an HTTP 500 error from every location across the world:

I went ahead and began digging to find out more about their infrastructure, network and the other locations they are running from.

And here comes the second huge question mark: the infrastructure.

A bunch of DNS lookups across the main endpoints show they are always resolving to the same v4 and v6 IPs, in a way that doesn’t look related to the source location of my queries.

They look to be announced by AS62041 (owned by Telegram LLP): this kind of DNS scheme made me think they were running an anycast based network, so next logical step has been analysing latencies from multiple locations.

Turns out, latency is averaging 20/30ms from EMEA, 100/150ms from AMER, and 250/300ms from APAC: as if from all of those countries you were being routed to the Amsterdam datacenter.

What I’m seeing in terms of latency is confirmed by analysing reverse lookups of routers found in the different paths to Telegram: in my trace from Australia the last visible hop is et3-1-2.amster1.ams.seabone.net (notice that “ams”), most of the traces from US are landing on xcr1.att.cw.net (195.2.1.14) which 1 millisecond away from my lab in Amsterdam and a couple of samples from US and Canada are running all the way up to ae-2-3201.ear3.Amsterdam1.Level3.net, which is self-explaining.

Important to highlight, there are no outliers: I couldn’t find a single example of very low latency from APAC / AMER, that would have proved the existence of a local point of presence. A summary of my tests in the table below:

To get the full picture, I decided to dig into AS62041 main upstream carriers (CW AS1273, TI Sparkle AS6762, Level3 AS3356) and see how they were handing over internet traffic to Telegram.

Turns out, CW is always preferring the path to xcr1.att.cw.net/195.2.1.14 (tested from some locations across the world), our little router-friend in Amsterdam. TI Sparkle always lands on amster1.ams.seabone.net and Level3 only has paths to ear3.Amsterdam1 (tested from Asia and US). Level3’s BGP communities are interesting: routes are tagged as “Europe Backbone” and “Level3_Customer Netherlands Amsterdam”:

Telegram is also peering with Hurricane Electric (AS6939): their routers in US, JP, AU have a next hop of ams-ix-gw.telegram.org/80.249.209.69 for 149.154.164.0/22. That hop seems to be Telegram’s AMS-IX facing router, and the IP is definitely part of AMS-IX:

 

As said in the opening, there are definitely more questions than answers in the article. It’s as if there was no Telegram infrastructure outside Amsterdam, and over there it was running in a single datacenter. This would explain why users across the world are seeing an outage that should only affect EMEA and close areas, and why Telegram is not taking steps to reroute users to another datacenter/location during the failure in AMS.

Am I missing something very obvious? Please let me know!

UPDATE: With the help of some friends and random people, I found out more details. Find them (with -ongoing- updates) in the dedicated post.

Eventi straordinari e siti istituzionali: un rapporto (ancora) tormentato.

Eventi straordinari e siti istituzionali: un rapporto (ancora) tormentato.

Anni fa ho scritto questo articolo (in un momento di frustrazione causata dalla puntuale indisponibilità dei siti istituzionali nei momenti di loro maggiore utilità), nella speranza quantomeno di aprire una linea di dialogo. Ero stato fortunato e questa si era aperta, ma il tutto era stato impacchettato e rispedito al mittente senza troppi complimenti.

Il problema in breve: sono molti i siti informativi, soprattutto in ambito Pubblica Amministrazione, “inutili” e poco visitati per il 99.9% del tempo, che però diventano critici in momenti di particolare interesse. Immaginate ad esempio il censimento della popolazione: ha cadenza decennale e dura due mesi. Durante questa finestra di tempo ogni cittadino userà l’apposito servizio online, ovviamente aspettandosi che tutto funzioni a dovere.

Altro esempio è il portale del Ministero dell’Istruzione: basso carico per gran parte dell’anno, ma quando vengono annunciate le commissioni di maturità, deve essere funzionante, pronto e scattante. Pensate poi al sito dove vengono pubblicati i risultati delle elezioni: utilizzato ogni quattro o cinque anni, diventa il più visitato d’Italia durante le poche ore di scrutinio.

Internet oggi è la fonte primaria di informazione per molte persone: è un dato di fatto che non si può ignorare, ed è necessario dare adeguata importanza alle piattaforme che contribuiscono a questa informazione.

Ne parlavo nel 2011, perchè è stato l’anno in cui i tre servizi sopracitati hanno mancato il loro obiettivo primario: quando servivano, non funzionavano. Se ne era parlato, soprattutto tra gli addetti ai lavori: ci eravamo arrabbiati, ma qualcuno aveva commentato che le soluzioni al problema (che spaziano da questioni molto tecniche come lo sharding dei database e l’elasticità delle infrastrutture a questioni più di buon senso, come una corretta previsione dei carichi) erano molto distanti dal mondo dei “comuni mortali”, e ancor di più dal settore pubblico.

Un punto di vista secondo me contestabile, ma quasi sicuramente con un fondo di verità: al tempo il concetto di “cloud” esisteva da pochi anni, e alcuni vendor dubitavano ancora delle sue potenzialità.

Sembra di parlare della preistoria.

(per non dimenticare: il load balancing manuale delle Elezioni 2011)

Adesso siamo nel 2017: sono passati sei anni dal mio articolo e come alcuni continuano a ripetere, “cloud is the new normal”. Il cloud è la nuova normalità, tutti lo usano, lo scetticismo, se mai c’è stato, è sparito: il tempo ha ormai provato che è una nuova e rivoluzionaria tecnologia e non solo un trend temporaneo o una pazzia di un singolo vendor.

In questi anni, nella nostra PA, sarà cambiato qualcosa?

Alcuni segnali fanno ben sperare: Eligendo ad esempio, il portale delle Elezioni, è esposto tramite una CDN (ma non supporta HTTPS). Altri fanno invece perdere la speranza appena guadagnata: questo mese si è tenuto il Referendum per l’Autonomia della Lombardia – serve che vi dica in che stato era il sito ufficiale durante gli scrutini? Timeout.

Le soluzioni a questo tipo di problemi sono ormai ben conosciute e consolidate: caching estremo, utilizzo di CDN, sfruttamento di infrastrutture scalabili, etc. I costi sono molto bassi e granulari: con una architettura ben studiata, si possono servire tutte le richieste senza sprecare un euro. Fa in un certo senso pensare il fatto che in certi ambienti siano ancora presenti e gravi problemi che l’industria ha risolto già da tempo, come quello dei picchi di carico.

Quali sono quindi i fattori limitanti, quindi?

Non stento a credere ci sia una scarsa comprensione del tema e della sua importanza ai “piani alti” di ogni ente: solo di recente siamo riusciti a mettere insieme una community di sviluppatori e un “team digitale” (composto da professionisti di veramente alto rango) volto a svecchiare il “sistema Italia”.

L’iniziativa sta già portando i suoi primi frutti, ma si tratta di un team per ora piccolo molto focalizzato sullo sviluppo e non sulle operations/mantenimento: il passo per il cambiamento della mentalità generale è ancora lungo. Non è difficile immaginare come una scarsa comprensione del tema porti molto velocemente alla mancanza di interesse e di risorse dedicate – con conseguente frustrazione di quelli che sono i “piani inferiori”.

Un secondo fattore spesso portato (o meglio, trascinato) in gioco è la scarsità di infrastrutture: se questo poteva essere vero una volta, oggi, con l’affermazione delle tecnologie cloud e del concetto di “on demand”, questo smette di essere un punto bloccante. Le infrastrutture ci sono, basta sfruttarle.

Ultimo, ma non per importanza, il discorso “competenze”: non stento a credere come molti fanno notare che sia difficile reclutare personale adatto e che chi si occupa oggi di sistemi nella PA abbia ben altre responsabilità e quindi ben altre basi. Ritengo però non si possa ignorare il fatto che al giorno d’oggi il concetto di “as a service” (servizi managed se volete chiamarli con un nome forse più familiare) rimuova buona parte di questo problema, e che l’immensa offerta di training e relativa facilità di sperimentazione renda estremamente facile la coltivazione delle skills mancanti.

Può servire tempo, ma da qualche parte bisognerà pur partire. Molti IT manager e sistemisti sono lì fuori pronti, a fare il passo: hanno solo bisogno di essere ispirati.

Ispiriamoli, no?

Design for failure

Design for failure

“Scusa ma non siamo capaci di offrirti la stabilità di cui hai bisogno, potresti pensarci tu?”

(Anonimo Cloud-Eretico sul Design for Failure)

C’erano una volta… gli sviluppatori, e le applicazioni. Gli sviluppatori si concentravano sul codice, dando per scontata la stabilità e la scalabilità dell’infrastruttura sottostante: usavano query SQL indescrivibili, ed era compito del sistemista farle girare velocemente, scrivevano codice senza gestione delle eccezioni perchè era compito del sistemista far si che quel determinato database server fosse sempre disponibile e non restituisse mai errori. Scrivevano software impossibile da distribuire su più macchine perchè tanto il sysadmin, in qualche modo, avrebbe fatto.

La colpa di ogni rallentamento o malfunzionamento di chi era? Del sistemista. Questo ha portato chi si occupa di infrastrutture a progettare soluzioni sempre più avanzate per far sopravvivere l’applicativo alle più inimmaginabili catastrofi, senza che questo subisse mai malfunzionamenti. Qualunque disgrazia fosse accaduta alle macchine che la servivano, l’applicazione sarebbe dovuta rimanere in piedi e funzionante.

Va detto che ci siamo (quasi) riusciti. Grazie alla virtualizzazione siamo arrivati a creare quello che è a tutti gli effetti hardware indistruttubile: la macchina fisica è diventata virtuale e quella virtuale sappiamo muoverla tra diversi nodi senza spegnerla, al solo costo di qualche millisecondo di freeze.

Abbiamo così creato piattaforme che astraevano quasi completamente la complessità sottostante, usando processori virtuali che restavano disponibili anche se quelli fisici prendevano fuoco e dischi virtuali che continuavano a servire dati anche se l’intero rack di storage veniva rubato dagli alieni.

Questa soluzione non era però ottimale: la replica sincrona, per esempio, era possibile solo in ristretti contesti geografici. Il costo di queste soluzioni era spesso proibitivo, e la loro complessità alta e non necessaria. Queste strutture, per quanto immortali potessero essere, erano sempre sotto la stessa autorità amministrativa. Tutto per non dare agli sviluppatori un compito in più: gestire la disponibilità dell’applicazione.

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(Anonimo Cloud-Eretico che non ha compreso il ‘Design for Failure’)

Poi è arrivata una nuova generazione di developers: sviluppatori che volevano più controllo, volevano poter decidere come l’applicazione avrebbe reagito a malfunzionamenti dell’infrastruttura, e soprattutto si rifiutavano di pagare al fornitore complessi meccanismi di failover perchè… non ne avevano bisogno. Sapevano fare di meglio e sapevano farlo in modo più economico ma soprattutto più effettivo, più semplice.

Questi sviluppatori non chiedevano più a chi vendeva infrastrutture hardware immortale, chiedevano semplicemente del ferro: di qualunque tipo, prestazioni, forma, colore e dimensione, ed in ogni luogo. Si sarebbero occupati loro di inoltrare meno richieste ai processori meno potenti, di tenere in RAM i dati se i dischi della macchina erano troppo lenti. Si sarebbero curati loro di evitare di interrogare un database server che non rispondeva più ai comandi.

Volevano occuparsi, soprattutto, delle azioni di disaster recovery nel caso in cui un intero datacenter fosse andato a fuoco. Perchè nessuno meglio dello sviluppatore può sapere come deve reagire una applicazione a determinati eventi e di cosa questa ha bisogno.

Hanno poi iniziato a chiamarlo ‘Design for Failure’. La disponibilità non è più compito di chi gestisce l’infrastruttura: è l’applicazione ad esser progettata per far fronte a ogni evento o disgrazia, e la struttura sottostante fa solo il sollevamento pesi.

Nel modello ‘Design for Failure’ ognuno fa il suo lavoro: lo sviluppatore conosce l’applicazione e si occupa di farla funzionare, il gestore dell’infrastruttura si occupa delle prestazioni ma non si infila più in infiniti tunnel senza uscita per garantirne la disponibilità. Tutti risparmiano, perchè è tutto più semplice, con meno sovrapposizioni. Tutti vincono: perde solo chi non ha voglia di innovare.

Ecco perchè questo modello non è un fallimento, come tanti lo descrivono: è il futuro.

Censimento OnLine: una odissea.

Censimento OnLine: una odissea.

Avendo un pò di tempo a disposizione (cosa già di per sè incredibile), mi sono messo a compilare il Questionario OnLine del Censimento 2011. Si, quello cartaceo l’ho ricevuto, ma a causa di un madornale errore di compilazione avrei dovuto chiederne una nuova copia e ho deciso, per semplicità, di compilarlo online.

Provo ad accedere al sito, inserisco codice fiscale e password e premo il tasto per iniziare la compilazione, ma dopo 60 secondi di caricamento… Un bell’HTTP 503.

A dire il vero, ero già pronto ad una situazione simile. Ieri ho aperto il sito, ho letto due cose e poi ho fatto un controllo veloce (inclinazione professionale): nessuna traccia di load balancer o di sistemi di caching. Era prevedibile quindi che tutto sarebbe stato inutilizzabile durante il picco di richieste, che sarebbe avvenuto, sempre ad occhio, per oggi, giorno del lancio ufficiale.

Insomma, sito lentissimo o down: impossibile compilare il questionario, per ora. Ok, mi rassegno, smetto di riprovare, ci penserò nei prossimi giorni. Ma non è la prima volta che succede una cosa simile (anzi, potrei dire che è successa ogni volta in cui ho avuto bisogno di usare un sito legato alla Pubblica Amministrazione), e sinceramente sono abbastanza stanco di questo.

A memoria:

  • Elezioni 2011: inizia lo scrutinio e il sito su cui vengono pubblicati i risultati inizia a caricare in modo lentissimo, e a tratti cade. Tutto questo aggiunto al ridicolo sistema di “load balancing manuale” studiato per l’occasione (probabilmente per supplire al ridicolo down delle Elezioni 2008).
  • Pubblicazione Commissioni Maturità 2011: sito web inutilizzabile per 24 ore, con continui errori e timeout.

Per dirla in altre parole, siti che, quando servono, sono inutilizzabili. Completamente, inutilizzabili. Con una aggravante: tutti, a maggior ragione chi se ne occupa, sapevano benissimo quando sarebbero serviti.

Noi che lavoriamo in questo settore sappiamo che  una adeguata, perfetta previsione del carico di lavoro è la base per la messa online di una struttura simile.

Noi che lavoriamo in questo settore, sappiamo che le soluzioni per reggere il forte carico di un sistema che probabilmente non necessita neanche di un DB centralizzato, se non per qualche elemento*, non sono poi così complesse.

Noi che lavoriamo in questo settore sappiamo che c’è la possibilità di avere n-mila server e di pagarli solo per il tempo in cui li si è usati. Sappiamo anche che questo ABBATTE i costi, e apre la strada a soluzioni prima impensabili.

Soprattutto, noi che lavoriamo in questo settore sappiamo che un errore in uno qualunque di questi punti vuol dire una sola cosa: contratto stracciato da parte del cliente, eventuali penali da pagare e reputazione praticamente rovinata (ci si vende per “persona che ti da una piattaforma stabile per il tuo grosso sito” e poi cade tutto?).

Alla luce di ciò mi chiedo: non è ora di far saltare qualche appalto per la gestione di strutture informatiche, visto che ci sono in giro sistemisti che non ne sbagliano una da anni e ogni volta ci mettono faccia e reputazione?

* Ovviamente, non so come siano stati studiati i database. Ma, con davanti agli occhi i fogli del questionario, posso dire che non c’è alcuna necessità di salvarli in tempo reale tutti nello stesso database, tutti i server devono poter accedere solo ad una tabella che impedisca la doppia compilazione del questionario. Il resto, può essere separato e riunito solo su necessità.

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