Azure 上的高可用概念,azure 優(yōu)點(diǎn)-ESG跨境

Azure 上的高可用概念,azure 優(yōu)點(diǎn)

Azure 上的高可用概念

場(chǎng)景一：

某智能家居廠家，用戶喊出“小X同學(xué)，幫我掃地”后，服務(wù)器宕機(jī)了，掃地機(jī)器人不能立即啟動(dòng)，于是，用戶可能再連續(xù)喊幾次后，無(wú)奈又習(xí)慣的按下了掃地機(jī)器人的啟動(dòng)按鈕。

場(chǎng)景二：

某高層建筑有2000個(gè)房間，10個(gè)房間煙感連續(xù)發(fā)出報(bào)警，理論上出現(xiàn)了火災(zāi)并在逐步擴(kuò)散，恰巧，服務(wù)器又宕機(jī)了，然后...

兩個(gè)場(chǎng)景都是服務(wù)器宕機(jī)，但后果卻不同，根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)際情況，我們必須考慮軟件架構(gòu)的高可用性。

有人會(huì)說(shuō)，上云吧，上云比自己搭建服務(wù)器穩(wěn)定多了。通常情況下是這樣的，但是，不要忽略SLA這個(gè)重要的概念，云產(chǎn)品都是有SLA的，SLA是什么呢？SLA全稱是ServiceLevel Agreement，翻譯為服務(wù)水平協(xié)議，他表明了公有云提供服務(wù)的等級(jí)以及質(zhì)量。比如我們說(shuō)月度99.95%的SLA，意味著每個(gè)月服務(wù)出現(xiàn)故障的時(shí)間只能占總時(shí)間的0.05%,如果這個(gè)月是30天，那么約等于21.6分鐘。

對(duì)于場(chǎng)景一，或許21.6分鐘是可容忍的，但對(duì)于場(chǎng)景二，絕對(duì)是不允許的。

針對(duì)各種高可用方案，通常會(huì)提到下面這些概念（不是針對(duì)Azure的概念）：

同城容災(zāi)

同城容災(zāi)是在同城或相近區(qū)域內(nèi)（≤200K M）建立兩個(gè)數(shù)據(jù)中心:一個(gè)為數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)日常生產(chǎn)運(yùn)行;另一個(gè)為災(zāi)難備份中心，負(fù)責(zé)在災(zāi)難發(fā)生后的應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行。

同城災(zāi)難備份的數(shù)據(jù)中心與災(zāi)難備份中心的距離比較近，通信線路質(zhì)量較好，比較容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步復(fù)制，保證高度的數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)零丟失。同城災(zāi)難備份一般用于防范火災(zāi)、建筑物破壞、供電故障、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及人為破壞引起的災(zāi)難。

異地容災(zāi)

異地容災(zāi)主備中心之間的距離較遠(yuǎn)（＞200KM)，異地災(zāi)難備份不僅可以防范火災(zāi)、建筑物破壞等可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)隱患，還能夠防范戰(zhàn)爭(zhēng)、地震、水災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)。

由于同城災(zāi)難備份和異地災(zāi)難備份各有所長(zhǎng)，為達(dá)到最理想的防災(zāi)效果，數(shù)據(jù)中心應(yīng)考慮采用同城和異地各建立一個(gè)災(zāi)難備份中心的方式解決。

Azure上有很多高可用的方案可供我們選擇，以盡可能提高我們的業(yè)務(wù)系統(tǒng)能夠盡可能的穩(wěn)定對(duì)外提供服務(wù)，首先要做的是了解Azure上的高可用相關(guān)的概念，才能靈活應(yīng)用。

什么是Azure區(qū)域？

Azure在世界各地的多個(gè)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行。這些數(shù)據(jù)中心分組到地理區(qū)域，讓用戶可靈活選擇構(gòu)建應(yīng)用程序的位置。

可以在規(guī)定的地理區(qū)域（例如“中國(guó)東部”、“中國(guó)北部”或“中國(guó)東部2”）中創(chuàng)建Azure資源。為了提供冗余和可用性，每個(gè)區(qū)域都設(shè)有多個(gè)數(shù)據(jù)中心。這樣，便可靈活設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，創(chuàng)建距離用戶最近的VM，滿足任何法律、符合性或稅務(wù)要求。

截至2019年11月，Azure全球共計(jì)54個(gè)區(qū)域，中國(guó)大陸有4個(gè)區(qū)域。

Azure地域Azure區(qū)域組織為地域形式。Azure地域保證數(shù)據(jù)駐留、主權(quán)、符合性和恢復(fù)能力的要求在地域邊界內(nèi)得到遵從。

區(qū)域?qū)?/strong>

每個(gè)Azure區(qū)域都與同一地理位置內(nèi)的另一區(qū)域配對(duì)。此方法適用于跨地域復(fù)制資源（例如VM存儲(chǔ)），降低因自然災(zāi)害、社會(huì)動(dòng)亂、電力中斷或物理網(wǎng)絡(luò)中斷而同時(shí)影響兩個(gè)區(qū)域的可能性。區(qū)域?qū)Φ钠渌麅?yōu)點(diǎn)包括：

出現(xiàn)范圍較廣的Azure區(qū)域中斷時(shí)，每個(gè)區(qū)域?qū)χ杏幸粋€(gè)區(qū)域優(yōu)先級(jí)更高，這樣可以縮短應(yīng)用程序的還原時(shí)間。

將逐一對(duì)配對(duì)的區(qū)域進(jìn)行計(jì)劃內(nèi)Azure更新，盡量減少停機(jī)時(shí)間并降低應(yīng)用程序中斷風(fēng)險(xiǎn)。

出于稅務(wù)和執(zhí)法管轄權(quán)方面的考慮，數(shù)據(jù)仍以配對(duì)的形式駐留在同一地域內(nèi)。

Azure中的高可用性概述

可以通過(guò)多種不同的方式創(chuàng)建Azure中的高可用性。有兩個(gè)選項(xiàng)是“可用性集”和“可用性區(qū)域”。通過(guò)使用可用性集，你的VM將受到保護(hù)，從而免受數(shù)據(jù)中心內(nèi)可能發(fā)生的故障的影響。這包括硬件故障和Azure軟件故障。通過(guò)使用可用性區(qū)域，你的VM將放置在物理上獨(dú)立、沒(méi)有共享資源的基礎(chǔ)設(shè)施上，因此將受到保護(hù)，不受整個(gè)數(shù)據(jù)中心故障的影響。

當(dāng)你想要在Azure中部署基于VM的可靠解決方案時(shí)，請(qǐng)使用可用性集或可用性區(qū)域。

可用性集概述

可用性集是一種邏輯分組功能，在Azure中使用它可以確保將VM資源部署在Azure數(shù)據(jù)中心后，這些資源相互隔離。Azure確?？捎眯约胁渴鸬腣M能夠跨多個(gè)物理服務(wù)器、計(jì)算機(jī)架、存儲(chǔ)單元和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)運(yùn)行。如果出現(xiàn)硬件或Azure軟件故障，只有一部分VM會(huì)受到影響，整體應(yīng)用程序仍會(huì)保持運(yùn)行，可供客戶使用。如果想要構(gòu)建可靠的云解決方案，可用性集是一項(xiàng)關(guān)鍵功能。

假設(shè)某個(gè)基于VM的典型解決方案包含四個(gè)前端Web服務(wù)器，以及兩個(gè)托管數(shù)據(jù)庫(kù)的后端VM。在Azure中，若想在部署VM之前先定義兩個(gè)可用性集：一個(gè)可用性集用于“Web”層級(jí)，另一個(gè)可用性集用于“數(shù)據(jù)庫(kù)”層級(jí)。創(chuàng)建新的VM時(shí)，可在azvm create命令中指定可用性集作為參數(shù)，Azure會(huì)自動(dòng)確保在可用性集中創(chuàng)建的VM在多個(gè)物理硬件資源之間保持獨(dú)立。如果運(yùn)行某個(gè)Web服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的物理硬件有問(wèn)題，可以確信Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)VM的其他實(shí)例會(huì)保持運(yùn)行狀態(tài)，因?yàn)樗鼈兾挥诓煌挠布稀?/p>

可用性區(qū)域概述（截至2019年11月，中國(guó)區(qū)尚無(wú)可用性區(qū)域）

可用性區(qū)域是一個(gè)高可用性產(chǎn)品/服務(wù)，在數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障時(shí)可以保護(hù)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)?？捎眯詤^(qū)域是Azure區(qū)域中獨(dú)特的物理位置。每個(gè)區(qū)域由一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)中心組成，這些數(shù)據(jù)中心配置了獨(dú)立電源、冷卻和網(wǎng)絡(luò)。為確保能夠進(jìn)行復(fù)原，所有已啟用的區(qū)域中必須至少有三個(gè)單獨(dú)的區(qū)域。區(qū)域中可用性區(qū)域的物理隔離可以在發(fā)生數(shù)據(jù)中心故障的情況下保護(hù)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)。區(qū)域冗余服務(wù)可跨可用性區(qū)域復(fù)制應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，以防范單點(diǎn)故障。借助可用性區(qū)域，Azure提供業(yè)界最佳的99.99%VM正常運(yùn)行時(shí)間SLA。

與可用性集類似，假設(shè)某個(gè)基于VM的典型解決方案包含四個(gè)前端Web服務(wù)器，以及兩個(gè)托管數(shù)據(jù)庫(kù)的后端VM。與可用性集類似，你將希望在兩個(gè)單獨(dú)的可用性區(qū)域中部署VM：一個(gè)可用性區(qū)域用于“Web”層，另一個(gè)可用性區(qū)域用于“數(shù)據(jù)庫(kù)”層。當(dāng)你創(chuàng)建新的VM并將可用性區(qū)域指定為azvm create命令的參數(shù)時(shí)，Azure會(huì)自動(dòng)確保你創(chuàng)建的VM隔離在完全不同的可用性區(qū)域中。如果運(yùn)行某個(gè)Web服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器VM的整個(gè)數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)問(wèn)題，你就會(huì)知道Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)VM的其他實(shí)例仍在運(yùn)行，因?yàn)樗鼈冊(cè)谕耆?dú)立的數(shù)據(jù)中心中運(yùn)行。

Azure區(qū)域中的可用性區(qū)域是容錯(cuò)域和更新域的組合。例如，如果在Azure區(qū)域的三個(gè)區(qū)域中創(chuàng)建三個(gè)或更多VM，則VM將有效分布在三個(gè)容錯(cuò)域和三個(gè)更新域中。Azure平臺(tái)會(huì)識(shí)別更新域上的此分布，以確保不同區(qū)域中的VM不會(huì)同時(shí)更新。

通過(guò)將計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)資源共置在一個(gè)區(qū)域并將其復(fù)制到其他區(qū)域，在應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)中內(nèi)置高可用性。支持可用性區(qū)域的Azure服務(wù)劃分為兩類：

區(qū)域性服務(wù)–將資源固定到特定區(qū)域（例如虛擬機(jī)、托管磁盤、標(biāo)準(zhǔn)IP地址）或

區(qū)域冗余服務(wù)–平臺(tái)自動(dòng)跨區(qū)域復(fù)制（例如區(qū)域冗余存儲(chǔ)和SQL數(shù)據(jù)庫(kù)）。

若要在Azure上實(shí)現(xiàn)全面的業(yè)務(wù)連續(xù)性，可結(jié)合使用可用性區(qū)域和Azure區(qū)域?qū)?lái)構(gòu)建應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)。可以使用Azure區(qū)域中的可用性區(qū)域以同步方式復(fù)制應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)高可用性，并以異步方式跨Azure區(qū)域復(fù)制以實(shí)現(xiàn)災(zāi)難恢復(fù)保護(hù)。

容錯(cuò)域

容錯(cuò)域是共享公用電源和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的基礎(chǔ)硬件邏輯組，類似于本地?cái)?shù)據(jù)中心內(nèi)的機(jī)架。在可用性集內(nèi)創(chuàng)建VM時(shí)，Azure平臺(tái)會(huì)將VM自動(dòng)分布到這些容錯(cuò)域。此方法可限制潛在物理硬件故障、網(wǎng)絡(luò)中斷或斷電的影響。

更新域

更新域是可以同時(shí)維護(hù)或重新啟動(dòng)的基礎(chǔ)硬件邏輯組。在可用性集內(nèi)創(chuàng)建VM時(shí)，Azure平臺(tái)會(huì)自動(dòng)將VM分布到這些更新域。Azure平臺(tái)進(jìn)行定期維護(hù)時(shí)，此方法可確保至少有一個(gè)應(yīng)用程序?qū)嵗冀K保持運(yùn)行狀態(tài)。在計(jì)劃內(nèi)維護(hù)期間，更新域的重啟順序可能不會(huì)按序進(jìn)行，但一次只重啟一個(gè)更新域。

可用性集由可防止硬件故障以及允許安全應(yīng)用更新的兩個(gè)額外分組構(gòu)成容錯(cuò)域(FD)和更新域(UD)。

了解了這些概念，下面我們會(huì)逐一介紹Azure上的負(fù)載均衡，應(yīng)用程序網(wǎng)關(guān)，流量管理器等產(chǎn)品，然后實(shí)戰(zhàn)操作，最終看能否拔掉生產(chǎn)環(huán)境中的網(wǎng)線。