Azure 上的高可用概念,azure中國購買模式

Azure 上的高可用概念

場景一：

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

場景二：

某高層建筑有2000個房間，10個房間煙感連續(xù)發(fā)出報警，理論上出現(xiàn)了火災(zāi)并在逐步擴散，恰巧，服務(wù)器又宕機了，然后...

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

有人會說，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)的等級以及質(zhì)量。比如我們說月度99.95%的SLA，意味著每個月服務(wù)出現(xiàn)故障的時間只能占總時間的0.05%,如果這個月是30天，那么約等于21.6分鐘。

對于場景一，或許21.6分鐘是可容忍的，但對于場景二，絕對是不允許的。

針對各種高可用方案，通常會提到下面這些概念（不是針對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）建立兩個數(shù)據(jù)中心:一個為數(shù)據(jù)中心，負責(zé)日常生產(chǎn)運行;另一個為災(zāi)難備份中心，負責(zé)在災(zāi)難發(fā)生后的應(yīng)用系統(tǒng)運行。

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、計算機系統(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（＞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)險隱患，還能夠防范戰(zhàn)爭、地震、水災(zāi)等風(fēng)險。

由于同城災(zāi)難備份和異地災(zāi)難備份各有所長，為達到最理想的防災(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在世界各地的多個數(shù)據(jù)中心運行。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“中國東部”、“中國北部”或“中國東部2”）中創(chuàng)建Azure資源。為了提供冗余和可用性，每個區(qū)域都設(shè)有多個數(shù)據(jù)中心。這樣，便可靈活設(shè)計應(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54個區(qū)域，中國大陸有4個區(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Azure區(qū)域都與同一地理位置內(nèi)的另一區(qū)域配對。此方法適用于跨地域復(fù)制資源（例如VM存儲），降低因自然災(zāi)害、社會動亂、電力中斷或物理網(wǎng)絡(luò)中斷而同時影響兩個區(qū)域的可能性。區(qū)域?qū)Φ钠渌麅?yōu)點包括：

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

將逐一對配對的區(qū)域進行計劃內(nèi)Azure更新，盡量減少停機時間并降低應(yīng)用程序中斷風(fēng)險。

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

可以通過多種不同的方式創(chuàng)建Azure中的高可用性。有兩個選項是“可用性集”和“可用性區(qū)域”。通過使用可用性集，你的VM將受到保護，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。通過使用可用性區(qū)域，你的VM將放置在物理上獨立、沒有共享資源的基礎(chǔ)設(shè)施上，因此將受到保護，不受整個數(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，請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能夠跨多個物理服務(wù)器、計算機架、存儲單元和網(wǎng)絡(luò)交換機運行。如果出現(xiàn)硬件或Azure軟件故障，只有一部分VM會受到影響，整體應(yīng)用程序仍會保持運行，可供客戶使用。如果想要構(gòu)建可靠的云解決方案，可用性集是一項關(guān)鍵功能。

假設(shè)某個基于VM的典型解決方案包含四個前端Web服務(wù)器，以及兩個托管數(shù)據(jù)庫的后端VM。在Azure中，若想在部署VM之前先定義兩個可用性集：一個可用性集用于“Web”層級，另一個可用性集用于“數(shù)據(jù)庫”層級。創(chuàng)建新的VM時，可在azvm create命令中指定可用性集作為參數(shù)，Azure會自動確保在可用性集中創(chuàng)建的VM在多個物理硬件資源之間保持獨立。如果運行某個Web服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的物理硬件有問題，可以確信Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫VM的其他實例會保持運行狀態(tài)，因為它們位于不同的硬件上。

可用性區(qū)域概述（截至2019年11月，中國區(qū)尚無可用性區(qū)域）

可用性區(qū)域是一個高可用性產(chǎn)品/服務(wù)，在數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障時可以保護應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)?？捎眯詤^(qū)域是Azure區(qū)域中獨特的物理位置。每個區(qū)域由一個或多個數(shù)據(jù)中心組成，這些數(shù)據(jù)中心配置了獨立電源、冷卻和網(wǎng)絡(luò)。為確保能夠進行復(fù)原，所有已啟用的區(qū)域中必須至少有三個單獨的區(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正常運行時間SLA。

與可用性集類似，假設(shè)某個基于VM的典型解決方案包含四個前端Web服務(wù)器，以及兩個托管數(shù)據(jù)庫的后端VM。與可用性集類似，你將希望在兩個單獨的可用性區(qū)域中部署VM：一個可用性區(qū)域用于“Web”層，另一個可用性區(qū)域用于“數(shù)據(jù)庫”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，Azure會自動確保你創(chuàng)建的VM隔離在完全不同的可用性區(qū)域中。如果運行某個Web服務(wù)器或數(shù)據(jù)庫服務(wù)器VM的整個數(shù)據(jù)中心出現(xiàn)問題，你就會知道Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫VM的其他實例仍在運行，因為它們在完全獨立的數(shù)據(jù)中心中運行。

Azure區(qū)域中的可用性區(qū)域是容錯域和更新域的組合。例如，如果在Azure區(qū)域的三個區(qū)域中創(chuàng)建三個或更多VM，則VM將有效分布在三個容錯域和三個更新域中。Azure平臺會識別更新域上的此分布，以確保不同區(qū)域中的VM不會同時更新。

通過將計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)資源共置在一個區(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、托管磁盤、標(biāo)準(zhǔn)IP地址）或

區(qū)域冗余服務(wù)–平臺自動跨區(qū)域復(fù)制（例如區(qū)域冗余存儲和SQL數(shù)據(jù)庫）。

若要在Azure上實現(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)順?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)以實現(xiàn)高可用性，并以異步方式跨Azure區(qū)域復(fù)制以實現(xiàn)災(zāi)難恢復(fù)保護。

容錯域

容錯域是共享公用電源和網(wǎng)絡(luò)交換機的基礎(chǔ)硬件邏輯組，類似于本地數(shù)據(jù)中心內(nèi)的機架。在可用性集內(nèi)創(chuàng)建VM時，Azure平臺會將VM自動分布到這些容錯域。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

更新域是可以同時維護或重新啟動的基礎(chǔ)硬件邏輯組。在可用性集內(nèi)創(chuàng)建VM時，Azure平臺會自動將VM分布到這些更新域。Azure平臺進行定期維護時，此方法可確保至少有一個應(yīng)用程序?qū)嵗冀K保持運行狀態(tài)。在計劃內(nèi)維護期間，更新域的重啟順序可能不會按序進行，但一次只重啟一個更新域。

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

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