Niezawodność w Azure

W środowiskach chmurowych awarie są nieuniknione. Błędy sprzętowe, wady oprogramowania, błędy konfiguracji, skoki ruchu, awarie centrum danych, a nawet awarie całego regionu mogą wystąpić. Niezawodność to zdolność obciążenia do spełnienia oczekiwań biznesowych, nawet podczas awarii lub zakłóceń. W przypadku odpowiedniej architektury i operacji awarie nie muszą powodować przestojów.

Nieplanowany przestój może mieć ogromny wpływ. Wiąże się to z kosztami finansowymi i szkodami dla klienta i zaufania użytkowników. Poza tymi bezpośrednimi skutkami niska niezawodność wpływa na zobowiązania dotyczące zgodności i pozycjonowanie konkurencyjne. Twoje zespoły poświęcają więcej czasu na strzelaniny i mniej czasu na dostarczanie wartości. Może nawet wywołać kary na poziomie usług umownych.

Azure zapewnia odporną infrastrukturę i usługi zarządzane, ale niezawodność obciążenia zależy od podejmowania decyzji projektowych i operacyjnych: sposobu projektowania architektury, konfigurowania usług, zarządzania zależnościami, automatyzowania odpowiedzi na problemy oraz testowania oprogramowania i procesów. Wczesne projektowanie pod kątem niezawodności pomaga zminimalizować awarie i zapewnić, że w momencie ich wystąpienia obciążenie działa w przewidywalny i kontrolowany sposób, który jest zgodny z priorytetami biznesowymi.

Niezawodne obciążenie ma dwie istotne właściwości:

• Jest odporny, co oznacza, że może pochłaniać awarie i zmiany w środowisku, kontynuując działanie na akceptowalnym poziomie usług.
• Można go również odzyskać, co oznacza, że w przypadku zakłóceń obciążenie może przywrócić normalne operacje w zdefiniowanym czasie i limitach utraty danych.

Potrzebujesz obu właściwości, aby spełnić rzeczywiste oczekiwania dotyczące dostępności i zachować ciągłość działalności biznesowej.

Niezawodność w Azure działa w trzech połączonych warstwach:

• Aplikacja: Wybór architektury, praktyki i procesy, w tym zarządzanie zależnościami, elementy Runbook, automatyzacja i testowanie
• Funkcje niezawodności, w tym:
  • Usługi obciążeń i konfiguracja: Sposób konfigurowania usług Azure, które uruchamiają obciążenie, oraz możliwości niezawodności konfigurowanych w ramach tych usług
  • Azure usług platformy: usługi Azure, które obsługują niezawodność obciążeń, takie jak równoważenie obciążenia, dns, routing ruchu i monitorowanie
• Podstawy niezawodności: wbudowana odporność Azure, taka jak strefy dostępności, regiony i bezpieczne praktyki wdrażania

Te warstwy współpracują ze sobą, aby określić ogólną niezawodność obciążenia. Zrozumienie ich ułatwia rozróżnienie między tym, co Azure zapewnia domyślnie, a co należy zaprojektować, skonfigurować i obsługiwać.

Ten model ułatwia wykorzystanie tego, co zapewnia Azure, jednocześnie biorąc na siebie odpowiedzialność za to, co można zaprojektować. Ten artykuł koncentruje się na tym, co Azure zapewnia w tych warstwach. Aby uzyskać kompleksowe wskazówki dotyczące warstwy projektowania i operacji obciążeń (projektowania odpornych rozwiązań i wzorców architektury), zobacz Azure Well-Architected Framework, a zwłaszcza filar niezawodności.

Wspólna odpowiedzialność za niezawodność

Niezawodność w Azure jest zgodna z modelem wspólnej odpowiedzialności. Microsoft zapewnia odporną platformę za pośrednictwem Azure. Projektujesz odporne obciążenie.

• Microsoft jest właścicielem podstaw platformy i usług niezawodności platformy. Ta własność obejmuje odporną infrastrukturę (nadmiarowość fizyczną, izolację błędów i naprawianie), strefy dostępności, dystrybucję regionalną, bezpieczne praktyki wdrażania i usługi na poziomie platformy, takie jak równoważenie obciążenia, routing ruchu i monitorowanie. Microsoft odpowiada za niezawodność platformy Azure oraz niezawodność usług zgodnie z definicją w opublikowanej umowie SLA i dokumentacji poszczególnych usług, takich jak przewodnik po niezawodności.

• Jesteś właścicielem projektu i operacji obciążenia. Odpowiadasz za tłumaczenie możliwości Azure na niezawodne zachowanie obciążenia za pomocą decyzji dotyczących architektury, wyborów konfiguracji, praktyk operacyjnych i testowania.

  Azure nie może znać celów dostępności, akceptowalnych kompromisów, kontekstu biznesowego lub wymagań specyficznych dla aplikacji. Tylko te wymagania można zdefiniować i odpowiednio zaprojektować. Azure zapewnia możliwości, wybierając je i konfigurując. Można na przykład skonfigurować zachowanie trybu failover dla usług, takich jak bazy danych, i zdefiniować sondy kondycji modułu równoważenia obciążenia, które dokładnie reprezentują kondycję aplikacji, aby decyzje dotyczące routingu ruchu były poprawne, nawet podczas awarii.

  Important

  Platforma zapewnia bloki konstrukcyjne, a nie kompleksowe gwarancje. Twoje wybory projektowe i operacyjne określają, czy te możliwości przekładają się na niezawodne obciążenie. Aby uzyskać pełny podział modelu wspólnej odpowiedzialności, zobacz Wspólna odpowiedzialność w chmurze.

Umowy dotyczące poziomu usług (SLA) definiują zobowiązania dotyczące niezawodności i oczekiwań w ramach usług Azure. Zrozumienie umów SLA jest niezbędne podczas oceniania usług i projektowania pod kątem określonych celów dostępności. Azure usługi publikują zobowiązania SLA, które mogą się różnić w zależności od konfiguracji i poziomu nadmiarowości. Inne usługi używane przez innych dostawców mogą również publikować umowy SLA. Aby uzyskać kompleksowe wskazówki dotyczące sposobu działania umów SLA i powiązania z oczekiwaniami dotyczącymi dostępności obciążenia, zobacz Umowy dotyczące poziomu usług.

Odporne podstawy w Azure

Azure zaprojektowano z wieloma warstwami odporności wbudowanymi w samą platformę. Te podstawy zapewniają podstawowe możliwości, na których tworzone są niezawodne obciążenia:

• Odporność infrastruktury fizycznej: Azure centra danych są zaprojektowane z nadmiarową infrastrukturą, takimi jak zasilanie, chłodzenie i łączność sieciowa. Kontroler sieci szkieletowej Azure automatycznie izoluje awarie sprzętowe i zarządza nimi. Wykrywa błędy i organizuje migrację obciążeń do sprzętu w dobrej kondycji bez interwencji klienta.

• Regiony: Azure działa w ponad 70 regionach na całym świecie. Ta dystrybucja geograficzna umożliwia obciążeniom wytrzymanie zakłóceń i awarii w całym regionie dzięki zaplanowanym możliwościom trybu failover, a jednocześnie spełnić wymagania dotyczące rezydencji danych. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz omówienie regionów Azure.

• Strefy dostępności: Wiele Azure regionów obejmuje fizycznie oddzielne centra danych w tym samym regionie. Te strefy dostępności są połączone przez szybkie, małe opóźnienia sieci. Każda strefa ma niezależne zasilanie, chłodzenie i sieć w celu ochrony przed awariami na poziomie centrum danych przy zachowaniu synchronicznych możliwości replikacji dla wielu usług Azure. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Co to są strefy dostępności?

• Bezpieczne wdrożenia: Azure implementuje kontrolowane, rozłożone procesy wdrażania na potrzeby aktualizacji i zmian usług platformy w celu zminimalizowania ryzyka zakłóceń w działaniu usługi. Platforma wdraża aktualizacje stopniowo, takie jak między domenami błędów, strefami dostępności i regionami, z automatycznymi funkcjami wycofywania w przypadku wykrycia problemów. Takie podejście zapewnia, że zmiany platformy nie powodują ryzyka związanego z niezawodnością obciążeń klientów.

Azure zapewnia te podstawy na poziomie platformy automatycznie. Tworzą warstwę podstawową, na której tworzysz niezawodne obciążenia. Jednak nadal musisz poprawnie skonfigurować usługi i połączyć te możliwości w sposób, który spełnia określone wymagania biznesowe.

Azure usług, które obsługują niezawodność

Azure zapewnia możliwości platformy, które przekładają pojęcia dotyczące niezawodności na bloki konstrukcyjne z możliwością działania dla architektury. Te możliwości współpracują ze sobą, aby umożliwić architektury odporne, a wiele usług Azure obejmuje wbudowane implementacje tych wzorców:

Capability	Description
na sztucznej inteligencji — optymalizacja niezawodności	Używa funkcji opartych na sztucznej inteligencji do oceny i poprawy niezawodności. Te możliwości analizują wzorce obciążeń, identyfikują potencjalne zagrożenia i udostępniają zalecenia, które ułatwiają zespołom przejście od reaktywnego rozwiązywania problemów do proaktywnego zarządzania niezawodnością. Te możliwości obejmują sygnały niezawodności i tłumaczą je na zalecenia umożliwiające podejmowanie działań, które pomagają zespołom w określaniu priorytetów i ulepszaniu niezawodności w czasie. Azure udostępnia kilka usług niezawodności opartych na sztucznej inteligencji, w tym: - Azure możliwości odporności - Możliwości odporności w agentach (wersja zapoznawcza) w Azure Copilot - Azure agentA SRE Te usługi analizują wzorce obciążeń i sugerują ulepszenia w celu zoptymalizowania poziomu niezawodności na całym tablicy.
obciążenia i zarządzanie ruchem	Umożliwia niezawodność przez kierowanie ruchu między nadmiarowymi wystąpieniami i automatyczne obsługiwanie trybu failover. Ta funkcja jest niezbędna do utrzymania dostępności usługi w przypadku awarii poszczególnych składników. Azure zapewnia równoważenie obciążenia w wielu warstwach, w tym: - Azure Load Balancer dla dystrybucji ruchu TCP/UDP w warstwie 4 - Azure Application Gateway routingu HTTP w warstwie 7 z kontrolami kondycji obsługującymi aplikacje - Azure Front Door globalne równoważenia obciążenia HTTP z szybkim trybem failover - Azure Traffic Manager dla globalnej dystrybucji punktów końcowych opartych na systemie DNS Jeśli potrzebujesz pomocy przy wyborze modułu równoważenia obciążenia do użycia w danym scenariuszu, zobacz Opcje równoważenia obciążenia.
i ochrona danych	Zabezpiecza przed utratą i uszkodzeniem danych oraz umożliwia odzyskiwanie po wystąpieniu problemu. Azure oferuje kilka możliwości tworzenia kopii zapasowych i odzyskiwania, w tym: - Azure Backup dla scentralizowanej kopii zapasowej z konfigurowalnym przechowywaniem maszyn wirtualnych, kontenerów obiektów blob, plików i niektórych baz danych — Natywne funkcje tworzenia kopii zapasowych i przywracania w wielu usługach Azure, w tym w większości usług baz danych - Bicep i inną infrastrukturę jako narzędzia kodu do tworzenia kopii zapasowych konfiguracji, ochrony dryfu i szybkiego środowiska rekreacyjnego Zapoznaj się z każdym przewodnikiem po niezawodności usługi Azure, aby zrozumieć podejścia do tworzenia kopii zapasowych obsługiwane przez usługę.
replikacja geograficzna trybu failover oraz tryb failover	Umożliwia odzyskiwanie po awariach regionalnych za pośrednictwem replikacji danych między regionami i automatycznych możliwości trybu failover. Azure Site Recovery organizuje odzyskiwanie po awarii dla obciążeń maszyn wirtualnych przy użyciu automatycznej replikacji i sekwencjonowania trybu failover. Wiele usług Azure oferuje również wbudowane funkcje replikacji geograficznej, w tym: - Azure Cosmos DB z natywną replikacją danych między regionami i możliwościami trybu failover - Azure API Management z natywnymi możliwościami trybu failover między regionami Przewodniki dotyczące niezawodności usługi szczegółowo opisują wszystkie opcje replikacji geograficznej dostępne dla każdej usługi.
i obserwowania	Zapewnia kompleksowy wgląd w stan niezawodności i umożliwia proaktywne reagowanie na problemy. Azure zapewnia wiele usług obserwacji, w tym: - Azure Monitor i Application Insights na potrzeby monitorowania, alertów i śledzenia zależności w czasie rzeczywistym - Modele kondycji w Azure Monitor do monitorowania kondycji całego obciążenia - Azure Service Health na potrzeby spersonalizowanych alertów i wskazówek dotyczących problemów z usługą Azure, które mogą mieć wpływ na obciążenia Te możliwości ułatwiają zrozumienie, czy spełniasz wymagania dotyczące niezawodności i szybko reagujesz, gdy wystąpią problemy.
— testowanie i walidacja niezawodności	Pomaga sprawdzić, czy obciążenia działają zgodnie z oczekiwaniami w warunkach awarii i pomaga zapewnić, że rozwiązanie spełnia wymagania dotyczące niezawodności przed problemami dotyczącymi użytkowników. Azure zapewnia usługi testowania niezawodności, w tym: - Azure Chaos Studio w przypadku eksperymentów polegających na kontrolowanym wstrzyknięciu błędów w celu zweryfikowania zachowania samonaprawiania i odporności na rzeczywiste awarie - Azure App Testing do testowania wydajności i funkcjonalności, aby zrozumieć, jak działają aplikacje, w tym pod obciążeniem

Włączanie niezawodności w usługach Azure

Platforma zapewnia możliwości niezawodności warstwy usług za pośrednictwem kilkudziesięciu usług Azure, z których każda ma określone mocne strony i przypadki użycia. Przewodnik po niezawodności każdej usługi zawiera szczegółowe informacje na temat sposobu, w jaki usługa może pozostać dostępna w różnych scenariuszach, na przykład:

• Błędy przejściowe, które są krótkimi sporadycznymi awariami. Przewodniki dotyczące usług zawierają zalecenia dotyczące najlepszych rozwiązań w celu zminimalizowania ich wpływu, takich jak ponawianie prób i używanie zestawów SDK dostępnych Microsoft.
• Awarie strefy dostępności, dzięki czemu usługa może automatycznie przekierowywać żądania w celu zachowania wysokiej dostępności.
• Awarie całego regionu, dzięki czemu usługa może przejść w tryb failover do regionu pomocniczego i kontynuować działanie podczas zakłóceń w regionie.

Aby wyświetlić przewodniki dotyczące niezawodności dla wielu usług Azure, zobacz Przewodniki dotyczące niezawodności według usługi.

Projektowanie niezawodnych obciążeń

Niezawodność wynika z ciągłego cyklu definiowania celów, projektowania pod kątem awarii i szybkiego odzyskiwania, testowania założeń i ulepszania poprzez uczenie operacyjne. Skorzystaj z przewodników dotyczących niezawodności platformy Azure Well-Architected i usług, aby dowiedzieć się, co zapewnia każda usługa domyślnie i co wymaga jawnej konfiguracji. Aby uzyskać ustrukturyzowane podejście do implementowania niezawodności, zobacz model dojrzałości do niezawodności platformy Azure Well-Architected Framework.

Podczas projektowania połącz podstawowe pojęcia z pojęciami technicznymi. Podstawowe pojęcia, takie jak ciągłość działalności biznesowej i wspólna odpowiedzialność , określają, jakie wyniki należy osiągnąć. Pojęcia techniczne, takie jak nadmiarowość, replikacja, kopia zapasowa, tryb failover i powrót po awarii definiują sposób implementowania tych wyników w architekturze i operacjach. Umowy dotyczące poziomu usług pomagają zrozumieć gwarancje otrzymane od dostawców usług.

Niezależność i miejsce przechowywania danych

Podczas projektowania niezawodności należy uwzględnić wymagania dotyczące niezależności i rezydencji danych na wczesnym etapie, ponieważ mają one wpływ na wybór regionu, strategię replikacji i ścieżki trybu failover. Odporna architektura może nadal nie spełniać wymogów zgodności, jeśli przełączenie awaryjne lub przenoszenie danych przekracza granice objęte ograniczeniami. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Niezawodność i niezależność.

Niezawodność Azure jest osiągana dzięki połączeniu odpornych podstaw platform z przemyślanym projektowaniem obciążeń i operacjami. Zrozumienie, co zapewnia Azure i gdzie należy podejmować decyzje projektowe i konfiguracyjne, można tworzyć systemy, które nadal spełniają oczekiwania biznesowe, nawet w obecności awarii.