Рекомендации по архитектуре для Виртуальные машины Azure и масштабируемых наборов

Проверьте квоты и лимиты виртуальных машин, которые могут создавать ограничения в проектировании. Виртуальные машины имеют определенные ограничения и квоты, которые зависят от типа виртуальной машины или региона. Могут быть ограничения на подписку, например количество виртуальных машин на одну подписку или количество ядер на виртуальную машину. Если другие рабочие нагрузки используют вашу подписку совместно, ваша способность потреблять данные может быть уменьшена. Проверьте ограничения на виртуальные машины, масштабируемые наборы виртуальных машин и управляемые диски.

Выполните анализ режима сбоя , чтобы свести к минимуму точки сбоя, проанализировав взаимодействие виртуальной машины с компонентами сети и хранилища. Выберите конфигурации, такие как временные диски операционной системы ,чтобы локализовать доступ к диску и избежать сетевых прыжков. Добавьте подсистему балансировки нагрузки для повышения самосохранения путем распределения сетевого трафика между несколькими виртуальными машинами, что повышает доступность и надежность.

Рассчитайте составные цели уровня обслуживания (SLO) на основе соглашений об уровне обслуживания Azure. Убедитесь, что ваш уровень обслуживания не выше Azure SLA, чтобы избежать потенциальных проблем и нереалистичных ожиданий.

Учитывайте сложности, которые представляют зависимости. Например, некоторые компоненты, такие как виртуальные сети и сетевые интерфейсные карты (НИС), не имеют собственных соглашений об уровне обслуживания. Другие зависимости, такие как связанный диск данных, имеют соглашения об уровне обслуживания, которые интегрируются с соглашениями об уровне обслуживания виртуальных машин. Эти варианты следует учитывать, так как они могут повлиять на производительность и надежность виртуальной машины.

Учитывайте критические зависимости виртуальных машин от компонентов, таких как диски и сети. Если вы понимаете эти связи, то можно определить критически важные потоки, влияющие на надежность.

Создайте изоляцию состояния. Данные рабочей нагрузки должны находиться на отдельном диске данных, чтобы предотвратить помехи с диском ОС. Если виртуальная машина терпит сбой, можно создать новый диск операционной системы, используя тот же диск данных, что обеспечивает устойчивость и изоляцию неисправностей. Дополнительные сведения см. в разделе "Временные диски ОС".

Сделайте резервными для разных зон виртуальные машины и их зависимости. Если виртуальная машина выходит из строя, рабочая нагрузка должна продолжать функционировать благодаря избыточности. Включите зависимости в выбор избыточности. Например, используйте встроенные параметры избыточности, доступные с дисками. Используйте IP-адреса с зональной избыточностью, чтобы обеспечить сохранность данных и высокий уровень бесперебойной работы.

Избегайте проектирования рабочих нагрузок, зависящих от одной виртуальной машины, так как эта виртуальная машина не будет устойчивой к запланированным или незапланированным событиям обслуживания или надежности.

Будьте готовы к масштабированию вверх и масштабированию наружу чтобы предотвратить снижение уровня обслуживания и избежать сбоев. Масштабируемые наборы виртуальных машин имеют возможности автомасштабирования, которые создают новые экземпляры по мере необходимости и распределяют нагрузку между несколькими виртуальными машинами и зонами доступности.

Изучите параметры автоматического восстановления. Azure поддерживает мониторинг и самовосстановление работоспособности виртуальных машин. Например, масштабируемые наборы предоставляют автоматическое восстановление экземпляра. В более сложных сценариях самовосстановление включает использование Azure Site Recovery, пассивный резерв для переключения в случае сбоя, или повторное развертывание инфраструктуры как кода (IaC). Выбранный метод должен соответствовать бизнес-требованиям, операциям организации и поддерживать возможность проведения тренировок по восстановлению. Дополнительные сведения см. в статье о сбоях службы виртуальных машин.

Права на виртуальные машины и их зависимости. Поймите ожидаемую работу вашей виртуальной машины, чтобы убедиться, что она не слишком мала и может выдерживать максимальную нагрузку. Дополнительные ресурсы для смягчения сбоев.

Убедитесь, что всегда включенные виртуальные машины продолжают работать. Виртуальные машины в Azure могут быть выключены, что представляет собой другое состояние, чем удаление ресурса. Для виртуальных машин, предназначенных для поддержания работы, используйте ReadOnlyблокировку ресурсов , чтобы предотвратить случайную остановку виртуальной машины. Это не предотвратит перезагрузку ОС при необходимости для обновлений, но предотвратит ошибку оператора через портал Azure или CLI.

Создайте комплексный план аварийного восстановления. Подготовка к авариям включает создание комплексного плана и принятие решения о технологии восстановления.

Зависимости и компоненты с отслеживанием состояния, такие как подключенное хранилище, могут усложнить восстановление. Если диски идут вниз, то эта ошибка влияет на функционирование виртуальной машины. Включите четкий процесс для этих зависимостей в планы восстановления.

Распространение приложений между виртуальными машинами Например, в рабочей нагрузке N-уровня не помещайте приложения или службы хранилища из разных уровней на одни и те же виртуальные машины, а запустите каждый уровень на разных виртуальных машинах. Спроектируйте рабочую нагрузку, учитывая принцип единственной ответственности, что позволяет настроить характеристики надежности и стратегии восстановления для групп виртуальных машин.

Операции выполняются с тщательностью. Варианты проектирования надежности должны поддерживаться эффективными операциями на основе принципов мониторинга, тестирования устойчивости в рабочей среде, автоматического исправления виртуальных машин приложений и обновлений, а также согласованности развертываний. Сведения об операционных рекомендациях см. в разделе "Операционное превосходство".

Просмотрите базовые настройки безопасности для виртуальных машин Linux и Windows, а также масштабируемых наборов виртуальных машин.

В рамках ваших базовых параметров технологий рассмотрите функции безопасности SKU виртуальных машин, поддерживающих рабочую нагрузку.

Обеспечение своевременной и автоматической установки обновлений безопасности и обновлений системы. Убедитесь, что обновления автоматически развертываются и проверяются с помощью четко определенного процесса. Используйте решение, например Cлужба автоматизации Azure для управления обновлениями ОС и обеспечения соответствия безопасности, выполняя критически важные обновления.

Определите виртуальные машины, удерживающие состояние. Убедитесь, что данные классифицируются в соответствии с метками конфиденциальности, которые предоставляет ваша организация. Защита данных с помощью мер безопасности, таких как соответствующие уровни шифрования данных в состоянии покоя и при передаче. Если у вас есть высокие требования к конфиденциальности, рекомендуется использовать такие средства управления высокой безопасностью, как двойное шифрование и Azure конфиденциальные вычисления для защиты данных в использовании.

Предоставьте сегментацию виртуальным машинам и масштабируемым наборам, задав границы сети и элементы управления доступом. Разместите виртуальные машины в группах ресурсов, которые используют один и тот же жизненный цикл.

Примените элементы управления доступом к удостоверениям , которые пытаются достичь виртуальных машин, а также к виртуальным машинам, которые достигают других ресурсов. Используйте Microsoft Entra ID для проверки подлинности и авторизации. Настройте надежные пароли, многофакторную аутентификацию и управление доступом на основе ролей (RBAC) для виртуальных машин и их зависимостей, таких как секреты, чтобы предоставить идентификаторам разрешение выполнять только те операции, которые соответствуют их ролям.

Ограничить доступ к ресурсам на основе условий с помощью Условный доступ Microsoft Entra. Определите условные политики на основе длительности и минимального набора необходимых разрешений.

Используйте сетевые элементы управления для ограничения входящего трафика и исходящего трафика. Изоляция виртуальных машин и масштабируемых наборов в Azure Virtual Network и определение групп безопасности сети для фильтрации трафика. Защита от распределенных атак типа "отказ в обслуживании" (DDoS). Используйте подсистемы балансировки нагрузки и правила брандмауэра для защиты от вредоносных атак трафика и кражи данных.

Используйте Бастион Azure для обеспечения более безопасного подключения к виртуальным машинам для оперативного доступа.

Обмен данными с виртуальными машинами и от них на решения платформы как услуги (PaaS) должен выполняться через частные конечные точки.

Уменьшите область атаки , заклинив образы ОС и удалив неиспользуемые компоненты. Используйте небольшие образы и удалите двоичные файлы, которые не требуются для выполнения рабочей нагрузки. Ужесточите конфигурации виртуальных машин, удаляя такие функции, как учетные записи и порты по умолчанию, которые вам не нужны.

Защита секретов , таких как сертификаты, необходимые для защиты передаваемых данных. Рассмотрите возможность использования расширения Azure Key Vault для Windows или Linux, которые автоматически обновляют сертификаты, хранящиеся в хранилище ключей. При обнаружении изменения сертификатов расширение извлекает и устанавливает соответствующие сертификаты.

Обнаружение угроз. Отслеживайте виртуальные машины для угроз и неправильной настройки. Используйте Defender для серверов для записи изменений виртуальной машины и ОС, а также для хранения журнала аудита доступа, новых учетных записей и изменений разрешений.

Предотвращение угроз. Защита от вредоносных атак и вредоносных субъектов путем реализации таких средств безопасности, как брандмауэры, антивирусное программное обеспечение и системы обнаружения вторжений. Определите, требуется ли доверенное окружение выполнения (TEE ).

Оцените реалистичные затраты. Используйте калькулятор цен для оценки затрат на виртуальные машины. Определите лучшую виртуальную машину для рабочей нагрузки с помощью селектора виртуальной машины. Дополнительные сведения см. в разделе Linux и Windows цены.

Реализуйте контроль затрат. Используйте политики управления для ограничения типов ресурсов, конфигураций и расположений. Используйте RBAC для блокировки действий, которые могут привести к перерасходу.

Выберите нужные ресурсы. Выбор размеров планов виртуальных машин и номеров SKU непосредственно влияет на общую стоимость. Выберите виртуальные машины на основе характеристик рабочей нагрузки. Является ли рабочая нагрузка интенсивной на ЦП или она выполняет прерываемые процессы? Каждый номер SKU имеет связанные параметры диска, влияющие на общую стоимость.

Выберите нужные возможности для зависимых ресурсов. Сократите затраты на хранилище резервных копий для стандартного уровня, используя хранилище Azure Backup с зарезервированной емкостью. Она предлагает скидку при фиксации резервирования в течение одного года или трех лет.

Уровень архива в служба хранилища Azure — это оффлайн уровень, оптимизированный для хранения объектов типа BLOB, к которым редко обращаются. Уровень архива предлагает самые низкие затраты на хранение, но более высокие затраты на получение данных и задержку по сравнению с горячими и холодными уровнями в Сети.

Рекомендуется использовать аварийное восстановление между зонами для виртуальных машин, чтобы восстановиться после отказа в работе сайта, при этом уменьшая сложность обеспечения доступности с помощью служб, избыточных между зонами. Может быть экономия благодаря снижению сложности операций.

Выберите правильную модель выставления счетов. Оцените, оптимизируют ли модели вычислений на основе обязательств затраты в зависимости от бизнес-требований рабочей нагрузки. Рассмотрим следующие варианты Azure:

• Резервации Azure: оплата заранее за прогнозируемые нагрузки рабочих процессов для снижения затрат по сравнению с тарифами на основе потребления.

  Important

  Приобретите зарезервированные экземпляры, чтобы сократить затраты Azure на нагрузки со стабильным использованием. Управление использованием, чтобы убедиться, что вы не оплачиваете больше ресурсов, чем вы используете. Сохраняйте зарезервированные экземпляры простыми и сохраняйте затраты на управление низкими, чтобы снизить затраты.

• План экономии. Если вы собираетесь потратить фиксированную почасовую сумму на вычислительные службы в течение одного или трех лет, этот план может снизить затраты.
• Преимущество гибридного использования Azure: Экономьте при миграции ваших локальных виртуальных машин в Azure.

Мониторинг использования. Непрерывно отслеживайте шаблоны использования и обнаруживайте неиспользуемые или недоиспользуемые виртуальные машины. Для таких случаев завершите работу экземпляров виртуальных машин, когда они не используются. Мониторинг является ключевым подходом к операционному превосходству. Дополнительные сведения см. в рекомендациях по операционному превосходству.

Ищите возможности для оптимизации. Некоторые стратегии включают выбор наиболее экономичного подхода между увеличением ресурсов в существующей системе или увеличением масштаба и добавлением дополнительных экземпляров этой системы или масштабированием. Вы можете отключить спрос, распределив его в другие ресурсы или сократить спрос, реализуя очереди приоритетов, разгрузку шлюза, буферизацию и ограничение скорости. Дополнительные сведения см. в рекомендациях по эффективности производительности.

Отслеживайте экземпляры виртуальных машин. Сбор журналов и метрик из экземпляров виртуальных машин для мониторинга использования ресурсов и измерения работоспособности экземпляров. Некоторые распространенные метрики включают использование ЦП, количество запросов и задержку ввода-вывода (ввода-вывода). Настройте Azure Monitor alerts, чтобы получать уведомления о проблемах и обнаруживать изменения конфигурации в вашей среде.

Отслеживайте работоспособность виртуальных машин и их зависимостей.

• Разверните компоненты мониторинга для сбора журналов и метрик, которые предоставляют комплексное представление виртуальных машин, гостевой ОС и данных диагностики загрузки. Масштабируемые наборы виртуальных машин агрегируют телеметрию, что позволяет вам просматривать метрики работоспособности как для каждой отдельной виртуальной машины, так и в агрегированном виде. Используйте Azure Monitor для просмотра этих данных для каждой виртуальной машины или агрегирования между несколькими виртуальными машинами. Дополнительные сведения см. в рекомендациях по агентам мониторинга.

• Воспользуйтесь преимуществами сетевых компонентов, которые проверяют состояние работоспособности виртуальных машин. Например, Azure Load Balancer посылает запросы к ВМ для обнаружения неработоспособных ВМ и перенаправляет трафик соответствующим образом.

• Настройте правила генерации оповещений Azure Monitor. Определите важные условия в данных мониторинга для выявления и устранения проблем, прежде чем они влияют на систему.

Создайте план обслуживания , включающий регулярное исправление системы в рамках обычных операций. Включите чрезвычайные процессы, позволяющие немедленно исправить приложение. Вы можете использовать пользовательские процессы для управления исправлениями или частично делегировать задачу Azure. Azure предоставляет функции для отдельного обслуживания VM. Вы можете настроить периоды обслуживания, чтобы свести к минимуму нарушения во время обновлений. Во время обновлений платформы рекомендации по домену сбоя являются ключевыми для устойчивости. Рекомендуется развернуть как минимум два экземпляра в зоне. Две виртуальные машины для каждой зоны гарантируют как минимум одну виртуальную машину в каждой зоне, так как одновременно обновляется только один домен сбоя в зоне. Таким образом, для трех зон обеспечьте по крайней мере шесть инстанций.

Автоматизация процессов начальной загрузки, выполнения скриптов и настройки виртуальных машин. Вы можете автоматизировать процессы с помощью расширений или пользовательских скриптов. Мы рекомендуем использовать следующие параметры:

• Расширение виртуальной машины Key Vault автоматически обновляет сертификаты, хранящиеся в key vault.

• Расширение пользовательских скриптов Azure для Windows и Linux загружает и выполняет скрипты на виртуальных машинах. Используйте это расширение для настройки после развертывания, установки программного обеспечения или любой другой задачи настройки или управления.

• Используйте cloud-init, чтобы настроить среду запуска для виртуальных машин под управлением Linux.

Имеют процессы установки автоматических обновлений. Рекомендуется использовать автоматическое исправление гостевой виртуальной машины для своевременного развертывания критически важных исправлений и исправлений безопасности. Используйте Диспетчер обновлений Azure для управления обновлениями ОС для виртуальных машин Windows и Linux в Azure.

Создайте тестовую среду , которая тесно соответствует рабочей среде для тестирования обновлений и изменений перед развертыванием в рабочей среде. Для проверки обновлений системы безопасности, базовых показателей производительности и сбоев надежности имеются процессы. Воспользуйтесь преимуществами библиотек ошибок Azure Chaos Studio для внедрения и имитации условий ошибок. Дополнительные сведения см. в библиотеке ошибок и действий Azure Chaos Studio.

Управление квотой. Запланируйте уровень квоты рабочей нагрузки и регулярно просматривайте этот уровень по мере развития рабочей нагрузки. Если вам нужно увеличить или уменьшить квоту, запросить эти изменения рано.

Определите целевые показатели производительности. Определите метрики виртуальных машин для отслеживания и измерения показателей производительности в качестве времени отклика, использования ЦП и использования памяти, а также метрик рабочей нагрузки, таких как транзакции в секунду, одновременные пользователи и доступность и работоспособность.

Учитывайте профиль производительности виртуальных машин, масштабируемых наборов и конфигурацию дисков при планировании емкости. Каждый номер SKU имеет другой профиль памяти и ЦП и ведет себя по-разному в зависимости от типа рабочей нагрузки. Проводите пилотные проекты и доказательства концепции, чтобы понять поведение производительности в рамках конкретной рабочей нагрузки.

Настройка производительности виртуальной машины. Воспользуйтесь преимуществами оптимизации производительности и улучшения функций, необходимых рабочей нагрузке. Например, используйте локально подключенную неизменяемую память Express (NVMe) для высокопроизводительных вариантов использования и ускорения сети, а также используйте SSD класса Premium версии 2 для повышения производительности и масштабируемости.

Учитывайте зависимые сервисы. Зависимости рабочей нагрузки, такие как кэширование, сетевой трафик и сети доставки содержимого, которые взаимодействуют с виртуальными машинами, могут повлиять на производительность. Кроме того, рассмотрим географическое распределение, например зоны и регионы, которые могут добавить задержку.

Сбор данных о производительности. Следуйте рекомендациям по мониторингу и развертыванию соответствующих расширений, чтобы просмотреть метрики, отслеживающие показатели производительности.

Группы проксимального размещения. Используйте группы размещения близкого взаимодействия в рабочих нагрузках, где требуется минимальная задержка, для обеспечения физической близости виртуальных машин друг к другу.