Azure虚拟机的可靠性

目录

可用性区域支持

什么是可用性区域?

概念解释

类比解释

区域服务和区域冗余服务

物理和逻辑可用性区域

概念解释

类比解释

先决条件

SLA 改进

创建启用可用性区域的资源

区域故障转移支持(Site Recovery 服务)

概念解释

类比解释

容错

故障范围

技术实现

恢复程度和时间

应用场景和目标

区域故障体验

区域服务中断准备和恢复

低延迟设计

概念范畴

作用与目的

资源规模与服务范围

网络连接特性

安全部署技术

迁移到可用性区域支持

跨区域灾难恢复和业务连续性

定义

重要性

相互关系



在Azure中,区域与区域之间、可用性区域与可用性区域之间的距离有所不同,具体如下:

- **Azure区域之间**:Azure配对区域之间约500公里左右。

- **Azure可用性区域之间**:通常相隔数公里,一般在100公里以内。

可用性区域支持

什么是可用性区域?

1、可用性区域之间物理距离不能太远(建立低延迟连接)也不能太近(受当地停电或天气影响),RTT在2ms以内。

2、独立的电源、冷却和连网基础结构,不同可用性区域间出现故障时保持数据同步且可访问

3、多个AZ包含在Azure Region里

概念解释
  1. 物理可用性区域:在Azure云服务中,物理可用性区域是指区域内相互独立的数据中心组。这些数据中心在物理层面具备独立的电源供应、冷却系统以及网络基础设施。它们之间的距离经过精心规划,既不能过远,要确保能以高性能网络连接,实现往返延迟小于2毫秒的低延迟通信;也不能过近,以此降低多个区域同时受当地停电、自然灾害等因素影响的风险。如此一来,当某个物理可用性区域出现故障时,其他区域能够继续维持区域性服务的正常运行,保障数据的同步和可访问性。

  2. 逻辑可用性区域:逻辑可用性区域是基于Azure订阅对物理区域的一种逻辑映射。每个Azure订阅在创建时,系统会自动为其分配物理区域到逻辑区域的映射关系,但不同订阅的这种映射顺序并非固定一致。例如,订阅A中的物理区域X可能被映射为逻辑区域1,而在订阅B中,同样的物理区域X却可能被映射为逻辑区域3。若想获取某个订阅中逻辑区域与物理区域的具体映射信息,可以借助列出位置Azure资源管理器API,并通过Azure CLI或Azure PowerShell从该API进行检索。

类比解释
  1. 物理可用性区域:把Azure云服务想象成一个大城市里的多个大型仓库,这些仓库用来存放各种数据和应用程序。每个仓库就是一个物理可用性区域。仓库之间不能离得太近,不然一场大火或者一次大规模停电可能就把好几个仓库都毁了;但也不能离得太远,得有一条高速路连接它们,让货物(数据)能在2毫秒内快速从这个仓库送到那个仓库。每个仓库都有自己独立的发电设备、空调系统和内部道路(网络),保证就算外面出了问题,自己也能正常运转。要是其中一个仓库着火了,其他仓库还能继续给客户提供服务,存放的货物也不会丢失,还能保证数据的一致性。

  2. 逻辑可用性区域:假设这个城市里有很多不同的公司(对应不同的Azure订阅)都在使用这些仓库。每个公司给仓库编号的方式不一样,这就好比是逻辑可用性区域。A公司把城东的那个仓库编为1号仓库,B公司却把城东这个同样的仓库编为3号仓库。如果A公司的员工想知道1号仓库具体在哪个位置,就需要通过公司特定的查询系统(列出位置Azure资源管理器API ,用Azure CLI或Azure PowerShell操作)去查,这样才能知道1号仓库对应的实际是哪个物理位置的仓库。

区域服务和区域冗余服务

区域服务:自主可控,决定部署的AZ,成本低,满足特定区域安全合规(欧盟GDPR等)以及安全策略定制化(IAAS)

区域冗余服务:自动化复制迁移实现高可用,成本高,但便捷(PAAS)

在Azure的可用性区域体系中,区域和区域冗余服务是两种不同的资源部署与管理模式,它们在资源分布、故障应对及适用服务类型上存在差异:

  • 区域服务:这类资源会固定到特定的可用性区域。用户需要自行管理跨区域的数据复制以及分发请求,在单个可用性区域出现停电等故障时,也由用户负责将服务故障转移到其他可用区域。以用户自建的分布式应用为例,若将应用的不同组件分别部署在特定区域的不同可用性区域,那么数据在这些区域间的同步复制,以及某个区域出现故障时如何切换到其他区域的业务逻辑,都需用户自己编写代码或使用相关工具来实现。基础结构即服务(IaaS)服务通常支持这种部署方式。

  • 区域冗余服务:资源会分布于多个可用性区域,由Azure负责跨区域分布请求和复制数据。当单个可用性区域发生停电等故障时,Azure会自动进行故障转移操作,保障服务的持续运行。像Azure的一些平台即服务(PaaS)服务,如Azure SQL Database,用户只需按要求配置好服务,无需操心数据在多个可用性区域之间如何复制、请求如何分发,以及故障时如何切换等问题,Azure平台会自动处理这些工作 ,极大降低了用户管理的复杂度。

类比:

Azure里的区域和区域冗余服务是资源部署管理的两种模式。区域服务就像你在不同地方开了几家店,每个店负责自己区域的生意,货物调配(数据复制)和顾客引导(分发请求)得你自己管,要是一家店出问题(某个区域故障),你得赶紧把顾客引导到其他店(故障转移),IaaS服务常用这种模式。区域冗余服务好比你开了一家连锁大超市,总部(Azure)统一调配货物(复制数据)和引导顾客(分布请求),哪个分店出问题,总部会马上把顾客安排到其他分店(自动故障转移),PaaS服务常用这种模式。

docker run -it mcr.microsoft.com/azure-cli

物理和逻辑可用性区域
概念解释
  1. 物理可用性区域:在Azure云服务中,物理可用性区域是指区域内相互独立的数据中心组。这些数据中心在物理层面具备独立的电源供应、冷却系统以及网络基础设施。它们之间的距离经过精心规划,既不能过远(100公里里),要确保能以高性能网络连接,实现往返延迟RTT小于2毫秒ms的低延迟通信;也不能过近,以此降低多个区域同时受当地停电、自然灾害等因素影响的风险。如此一来,当某个物理可用性区域出现故障时,其他区域能够继续维持区域性服务的正常运行,保障数据的同步和可访问性。

  2. 逻辑可用性区域:逻辑可用性区域是基于Azure订阅对物理区域的一种逻辑映射。每个Azure订阅在创建时,系统会自动为其分配物理区域到逻辑区域的映射关系,但不同订阅的这种映射顺序并非固定一致。例如,订阅A中的物理区域X可能被映射为逻辑区域1,而在订阅B中,同样的物理区域X却可能被映射为逻辑区域3。若想获取某个订阅中逻辑区域与物理区域的具体映射信息,可以借助列出位置Azure资源管理器API,并通过Azure CLI或Azure PowerShell从该API进行检索。

类比解释
  1. 物理可用性区域:把Azure云服务想象成一个大城市里的多个大型仓库,这些仓库用来存放各种数据和应用程序。每个仓库就是一个物理可用性区域。仓库之间不能离得太近,不然一场大火或者一次大规模停电可能就把好几个仓库都毁了;但也不能离得太远,得有一条高速路连接它们,让货物(数据)能在2毫秒内快速从这个仓库送到那个仓库。每个仓库都有自己独立的发电设备、空调系统和内部道路(网络),保证就算外面出了问题,自己也能正常运转。要是其中一个仓库着火了,其他仓库还能继续给客户提供服务,存放的货物也不会丢失,还能保证数据的一致性。

  2. 逻辑可用性区域:假设这个城市里有很多不同的公司(对应不同的Azure订阅)都在使用这些仓库。每个公司给仓库编号的方式不一样,这就好比是逻辑可用性区域。A公司把城东的那个仓库编为1号仓库,B公司却把城东这个同样的仓库编为3号仓库。如果A公司的员工想知道1号仓库具体在哪个位置,就需要通过公司特定的查询系统(列出位置Azure资源管理器API ,用Azure CLI或Azure PowerShell操作)去查,这样才能知道1号仓库对应的实际是哪个物理位置的仓库。

先决条件

1、虚拟机 SKU 必须跨区域可用

VM SKU 是指虚拟机的库存单位(Stock Keeping Unit),用于对虚拟机的不同配置和规格进行唯一标识和区分。

2、VM SKU 必须在所在地区的各个区域都可用。

在将现有VM迁移到可用性区域这一操作中,先决条件起着关键的限定作用,它确保迁移过程能够顺利进行。若不满足这些条件,迁移可能无法实现或出现问题。具体来说:

  • 区域可用性要求:对于目标区域,虚拟机SKU必须跨区域可用。Azure的可用性区域是每个区域内在物理上独立的数据中心组,不同区域的资源配置和供应情况有所差异。只有当VM SKU在多个区域都有供应,才能够在这些区域间进行迁移操作。查看支持可用性区域的区域列表,能帮助确定目标区域是否符合这一要求。比如,若计划将VM迁移到某特定区域的可用性区域,需先确认该区域有对应VM SKU的资源供应。

  • SKU区域一致性要求:VM SKU必须在所在地区的各个区域都可用。这是因为迁移涉及到不同区域间的资源调配,如果SKU在源区域和目标区域不一致,可能导致迁移后VM的功能、性能等受到影响。通过PowerShell、Azure CLI检查VM SKU可用性,或者直接查看包含可用性区域支持的Azure服务,能明确SKU在不同区域的可用性情况。例如,若某VM当前使用的SKU在目标区域不存在,迁移后可能无法维持原有的配置和性能,甚至无法正常运行。

SLA 改进

由于可用性区域在物理上是独立的,并且提供不同的电源、网络和冷却,因此 SLA(服务级别协议)会增加

创建启用可用性区域的资源

通过以下部署选项创建虚拟机 (VM),并启用可用性区域:

区域故障转移支持(Site Recovery 服务)

可以使用 Site Recovery 服务将虚拟机设置为故障转移到另一个区域。 有关详细信息,请参阅 Site Recovery

概念解释

Azure Site Recovery是Azure恢复服务中的一项关键服务,主要用于构建业务连续性和灾难恢复(BCDR)策略。它能够将在物理机和虚拟机(VM)上运行的工作负载,从主站点复制到辅助位置。在主站点发生计划内或计划外停机时,可将工作负载故障转移到辅助位置,使应用和工作负载能够继续运行,确保业务的连续性。当主站点恢复正常后,还可以将工作负载故障恢复到主站点。同时,它支持多种复制场景,包括Azure区域之间、从Azure公共多接入边缘计算(MEC)到区域、在两个Azure公共MEC之间,以及本地VM、Azure Stack VM和物理服务器到Azure的复制 。

类比解释

想象你经营着一家重要的图书馆,里面存放着大量珍贵书籍(数据和工作负载)。Azure Site Recovery就像是图书馆的异地备份管理系统。

  • 数据复制:每天晚上闭馆后(定期或持续的复制过程),系统会自动把当天新上架和修改的书籍副本(数据更新),通过快递(网络传输)送到另一个城市的分馆(辅助位置),分馆的书架布局(数据存储结构)和主馆一模一样,这样在分馆就能快速找到对应的书籍。

  • 故障转移:假如主馆突然遭遇洪水(主站点故障),书籍无法借阅,这时读者就可以前往分馆(故障转移到辅助位置),在那里继续借阅所需书籍,图书馆的服务不会中断(业务连续性得到保障)。

  • 故障回复:当主馆经过修复,恢复正常运营(主站点恢复)后,就可以把分馆的书籍再搬回主馆(故障回复到主站点) ,让一切回到原来的状态。而且,这个系统还能灵活调整书籍的备份频率(满足不同的RPO和RTO目标),也能在不影响主馆正常营业的情况下,定期检查分馆书籍是否完整可用(不中断业务的情况下进行灾难恢复测试) 。

容错

虚拟机可以故障转移到群集中的另一台服务器,而 VM 的操作系统将在新服务器上重启。 应参考灾难恢复的故障转移过程,在恢复规划中收集虚拟机,并运行灾难恢复演练,以确保其容错解决方案能够成功。

有关详细信息,请参阅站点恢复过程

容错和区域故障转移支持虽然在某种程度上都涉及将故障虚拟机转移到正常环境,但实际上它们存在多方面的明显区别,以下为你详细介绍:

故障范围
  • 容错:主要针对的是单个服务器、机架或较小范围的故障。比如,在一个数据中心内,某一台服务器出现硬件故障,或者某个机架因为电源问题、网络连接问题等导致其上的虚拟机无法正常运行,容错机制就会发挥作用,将受影响的虚拟机转移到同一数据中心内其他正常的服务器上。

  • 区域故障转移支持:应对的是整个区域级别的故障。例如,整个数据中心所在的城市因为自然灾害(如地震、洪水等)、大规模网络故障、电力供应中断等严重问题,导致该区域内所有的服务器、网络设备等都无法正常工作,这时就需要区域故障转移支持来将业务转移到其他区域。

技术实现
  • 容错:通常依靠数据中心内部的集群技术、虚拟化管理软件等实现。通过实时监控服务器的状态,当检测到故障时,利用虚拟机热迁移等技术,在同一数据中心的服务器集群内快速将虚拟机迁移到健康的服务器上,这个过程对用户来说可能只是短暂的中断,甚至在一些高级的容错方案中,用户几乎感觉不到服务的中断。

  • 区域故障转移支持:借助专门的异地数据复制技术和跨区域的网络连接来实现。需要将数据持续地异步复制到另一个区域的数据中心,并且在故障发生时,通过复杂的网络切换和资源调配机制,将虚拟机及其相关的业务系统在目标区域启动和运行起来,涉及到跨区域的网络通信、数据同步等复杂操作。

恢复程度和时间
  • 容错:恢复速度相对较快,因为是在同一数据中心内进行虚拟机的转移,网络延迟低,数据恢复和系统启动的时间较短,一般能在较短时间内(可能是几分钟甚至更短)让虚拟机恢复到正常运行状态,对业务的影响相对较小,通常能保证业务的连续性,用户体验到的服务中断时间极短。

  • 区域故障转移支持:由于涉及跨区域的数据复制和资源启动,恢复时间相对较长,可能需要几十分钟甚至更长时间。不过,它能确保在区域级别的重大灾难发生时,业务能够在另一个区域恢复运行,最大程度地减少数据丢失和业务中断的影响,保障业务的关键数据和服务得以延续。

应用场景和目标
  • 容错:主要用于保障数据中心内日常运行中的服务器故障、硬件维护等情况,确保虚拟机的高可用性,减少因局部故障导致的业务中断,提高系统的稳定性和可靠性,适用于对日常运行稳定性要求较高,但对区域级灾难防护需求相对较低的业务场景。

  • 区域故障转移支持:侧重于应对极端情况下的区域级灾难,为企业提供在重大灾难面前的业务连续性保障,确保关键业务在区域级故障发生时能够快速在其他区域恢复,适用于对业务连续性要求极高、不能容忍长时间业务中断的关键业务场景,如金融交易系统、大型电商平台等。

区域故障体验

在Azure虚拟机的使用过程中,区域故障体验是指当整个Azure区域出现问题时,用户所面临的一系列情况。可以从以下三个方面来理解:

  • 性能下降与恢复:当发生区域范围的中断时,就好比某个地区的电力供应突然出现问题,导致该地区所有工厂(虚拟机服务)的生产速度都受到影响,整体性能会短时间下降。不过,Azure的虚拟机服务有自我修复功能,就像工厂有自己的应急发电设备和调整生产线的能力一样。它会重新平衡基础容量,利用其他区域的资源来弥补出现问题区域的不足,使生产(虚拟机服务)逐渐恢复正常。这个过程不需要等待整个区域完全恢复正常,而是快速借助外部资源恢复运作。

  • 数据冗余与使用:一般情况下,数据在本地会有冗余副本,就像你在电脑里备份了重要文件一样,方便随时取用。但如果整个区域出现服务中断,这些本地的冗余副本就暂时不能用了,就好比电脑硬盘坏了,里面的备份文件也打不开。不过,如果开启了异地复制功能,Azure会在其他区域额外存储数据的副本,就像把重要文件复制到了另一个安全的地方保存。当主要区域出现严重问题,比如无法恢复的灾难时,Azure会调整网络设置(将所有DNS条目重新映射到异地复制区域),让用户可以从其他区域的副本中获取数据,保证业务能继续进行。

  • 应对建议:面对区域故障的情况,Azure建议用户提前做好准备。比如为虚拟机配置Azure Site Recovery服务,它就像给业务买了一份“保险”,在区域出现问题时可以把虚拟机转移到其他区域继续运行。同时,用户还要关注Azure服务运行状况仪表板,了解区域的运行状态,提前做好应对准备。另外,用户需要了解Azure备份服务,根据自己的情况选择合适的VM还原选项和方案,确保在出现问题时能快速恢复数据和业务。

区域服务中断准备和恢复

区域服务中断准备和恢复是指在Azure虚拟机所在区域出现服务中断时,用户需要提前做好准备工作,并在中断发生后采取相应恢复措施,以保障业务尽可能少受影响。

  • 准备工作

    • 配置Azure Site Recovery:Azure Site Recovery就像是给虚拟机买的“保险”。配置了它,一旦所在区域出问题,能把虚拟机转移到其他区域继续运行,降低损失。比如电商平台在促销活动时,配置该服务可防止区域故障导致业务瘫痪。

    • 查看Azure服务运行状况仪表板:这个仪表板如同汽车的仪表盘,能实时显示Azure服务的运行状态。在没配置Azure Site Recovery时,更要密切关注,以便在区域服务中断前,提前知晓风险,做好应对准备,比如提前通知用户可能出现的服务异常。

    • 了解Azure备份服务及支持矩阵:Azure备份服务可以备份虚拟机的数据。了解它如何适用于VM,以及支持矩阵(规定了不同情况下备份和恢复的支持条件),就像知道家里的保险柜能放哪些重要东西、怎么打开一样。这样就能根据自身业务需求和虚拟机情况,选择合适的备份和恢复方案,确保数据安全。

  • 恢复措施:当区域服务中断真的发生,就要确定最适合环境的VM还原选项和方案。不同业务对数据和服务恢复的要求不同,例如金融业务对交易数据准确性和及时性要求极高,可能需要选择能快速恢复且保证数据完整性的方案;而一些非关键业务,可能更注重恢复成本。通过综合考虑各种因素,选择合适的方案来恢复虚拟机和业务,减少中断造成的损失。

低延迟设计

在Azure虚拟机的使用场景中,低延迟设计旨在确保数据传输、操作响应等过程花费的时间尽可能短,以此提升用户体验和业务效率。在Azure虚拟机里,实现低延迟设计主要依靠以下几种方式:

  • 跨区域(次要区域):Azure的区域分布在不同地理位置,主要区域处理大量业务请求时,若出现拥堵,数据传输和操作响应就会变慢。此时利用跨区域(次要区域)的低延迟设计,就像是在交通拥堵时开辟了一条备用车道。比如主要区域的用户请求过多,导致处理延迟增加,系统可以将部分请求分流到次要区域的虚拟机上进行处理。由于Azure的区域间网络连接经过优化,数据能够快速在不同区域间传输,从而减少整体的响应延迟,让用户感觉操作更加流畅。

  • 跨订阅(预览版):Azure订阅可理解为用户使用Azure服务的“账户容器”,不同订阅间相对独立。跨订阅(预览版)的低延迟设计,就像是在不同的小区(订阅)之间建立了快捷通道。在一些复杂的企业环境中,可能存在多个订阅用于不同的业务部门或项目。当某个订阅下的虚拟机负载过高时,通过跨订阅的方式,将部分任务分配到其他订阅下负载较低的虚拟机上处理。这种方式可以在不同订阅的资源间灵活调配,避免单个订阅资源紧张导致的延迟问题,提高整体系统的响应速度 。

  • 跨局部区域(预览版):局部区域是Azure区域内更细分的单元。跨局部区域(预览版)的低延迟设计类似于在一个大社区内,不同街区(局部区域)之间建立了快速通道。在同一Azure区域内,如果某个局部区域的虚拟机资源使用率过高,导致延迟增大,借助跨局部区域的功能,能够将任务快速转移到其他负载较低的局部区域的虚拟机上。由于局部区域间距离较近,网络延迟相对较小,所以能实现快速处理,降低用户感知到的延迟 。

Azure中的次要区域和局部区域有以下区别:

概念范畴

  • 次要区域:是与主要区域相对应的一个区域概念,通常与主要区域在地理位置上相隔一定距离,一般相距至少500公里。它主要用于数据复制和灾难恢复等场景,当主要区域出现问题时,可将数据和业务切换到次要区域。例如在Azure的异地冗余存储中,数据会被复制到次要区域。

  • 局部区域:是Azure区域内更细分的单元,是在特定城市或更小范围内设置的区域。它是为了满足特定地区用户对低延迟、高带宽等特殊需求而划分的,在一个Azure区域内可能存在多个局部区域。

作用与目的

  • 次要区域:主要提供数据冗余和业务连续性保障。当主要区域发生大范围故障,如自然灾害、重大技术故障等,次要区域可以接管业务,确保数据不丢失和业务的持续运行。

  • 局部区域:主要是为了优化特定区域内用户的访问体验,减少延迟,提高数据传输和处理速度。比如某些对实时性要求极高的应用,如自动驾驶、远程医疗等,部署在局部区域可以利用其更接近用户的优势,实现低延迟的数据交互。

资源规模与服务范围

  • 次要区域:通常具有完整的数据中心设施和相对独立的资源体系,能提供与主要区域类似的完整服务集,可承载大规模的业务应用和数据存储。不过在正常运行时,其资源利用率可能相对较低,主要作为备份和应急使用。

  • 局部区域:一般规模相对较小,服务范围也较为局限,可能只提供部分特定的服务或针对特定类型的应用进行优化。它更侧重于满足本地特定用户群体的需求,而不是提供全面的云服务。

网络连接特性

  • 次要区域:与主要区域之间通过广域网络连接,虽然网络连接经过优化以保证数据复制和故障转移的效率,但延迟相对较高,在跨区域数据传输和业务切换时,可能会有一定的延迟和数据同步时间。

  • 局部区域:与所在Azure区域内的其他部分以及用户终端之间通过高速、低延迟的网络连接,能实现数据的快速传输和交互,延迟通常非常低。

安全部署技术

在Azure虚拟机中,安全部署技术是保障虚拟机及其承载业务安全、稳定运行的一系列手段,其目的是降低安全风险,提高系统的可靠性和稳定性。以下结合Azure虚拟机通俗解释常见的安全部署技术:

  • 配置Azure Site Recovery:这是一项关键的安全保障技术,类似于给Azure虚拟机买了一份全面的“保险”。在虚拟机运行过程中,可能会遭遇各种意外情况,比如所在区域发生故障。Azure Site Recovery可以把虚拟机的数据和运行状态持续复制到另一个区域。一旦主区域出现问题,能快速把虚拟机转移到复制区域继续运行。以电商平台为例,在促销活动期间,如果主区域的Azure虚拟机出现故障,借助Azure Site Recovery,能迅速切换到备用区域的虚拟机,保障平台正常运营,减少因故障导致的业务中断损失。

  • 虚拟机规模集:可以将虚拟机规模集想象成一组功能相同的Azure虚拟机“军团”。当业务流量增加时,它能像训练有素的队伍一样,自动增加新的虚拟机来分担工作;流量减少时,又能自动减少虚拟机数量,避免资源浪费。这不仅能提高业务处理能力,还增强了安全性。例如一个在线游戏平台,在节假日玩家增多时,虚拟机规模集自动增加虚拟机数量,确保玩家流畅游戏;非高峰时段,减少虚拟机数量,节省成本。同时,当其中某台虚拟机出现安全问题时,其他虚拟机仍能正常工作,保障服务不中断。

  • Azure负载均衡器:Azure负载均衡器就像是一个智能的“交通警察”,负责管理发送到Azure虚拟机的网络请求。它会把网络流量均匀地分配到多个虚拟机上,避免某一台虚拟机因流量过大而“不堪重负”。比如一个热门的视频网站,大量用户同时访问时,负载均衡器会将用户的访问请求合理分配到不同的Azure虚拟机上,确保每个用户都能快速加载视频。而且,如果某台虚拟机出现故障,负载均衡器会自动将流量导向其他正常的虚拟机,保证网站服务稳定,提高了业务的可用性和安全性。

  • Azure存储冗余:Azure存储冗余技术为Azure虚拟机的数据提供了多重“备份保险箱”。它会在不同的位置保存数据的多个副本,可以是在同一区域的不同存储设备上,也可以是在不同区域。这样一来,即使某个存储位置出现故障,数据也不会丢失。例如,一家企业使用Azure虚拟机存储重要的业务数据,通过Azure存储冗余,数据在多个地方有副本。若一个存储位置遭受硬件损坏或其他问题,依然能从其他副本中获取数据,保障业务正常运转,避免因数据丢失造成的严重后果。

迁移到可用性区域支持

在Azure虚拟机的使用过程中,将虚拟机迁移到可用性区域支持,就像是给你的业务找到了多个“安全屋”,当一个地方出问题时,业务能快速转移到其他正常的地方继续运行,从而大大提升业务的可靠性和稳定性。

  1. 为什么要迁移到可用性区域支持:可用性区域是Azure区域内物理上独立的数据中心组,每个受支持的Azure区域通常有三个可用性区域。如果你的虚拟机没有在可用性区域中运行,一旦所在的单个数据中心出现故障,比如停电、网络故障等,虚拟机就可能无法正常工作,导致业务中断。而迁移到可用性区域支持后,当某个可用性区域出现问题时,虚拟机可以快速故障转移到其他可用性区域,保障业务持续运行。例如一个在线电商平台,若其虚拟机未在可用性区域,某数据中心故障可能导致平台无法访问,造成经济损失;迁移后,就能避免这种因单数据中心故障导致的业务中断。

  2. 迁移的先决条件:对于你要迁移的区域,虚拟机SKU(简单理解为虚拟机的配置规格,如CPU、内存、存储等组合)必须跨区域可用。同时,VM SKU还得在所在地区的各个区域都能使用。这就好比你要搬到一个新小区(可用性区域),这个小区必须有适合你户型(VM SKU)的房子,并且在小区各个区域都有供应。你可以使用PowerShell 、Azure CLI检查VM SKU的可用性,也可以直接查看包含可用性区域支持的Azure服务来确认。

  3. 迁移的好处:迁移到可用性区域支持后,服务级别协议(SLA)会增加。SLA就像是服务质量的“承诺书”,这意味着Azure对你的虚拟机服务质量保障更上一层楼。因为可用性区域之间在物理上相互独立,有着不同的电源、网络和冷却系统,大大降低了多个区域同时出现故障的可能性,虚拟机的运行也就更可靠。

  4. 如何迁移:可以通过Azure CLI、PowerShell 、Azure门户这些工具来进行迁移操作。这些工具就像是搬家时用的各种交通工具,帮助你把虚拟机顺利搬到可用性区域。具体操作时,要根据实际情况选择合适的工具和方法,按照相应的步骤进行,就能完成迁移。

跨区域灾难恢复和业务连续性

跨区域灾难恢复和业务连续性,是Azure虚拟机在应对重大故障时保障业务持续运行的关键策略。在使用Azure虚拟机的过程中,难免会遇到各种意外情况,像自然灾害、技术故障等,这些都可能导致业务中断和数据丢失。跨区域灾难恢复和业务连续性就是为了解决这些问题而设计的。

  • 灾难恢复的概念:灾难恢复(DR)是指从会导致故障时间和数据丢失的高影响事件中恢复。以Azure虚拟机为例,比如遭遇地震、洪水等自然灾害,或者数据中心硬件故障、软件部署失败等问题,都可能让业务无法正常运行。这时,就需要通过一系列措施,让业务和数据尽快恢复到正常状态。

  • 共担责任模型:在Azure中,跨区域灾难恢复采用共担责任模型。Azure会保证基本的基础架构和平台服务可用,但很多时候,数据不会自动复制,出现故障后也不会自动回退到其他区域。这就需要用户自己根据业务负载的特点,制定合适的灾难恢复计划。比如,对于一些关键业务数据,用户要自己设置数据备份和恢复的策略。

  • 跨区域还原:Azure提供了跨区域还原功能,可以通过配对区域还原Azure VM。假设你的虚拟机主要在一个区域运行,同时在另一个配对区域进行备份。当主区域出现问题时,如果备份在次要区域完成,就可以从备份中还原所选恢复点的所有Azure VM,让业务在次要区域继续运行。

  • 多区域地理位置中的灾难恢复:虽然Microsoft会努力在区域范围的服务中断后恢复虚拟机服务,但仅靠这一点还不够。用户还得依靠应用程序自身的其他备份方法,才能最大程度地保证业务随时可用。例如,除了Azure提供的备份,企业还可以自己开发或使用第三方工具,对关键业务数据进行额外备份。

  • 设置灾难恢复和中断检测:Azure Site Recovery是设置灾难恢复的重要服务。用户可以用它为Azure VM设置到次要区域的灾难恢复。在设置过程中,要先创建恢复服务保管库,可以使用Bicep、ARM模板等方式。无论是Linux虚拟机还是Windows虚拟机,都能启用灾难恢复。设置好后,虚拟机磁盘会持续异步复制到目标区域,每隔几分钟就会创建恢复点,这就是恢复点目标(RPO)。而且可以随时进行灾难恢复演练,还不会影响正常的生产应用和数据复制。

  • 单区域地理位置中的灾难恢复:

      在Azure虚拟机的使用场景中,单区域地理位置中的灾难恢复是保障业务连续性的重要手段,其主要涉及数据复制、故障转移和恢复点目标等关键环节:

      - **数据复制与持续监控**:借助Azure Site Recovery服务,Azure VM会将数据持续复制到本区域内的目标位置。这就好比有一个实时的“复印机”,不断地将虚拟机上的数据复制到另一个地方保存。通过这种方式,确保在出现问题时,有最新的数据副本可用。例如,一个在线教育平台的Azure虚拟机,会持续把课程资料、用户信息等数据复制到区域内的指定存储位置。同时,系统会不断监控数据的复制状态,保证数据的一致性和完整性。

      - **故障转移机制**:当单区域内发生服务中断时,比如该区域内某个数据中心出现网络故障或电力问题,影响到虚拟机的正常运行,此时故障转移机制就会启动。已经持续复制到目标区域的虚拟机副本会被激活,用户可以在这个副本上继续访问相关服务。这就像是备用电源在停电时启动,保障设备正常运行。以在线游戏服务器为例,若主服务器所在区域出现故障,玩家可以无缝切换到复制的备用服务器上继续游戏,减少因故障导致的游戏中断时间,提升用户体验。

      - **恢复点目标(RPO)保障数据完整性**:在数据复制过程中,每隔几分钟就会创建一个恢复点。恢复点目标(RPO)以分钟为单位,代表了可接受的数据丢失量。例如,若RPO设置为5分钟,意味着在故障发生时,最多只会丢失5分钟内的数据。这就如同给数据拍“快照”,每隔一段时间拍一张,当出现问题时,可以根据最近的“快照”恢复数据,尽可能减少数据损失。对于金融交易系统来说,RPO的精准控制至关重要,能确保交易数据的准确性和完整性,避免因数据丢失导致的交易错误或资金损失。

      - **灾难恢复演练**:可以开展灾难恢复演练,且演练次数不受限制,同时不会影响生产应用程序或正在进行的复制。这就像定期进行消防演练一样,通过模拟真实的故障场景,检验和优化灾难恢复流程。例如,企业每月进行一次演练,在演练过程中发现问题并及时调整,如优化故障转移的时间、确保数据恢复的准确性等,以便在真正发生故障时,能够迅速、有效地进行恢复操作,保障业务的连续性。

    • 容量和主动灾难恢复复原能力:为了确保灾难恢复能够顺利进行,用户需要预先部署辅助资源。因为如果不提前准备,在灾难发生时,可能会因为资源不足而无法及时恢复业务。比如,在虚拟机规模集上,可以使用灵活的业务流程模式,这种模式能把VM分散到多个容错域中,最多支持1000个VM,从而提高业务的可用性。

    RPO(Recovery Point Objective)和RTO(Recovery Time Objective)是在业务连续性和灾难恢复领域中常用的两个重要指标,以下是对它们的详细介绍:

    定义

    • RPO

      • 指的是在发生灾难或故障后,允许数据丢失的最大时间点。它衡量的是从故障发生时刻起,到能够恢复的数据点之间的时间间隔,主要关注的是数据的丢失量。

      • 例如,如果一个系统的RPO是1小时,那么意味着在发生故障后,最多可以接受丢失1小时内的数据。这就要求数据备份策略能够保证每1小时就有一次完整的数据备份,以便在需要恢复时,能够将数据恢复到距离故障发生时刻不超过1小时的状态。

    • RTO

      • 是指从灾难或故障发生到业务恢复并能够正常运行的最大可接受时间。它主要衡量的是系统或业务从故障中恢复所需要的时间。

      • 比如,一个系统的RTO是4小时,那么在发生故障后,运维团队需要在4小时内将系统恢复到可正常使用的状态,使业务能够继续运行。这包括了故障检测、应急响应、数据恢复、系统测试等一系列操作所需的时间。

    重要性

    • RPO的重要性

      • 对于那些对数据完整性和准确性要求极高的行业,如金融、医疗等,RPO是至关重要的指标。以金融行业为例,每一笔交易数据都关乎到客户的资金安全和金融机构的信誉,较小的RPO能够确保在发生故障或灾难时,不会丢失太多关键的交易数据,从而保证金融业务的连续性和数据的完整性。

    • RTO的重要性

      • RTO直接影响到业务的中断时间和客户体验。在电商行业,系统故障可能导致无法正常接受订单、处理交易等,每多一分钟的系统中断,都可能意味着失去大量的潜在订单和客户,还可能对品牌形象造成损害。较短的RTO能够使业务尽快恢复正常,减少因故障带来的经济损失和业务影响。

    相互关系

    • RPO和RTO是相互关联但又有所区别的两个指标。一般来说,RPO决定了数据恢复的时间点,而RTO决定了系统恢复并重新运行的时间长度。通常情况下,要实现较低的RPO(允许丢失的数据量),往往需要更频繁的数据备份和更先进的数据复制技术,这可能会增加一定的成本和系统资源占用;而要实现较低的RTO(允许故障的时间多久),则需要在灾难恢复计划、应急响应流程、备用硬件资源等方面进行更多的投入和优化。

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