Bewährte Methoden zum Erreichen von Hochverfügbarkeit mit virtuellen Azure-Computern und verwalteten Azure-Datenträgern
Azure bietet mehrere Konfigurationsoptionen, um die Hochverfügbarkeit von virtuellen Azure-Computern (VMs) und verwalteten Azure-Datenträgern sicherzustellen. Dieser Artikel behandelt die Standardverfügbarkeit und Dauerhaftigkeit von verwalteten Datenträgern und bietet Empfehlungen, um die Verfügbarkeit und Resilienz Ihrer Anwendung weiter zu erhöhen.
Auf einen Blick
| Konfiguration | Empfehlung | Vorteile |
|---|---|---|
| Anwendungen, die auf einem einzelnen virtuellen Computer ausgeführt werden | Verwenden Sie Ultra Disks, SSD Premium v2- und SSD Premium-Datenträger. | Einzelne VMs, die nur SSD Premium-Datenträger als Betriebssystemdatenträger und Disk Ultra-, SSD Premium v2- oder SSD Premium-Datenträger für die Daten verwenden, weisen die Vereinbarung zum Servicelevel (Service Level Agreement, SLA) mit der höchsten Uptime auf, und diese Datenträgertypen bieten die beste Leistung. |
| Verwenden Sie ZRS-Datenträger (Zonenredundanter Speicher, ZRS). | Greifen Sie auf Ihre Daten auch dann zu, wenn eine gesamte Zone ausfällt. | |
| Anwendungen, die auf mehreren virtuellen Computern ausgeführt werden | Verteilen Sie VMs und Datenträger über mehrere Verfügbarkeitszonen hinweg, indem Sie eine zonenredundante VM-Skalierungsgruppe mit flexiblem Orchestrierungsmodus verwenden oder indem Sie VMs und Datenträger über drei Verfügbarkeitszonen bereitstellen. | Mehrere virtuelle Computer verfügen über die Vereinbarung zum Servicelevel (Service Level Agreement, SLA) für die höchste Uptime, wenn sie über mehrere Zonen hinweg bereitgestellt werden. |
| Stellen Sie virtuelle Computer und Datenträger über mehrere Fehlerdomänen hinweg bereit, entweder mit regionalen VM-Skalierungsgruppen mit flexiblem Orchestrierungsmodus oder Verfügbarkeitsgruppen. | Mehrere virtuelle Computer verfügen über die Vereinbarung zum Servicelevel (Service Level Agreement, SLA) für die zweithöchste Uptime, wenn sie über mehrere Fehlerdomänen hinweg bereitgestellt werden. | |
| Verwenden Sie ZRS-Datenträger beim Freigeben von Datenträgern zwischen virtuellen Computern. | Verhindert, dass ein gemeinsam genutzter Datenträger zu einem Single Point of Failure wird. |
Verfügbarkeit und Dauerhaftigkeit von verwalteten Datenträgern
Bevor Sie die Empfehlungen für eine höhere Verfügbarkeit durchgehen, sollten Sie sich mit der Standardverfügbarkeit und Dauerhaftigkeit von verwalteten Datenträgern vertraut machen.
Verwaltete Datenträger sind für eine Verfügbarkeit von 99,999 % ausgelegt und bieten eine Dauerhaftigkeit von mindestens 99,999999999 % (11 Neunen). Bei verwalteten Datenträgern werden Ihre Daten dreimal repliziert. Wenn eine der drei Kopien nicht mehr verfügbar ist, erstellt Azure automatisch eine neue Kopie der Daten im Hintergrund. Dadurch wird die Beständigkeit Ihrer Daten und eine hohe Fehlertoleranz sichergestellt.
Verwaltete Datenträger verfügen über zwei Redundanzmodelle, lokal redundante Speicherdatenträger (LRS) und zonenredundante Speicherdatenträger (ZRS). Die folgende Abbildung zeigt, wie Daten mit beiden Modellen repliziert werden.
LRS-Datenträger bieten eine Dauerhaftigkeit von mindestens 99,999999999 % (11 Neunen) über ein Jahr und ZRS-Datenträger bieten eine Dauerhaftigkeit von mindestens 99,9999999999 % (12 Neunen) über ein Jahr. Mit dieser Architektur kann Azure für Infrastructure-as-a-Service-Datenträger (IaaS) durchgängig für eine Dauerhaftigkeit auf Unternehmensniveau mit einer branchenweit führenden auf das Jahr umgerechneten Fehlerrate von null Prozent sorgen.
Empfehlungen für Anwendungen, die auf einem einzelnen virtuellen Computer ausgeführt werden
Legacyanwendungen, herkömmliche Webserver, Branchenanwendungen, Entwicklungs- und Testumgebungen und kleine Workloads sind Beispiele für Anwendungen, die auf einem einzelnen virtuellen Computer ausgeführt werden können. Diese Anwendungen können nicht von der Replikation über mehrere virtuelle Computer profitieren, aber die Daten auf den Datenträgern werden noch dreimal repliziert, und Sie können die folgenden Schritte unternehmen, um die Verfügbarkeit weiter zu erhöhen.
Verwenden von Ultra Disks, SSD Premium v2 und SSD Premium
Einzelne VMs, die nur SSD Premium-Datenträger als Betriebssystemdatenträger und Disk Ultra-, SSD Premium v2- oder SSD Premium-Datenträger für die Daten verwenden, weisen die Vereinbarung zum Servicelevel (Service Level Agreement, SLA) mit der höchsten Uptime auf, und diese Datenträgertypen bieten die beste Leistung.
Verwenden von zonenredundanten Speicherdatenträgern
Zonenredundante Speicherdatenträger (ZRS) replizieren Daten synchron über drei Verfügbarkeitszonen hinweg, die getrennte Gruppen von Rechenzentren in einer Region sind und eine unabhängige Stromversorgung, Kühlung und Netzwerkinfrastruktur aufweisen. Bei ZRS-Datenträgern kann auf Ihre Daten auch im Falle eines Zonenausfalls zugegriffen werden. Darüber hinaus können Sie bei ZRS-Datenträgern auf VMs mit Problemen das Trennen erzwingen. Für ZRS-Datenträger gelten bestimmte Einschränkungen. Einzelheiten finden Sie im Abschnitt Einschränkungen im Artikel zu den Redundanzoptionen.
Empfehlungen für Anwendungen, die auf mehreren virtuellen Computern ausgeführt werden
Quorumbasierte Anwendungen, gruppierte Datenbanken (SQL, MongoDB), Webanwendungen auf Unternehmensniveau und Gaminganwendungen sind Beispiele für Anwendungen, die auf mehreren virtuellen Computern ausgeführt werden. Anwendungen, die auf mehreren virtuellen Computern ausgeführt werden, können einen primären virtuellen Computer und mehrere sekundäre virtuelle Computer festlegen und Daten auf diesen virtuellen Computern replizieren. Dieses Setup ermöglicht einen Failover auf einen sekundären virtuellen Computer, wenn der primäre virtuelle Computer ausfällt.
Mehrere virtuelle Computer weisen die Vereinbarung zum Servicelevel (Service Level Agreement, SLA) für die höchste Uptime auf, wenn sie über mehrere Verfügbarkeitszonen hinweg bereitgestellt werden, und sie weisen die Vereinbarung zum Servicelevel für die zweithöchste Uptime auf, wenn sie über mehrere Speicher- und Computefehlerdomänen bereitgestellt werden.
Verteilen von VMs und Datenträgern über Verfügbarkeitszonen hinweg
Verfügbarkeitszonen sind getrennte Gruppen von Rechenzentren innerhalb einer Region, die eine unabhängige Stromversorgung, Kühlung und Netzwerkinfrastruktur aufweisen. Diese Zonen sind nahe genug beieinander, um Verbindungen mit geringer Latenz miteinander zu haben, aber weit genug auseinander, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass mehr als eine Zone von lokalen Ausfällen oder Wetterphänomenen betroffen ist. Weitere Informationen finden Sie unter Was sind Verfügbarkeitszonen?.
Mehrere VMs weisen die SLA für die höchste Uptime auf, wenn sie über drei Verfügbarkeitszonen hinweg verteilt werden. Bei VMs und Datenträgern, die über mehrere Verfügbarkeitszonen hinweg verteilt werden, werden die Datenträger und ihre übergeordneten VMs in derselben Zone zusammengeführt, wodurch verhindert wird, dass mehrere VMs ausfallen, auch wenn eine gesamte Zone ausfällt. Verfügbarkeitszonen sind derzeit nicht in jeder Region verfügbar. Weitere Informationen finden Sie unter Azure-Regionen mit Unterstützung für Verfügbarkeitszonen.
VMs, die über mehrere Verfügbarkeitszonen hinweg verteilt werden, haben möglicherweise eine höhere Netzwerklatenz als VMs, die in einer einzelnen Verfügbarkeitszone verteilt werden, was für Workloads, die eine extrem niedrige Latenz erfordern, ein Problem darstellen könnte. Wenn die geringe Latenz Ihre oberste Priorität ist, sollten Sie die unter Bereitstellen von virtuellen Computern und Datenträgern über mehrere Fehlerdomänen hinweg beschriebenen Methoden berücksichtigen.
Um Ressourcen über Verfügbarkeitszonen hinweg bereitzustellen, können Sie entweder zonenredundante VM-Skalierungsgruppen verwenden oder Ressourcen über Verfügbarkeitszonen hinweg bereitstellen.
Die folgende Abbildung zeigt, wie VMs und Datenträger in denselben Zonen angeordnet werden, wenn sie über Verfügbarkeitszonen direkt oder mithilfe zonenredundanter VM-Skalierungsgruppen bereitgestellt werden.
Verwenden von zonenredundanten VM-Skalierungsgruppen mit flexibler Orchestrierung
Mit VM-Skalierungsgruppen können Sie eine Gruppe von virtuellen Computern mit Lastenausgleich erstellen und verwalten. Die Anzahl von VM-Instanzen kann automatisch je nach Bedarf angepasst werden oder einem von Ihnen definierten Zeitplan folgen. Eine zonenredundante VM-Skalierungsgruppe ist eine VM-Skalierungsgruppe, die über mehrere Verfügbarkeitszonen bereitgestellt wurde. Weitere Informationen finden Sie unter Zonenredundant oder zonenübergreifend.
Mit zonenredundanten VM-Skalierungsgruppen mit flexiblem Orchestrierungsmodus werden virtuelle Computer und ihre Datenträger in einer Zone oder mehreren Zonen innerhalb der Region repliziert, in der sie bereitgestellt werden, um die Resilienz und Verfügbarkeit Ihrer Anwendungen und Daten zu verbessern. Diese Konfiguration verteilt virtuelle Computer standardmäßig auf ausgewählte Zonen, bietet aber auch die Möglichkeit, das strikte Zonengleichgewicht in der Bereitstellung anzugeben.
Bereitstellen von virtuellen Computern und Datenträgern über drei Verfügbarkeitszonen hinweg
Eine weitere Methode zum Verteilen von VMs und Datenträgern über Verfügbarkeitszonen hinweg besteht darin, die VMs und Datenträger über drei Verfügbarkeitszonen hinweg manuell bereitzustellen. Diese Bereitstellung bietet Redundanz in virtuellen Computern und Datenträgern über mehrere Rechenzentren in einer Region hinweg, sodass Sie ein Failover auf eine andere Zone ausführen können, wenn ein Rechenzentrum oder eine Zone ausfällt.
Bereitstellen von virtuellen Computern und Datenträgern über mehrere Fehlerdomänen hinweg
Wenn Sie Ihre virtuellen Computer und Datenträger nicht über Verfügbarkeitszonen hinweg bereitstellen können oder über extrem niedrige Latenzanforderungen verfügen, können Sie sie stattdessen über Fehlerdomänen hinweg bereitstellen. Fehlerdomänen definieren Gruppen virtueller Computer, die eine Stromquelle und einen Netzwerkswitch gemeinsam nutzen. Weitere Informationen finden Sie unter Funktionsweise von Verfügbarkeitsgruppen.
Bei virtuellen Computern und Datenträgern, die mithilfe der folgenden Methoden über Fehlerdomänen hinweg bereitgestellt werden, werden die Speicherfehlerdomänen der Datenträger an den Computefehlerdomänen ihrer jeweiligen übergeordneten virtuellen Computer ausgerichtet, wodurch verhindert wird, dass mehrere virtuelle Computer ausfallen, wenn eine einzige Speicherfehlerdomäne ausfällt.
Mehrere virtuelle Computer verfügen über die Vereinbarung zum Servicelevel (Service Level Agreement, SLA) für die zweithöchste Uptime, wenn sie über mehrere Fehlerdomänen hinweg bereitgestellt werden. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt „Virtuelle Computer“ der SLA.
Um Ressourcen über mehrere Fehlerdomänen hinweg bereitzustellen, können Sie entweder regionale VM-Skalierungsgruppen oder Verfügbarkeitsgruppen verwenden.
Die folgende Abbildung zeigt die Ausrichtung von Berechnungs- und Speicherfehlerdomänen bei Verwendung regionaler VM-Skalierungsgruppen oder Verfügbarkeitsgruppen.
Verwenden von regionalen VM-Skalierungsgruppen mit flexibler Orchestrierung
Eine regionale VM-Skalierungsgruppe ist eine VM-Skalierungsgruppe, die keine explizit definierten Verfügbarkeitszonen aufweist. Bei regionalen VM-Skalierungsgruppen werden VM-Ressourcen über Fehlerdomänen hinweg innerhalb der Region repliziert, in der sie bereitgestellt werden, um die Resilienz und Verfügbarkeit von Anwendungen und Daten zu verbessern. Diese Konfiguration verteilt virtuelle Computer standardmäßig auf Fehlerdomänen, bietet aber auch die Möglichkeit, Fehlerdomänen bei der Erstellung virtueller Computer zuzuweisen. Details dazu finden Sie in diesem Abschnitt.
Regionale VM-Skalierungsgruppen schützen nicht vor größeren Ausfällen (z. B. Ausfall eines Rechenzentrums oder einer Region) und unterstützen derzeit keine Ultra Disks oder SSD Premium v2-Datenträger.
Verwenden von Verfügbarkeitsgruppen
Verfügbarkeitsgruppen sind logische Gruppierungen von virtuellen Computern, die virtuelle Computer in verschiedenen Fehlerdomänen platzieren, um die Wahrscheinlichkeit zusammenhängender Fehler zu begrenzen, durch die verwandte virtuelle Computer gleichzeitig ausfallen. Verfügbarkeitsgruppen verfügen auch über bessere VM-zu-VM-Latenzen im Vergleich zu Verfügbarkeitszonen.
Verfügbarkeitsgruppen ermöglichen es Ihnen nicht, die Fehlerdomänen für Ihre virtuellen Computer auszuwählen, können nicht mit Verfügbarkeitszonen verwendet werden, schützen Sie nicht vor Rechenzentrums- oder regionsweiten Ausfällen und unterstützen derzeit keine Ultra Disks oder SSD Premium v2-Datenträger.
Verwenden von ZRS-Datenträger beim Freigeben von Datenträgern zwischen virtuellen Computern
Sie sollten ZRS-Datenträger beim Freigeben eines Datenträgers zwischen mehreren virtuellen Computern verwenden. Wenn Sie einen lokal redundanten Speicher (LRS) verwenden, wird der freigegebene Datenträger zu einem Single Point of Failure für Ihre gruppierte Anwendung. Dies bedeutet, dass bei einem Ausfall Ihres freigegebenen LRS-Datenträgers bei allen virtuellen Computern, an die dieser Datenträger angefügt ist, Ausfallzeiten auftreten. Die Verwendung eines ZRS-Datenträgers verringert dieses Risiko, da sich die Daten des Datenträgers in drei verschiedenen Verfügbarkeitszonen befinden. Weitere Informationen zu freigegebenen Datenträgern finden Sie unter Freigeben eines verwalteten Azure-Datenträgers.