Tutoriel : Équilibrer la charge des machines virtuelles pour une haute disponibilité

S’applique à : ✔️ Machines virtuelles Linux ✔️ Groupes identiques flexibles

L’équilibrage de charge offre un niveau plus élevé de disponibilité en répartissant les demandes entrantes sur plusieurs machines virtuelles. Dans ce didacticiel, vous allez découvrir les différents composants de l’équilibreur de charge Azure qui répartissent le trafic et fournissent une haute disponibilité. Vous allez apprendre à effectuer les actions suivantes :

Ce tutoriel utilise l’interface CLI disponible dans Azure Cloud Shell, qui est constamment mise à jour vers la dernière version. Pour ouvrir Cloud Shell, sélectionnez Essayer en haut d’un bloc de code.

Si vous choisissez d’installer et d’utiliser l’interface de ligne de commande localement, ce didacticiel nécessite que vous exécutiez Azure CLI version 2.0.30 ou ultérieure. Exécutez az --version pour trouver la version. Si vous devez installer ou mettre à niveau, voir Installer Azure CLI.

Vue d’ensemble de l’équilibreur de charge Azure

Un équilibreur de charge Azure est un équilibreur de charge de type Couche 4 (TCP, UDP) qui offre une haute disponibilité en répartissant le trafic entrant entre les machines virtuelles saines. Une sonde d’intégrité d’équilibreur de charge surveille un port donné sur chaque machine virtuelle et ne distribue le trafic que vers une machine virtuelle opérationnelle.

Vous définissez une configuration IP frontale qui contient une ou plusieurs adresses IP publiques. Cette configuration IP frontale permet d’accéder à votre équilibreur de charge et à vos applications via Internet.

Les machines virtuelles se connectent à un équilibreur de charge à l’aide de leur carte d’interface réseau virtuelle (NIC). Pour distribuer le trafic vers les machines virtuelles, un pool d’adresses principal contient les adresses IP des cartes d’interface réseau virtuelles connectées à l’équilibreur de charge.

Pour contrôler le flux de trafic, vous définissez les règles d’équilibrage de charge pour les ports et les protocoles spécifiques qui correspondent à vos machines virtuelles.

Si vous avez suivi le didacticiel précédent pour créer un groupe de machines virtuelles identiques, un équilibreur de charge a été créé pour vous. Tous ces composants ont été configurés pour vous en relation avec le groupe identique.

Créer un équilibreur de charge Azure

Cette section explique en détail comment vous pouvez créer et configurer chaque composant de l’équilibreur de charge. Pour pouvoir créer votre équilibreur de charge, vous devez créer un groupe de ressources avec la commande az group create. L’exemple suivant crée un groupe de ressources nommé myResourceGroupLoadBalancer dans l’emplacement westus:

az group create --name myResourceGroupLoadBalancer --location eastus

Créer une adresse IP publique

Pour accéder à votre application sur Internet, vous avez besoin d’une adresse IP publique pour l’équilibreur de charge. Créez une adresse IP publique avec la commande az network public-ip create. L’exemple suivant crée une adresse IP publique nommée myPublicIP dans le groupe de ressources myResourceGroupLoadBalancer :

az network public-ip create \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --name myPublicIP

Créer un équilibrage de charge

Créez un équilibrage de charge avec la commande az network lb create. L’exemple suivant crée un équilibreur de charge nommé myLoadBalancer et affecte l’adresse myPublicIP à la configuration IP frontale :

az network lb create \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --name myLoadBalancer \
    --frontend-ip-name myFrontEndPool \
    --backend-pool-name myBackEndPool \
    --public-ip-address myPublicIP

Créer une sonde d’intégrité

Pour permettre à l’équilibrage de charge de surveiller l’état de votre application, vous utilisez une sonde d’intégrité. La sonde d’intégrité ajoute ou supprime dynamiquement des machines virtuelles de la rotation d’équilibrage de charge en fonction de leur réponse aux vérifications d’intégrité. Par défaut, une machine virtuelle est supprimée de la distribution d’équilibrage de charge après deux échecs consécutifs à des intervalles de 15 secondes. Vous créez une sonde d’intégrité selon un protocole ou une page de vérification d’intégrité spécifique pour votre application.

L’exemple suivant permet de créer une sonde TCP. Vous pouvez également créer des sondes HTTP personnalisées pour des contrôles d’intégrité plus affinés. Lorsque vous utilisez une sonde HTTP personnalisée, vous devez créer la page de contrôle d’intégrité, par exemple healthcheck.js. La sonde doit retourner une réponse HTTP 200 OK pour l’équilibreur de charge pour assurer la rotation de l’hôte.

Pour créer une sonde d’intégrité TCP, utilisez la commande az network lb probe create. L’exemple suivant permet de créer une sonde d’intégrité nommée myHealthProbe :

az network lb probe create \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --lb-name myLoadBalancer \
    --name myHealthProbe \
    --protocol tcp \
    --port 80

Créer une règle d’équilibreur de charge

Une règle d’équilibrage de charge est utilisée pour définir la distribution du trafic vers les machines virtuelles. Vous définissez la configuration IP frontale pour le trafic entrant et le pool d’adresses IP principal pour recevoir le trafic, ainsi que le port source et le port de destination requis. Pour veiller à ce que seules les machines virtuelles saines reçoivent le trafic, vous devez également définir la sonde d’intégrité à utiliser.

Utilisez az network lb rule create pour créer une règle d’équilibrage de charge. L’exemple suivant crée une règle nommée myLoadBalancerRule, utilise la sonde d’intégrité myHealthProbe et équilibre le trafic sur le port 80 :

az network lb rule create \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --lb-name myLoadBalancer \
    --name myLoadBalancerRule \
    --protocol tcp \
    --frontend-port 80 \
    --backend-port 80 \
    --frontend-ip-name myFrontEndPool \
    --backend-pool-name myBackEndPool \
    --probe-name myHealthProbe

Configurer un réseau virtuel

Avant de déployer des machines virtuelles et de pouvoir tester votre équilibreur, créez les ressources de réseau virtuel de prise en charge. Pour plus d’informations sur les réseaux virtuels, consultez le didacticiel Manage Azure Virtual Networks (Gérer les réseaux virtuels Azure).

Créer des ressources réseau

Créez un réseau virtuel avec la commande az network vnet create. L’exemple suivant crée un réseau virtuel nommé myVnet avec un sous-réseau nommé mySubnet :

az network vnet create \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --name myVnet \
    --subnet-name mySubnet

Pour ajouter un groupe de sécurité réseau, utilisez la commande az network nsg create. L’exemple suivant crée un groupe de sécurité réseau nommé myNetworkSecurityGroup :

az network nsg create \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --name myNetworkSecurityGroup

Créez une règle de groupe de sécurité réseau avec la commande az network nsg rule create. L’exemple suivant crée une règle de groupe de sécurité réseau nommée myNetworkSecurityGroupRule :

az network nsg rule create \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --nsg-name myNetworkSecurityGroup \
    --name myNetworkSecurityGroupRule \
    --priority 1001 \
    --protocol tcp \
    --destination-port-range 80

Les cartes d’interface réseau virtuelles sont créées avec la commande az network nic create. L’exemple suivant crée trois cartes réseau virtuelles. (Une carte d’interface réseau virtuelle pour chaque machine virtuelle que vous créez pour votre application dans les étapes suivantes). Vous pouvez créer des machines virtuelles et des cartes d’interface réseau virtuelles supplémentaires à tout moment et les ajouter à l’équilibreur de charge :

for i in `seq 1 3`; do
    az network nic create \
        --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
        --name myNic$i \
        --vnet-name myVnet \
        --subnet mySubnet \
        --network-security-group myNetworkSecurityGroup \
        --lb-name myLoadBalancer \
        --lb-address-pools myBackEndPool
done

Lorsque les trois cartes réseau virtuelles sont créées, passez à l’étape suivante

Créer des machines virtuelles

Créer une configuration cloud-init

Dans le didacticiel précédent How to customize a Linux virtual machine on first boot (Personnalisation d’une machine virtuelle Linux au premier démarrage), vous avez appris à automatiser la personnalisation des machines virtuelles avec cloud-init. Vous pouvez utiliser le même fichier de configuration cloud-init pour installer NGINX et exécuter une application Node.js « Hello World » simple à l’étape suivante. Pour voir l’équilibreur de charge en action, à la fin du didacticiel vous avez accès à cette application simple dans un navigateur web.

Dans l’interpréteur de commandes actuel, créez un fichier nommé cloud-init.txt et collez la configuration suivante. Par exemple, créez le fichier dans l’interpréteur de commandes Cloud et non sur votre ordinateur local. Entrez sensible-editor cloud-init.txt pour créer le fichier et afficher la liste des éditeurs disponibles. Vérifiez que l’intégralité du fichier cloud-init est copiée, en particulier la première ligne :

#cloud-config
package_upgrade: true
packages:
  - nginx
  - nodejs
  - npm
write_files:
  - owner: www-data:www-data
  - path: /etc/nginx/sites-available/default
    content: |
      server {
        listen 80;
        location / {
          proxy_pass http://localhost:3000;
          proxy_http_version 1.1;
          proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
          proxy_set_header Connection keep-alive;
          proxy_set_header Host $host;
          proxy_cache_bypass $http_upgrade;
        }
      }
  - owner: azureuser:azureuser
  - path: /home/azureuser/myapp/index.js
    content: |
      var express = require('express')
      var app = express()
      var os = require('os');
      app.get('/', function (req, res) {
        res.send('Hello World from host ' + os.hostname() + '!')
      })
      app.listen(3000, function () {
        console.log('Hello world app listening on port 3000!')
      })
runcmd:
  - service nginx restart
  - cd "/home/azureuser/myapp"
  - npm init
  - npm install express -y
  - nodejs index.js

Créer des machines virtuelles

Pour améliorer la haute disponibilité de votre application, placez vos machines virtuelles dans un groupe à haute disponibilité. Pour plus d’informations sur les groupes à haute disponibilité, consultez le didacticiel précédent How to create highly available virtual machines (Création de machines virtuelles hautement disponibles).

Créez un groupe à haute disponibilité avec la commande az vm availability-set create. L’exemple suivant permet de créer un groupe à haute disponibilité nommé myAvailabilitySet :

az vm availability-set create \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --name myAvailabilitySet

À présent, créez les machines virtuelles avec la commande az vm create. L’exemple suivant crée trois machines virtuelles et génère des clés SSH si elles n’existent pas déjà :

for i in `seq 1 3`; do
    az vm create \
        --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
        --name myVM$i \
        --availability-set myAvailabilitySet \
        --nics myNic$i \
        --image UbuntuLTS \
        --admin-username azureuser \
        --generate-ssh-keys \
        --custom-data cloud-init.txt \
        --no-wait
done

Certaines tâches en arrière-plan continuent à s’exécuter une fois que l’interface CLI Azure vous renvoie à l’invite de commandes. Le paramètre --no-wait n’attend pas que toutes les tâches se terminent. Un délai de quelques minutes peut être nécessaire avant que vous puissiez accéder à l’application. La sonde d’intégrité de l’équilibrage de charge détecte automatiquement lorsque l’application est en cours d’exécution sur chaque machine virtuelle. Une fois que l’application est en cours d’exécution, la règle d’équilibrage de charge commence à distribuer le trafic.

Tester l’équilibreur de charge

Obtenez l’adresse IP publique de votre équilibrage de charge avec az network public-ip show. L’exemple suivant obtient l’adresse IP pour myPublicIP créée précédemment :

az network public-ip show \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --name myPublicIP \
    --query [ipAddress] \
    --output tsv

Vous pouvez alors entrer l’adresse IP publique dans un navigateur web. N’oubliez pas : patientez quelques minutes jusqu’à ce que les machines virtuelles soient prêtes pour que l’équilibreur de charge commence à répartir du trafic vers ces dernières. L’application s’affiche, avec notamment le nom d’hôte de la machine virtuelle sur laquelle l’équilibreur de charge a distribué le trafic comme dans l’exemple suivant :

Pour visualiser la distribution de trafic par l’équilibreur de charge sur les trois machines virtuelles exécutant votre application, vous pouvez forcer l’actualisation de votre navigateur web.

Ajouter et supprimer des machines virtuelles

Vous devrez peut-être effectuer la maintenance sur la machine virtuelle exécutant votre application, avec par exemple l’installation des mises à jour du système d’exploitation. Pour faire face à une augmentation du trafic vers votre application, vous devrez peut-être ajouter des machines virtuelles supplémentaires. Cette section vous indique comment supprimer ou ajouter une machine virtuelle pour l’équilibrage de charge.

Supprimer une machine virtuelle de l’équilibrage de charge

Vous pouvez supprimer une machine virtuelle à partir du pool d’adresses principal avec la commande az network nic ip-config address-pool remove. L’exemple suivant supprime la carte réseau virtuelle pour myVM2 de myLoadBalancer :

az network nic ip-config address-pool remove \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --nic-name myNic2 \
    --ip-config-name ipConfig1 \
    --lb-name myLoadBalancer \
    --address-pool myBackEndPool 

Pour visualiser la distribution de trafic par l’équilibreur de charge sur les deux machines virtuelles restantes exécutant votre application, vous pouvez forcer l’actualisation de votre navigateur web. Vous pouvez maintenant effectuer la maintenance sur la machine virtuelle, avec par exemple l’installation des mises à jour du système d’exploitation ou le redémarrage de la machine virtuelle.

Pour afficher une liste des machines virtuelles avec des cartes réseau virtuelles connectées à l’équilibreur de charge, utilisez la commande az network lb address-pool show. Interroger et filtrer comme suit sur l’ID de la carte réseau virtuelle :

az network lb address-pool show \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --lb-name myLoadBalancer \
    --name myBackEndPool \
    --query backendIpConfigurations \
    --output tsv | cut -f5

La sortie est similaire à l’exemple suivant, qui indique que la carte réseau virtuelle pour la machine virtuelle 2 ne fait plus partie du pool d’adresses principales :

/subscriptions/<guid>/resourceGroups/myResourceGroupLoadBalancer/providers/Microsoft.Network/networkInterfaces/myNic1/ipConfigurations/ipconfig1
/subscriptions/<guid>/resourceGroups/myResourceGroupLoadBalancer/providers/Microsoft.Network/networkInterfaces/myNic3/ipConfigurations/ipconfig1

Ajouter une machine virtuelle à l’équilibrage de charge

Après avoir effectué les opérations de maintenance de la machine virtuelle, ou si vous devez développer la capacité, vous pouvez ajouter une machine virtuelle au pool d’adresses principal avec la commande az network nic ip-config address-pool add. L’exemple suivant ajoute la carte réseau virtuelle pour myVM2 à myLoadBalancer :

az network nic ip-config address-pool add \
    --resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
    --nic-name myNic2 \
    --ip-config-name ipConfig1 \
    --lb-name myLoadBalancer \
    --address-pool myBackEndPool

Pour vérifier que la carte réseau virtuelle est connectée au pool d’adresses principales, utilisez à nouveau la commande az network lb address-pool show de l’étape précédente.

Étapes suivantes

Ce didacticiel vous a montré comment créer un équilibrage de charge et y attacher des machines virtuelles. Vous avez appris à :

Passez au didacticiel suivant pour en savoir plus sur les composants de réseau virtuel Azure.