Tutorial: Balancear a carga de máquinas virtuais do Windows no Azure para criar um aplicativo altamente disponível com o Azure PowerShell

Aplica-se a: ✔️ VMs do Windows ✔️ Conjuntos de dimensionamento uniformes

O balanceamento de carga fornece um nível mais alto de disponibilidade, distribuindo as solicitações de entrada em várias máquinas virtuais. Neste tutorial, você aprenderá sobre os diferentes componentes do balanceador de carga do Azure que distribuem o tráfego e fornecem alta disponibilidade. Você aprenderá como:

Visão geral do Balanceador de Carga do Azure

Um Azure Load Balancer é um balanceador de carga de Camada 4 (TCP, UDP) que fornece alta disponibilidade distribuindo o tráfego de entrada entre VMs íntegros. Uma investigação de integridade do balanceador de carga monitora uma determinada porta em cada VM e distribui o tráfego somente para uma VM operacional.

Você define uma configuração de IP de front-end que contém um ou mais endereços IP públicos. Essa configuração de IP de front-end permite que seu balanceador de carga e os aplicativos estejam acessíveis pela Internet.

As máquinas virtuais conectam-se a um balanceador de carga usando a placa de interface de rede virtual (NIC). Para distribuir o tráfego para as máquinas virtuais, um pool de endereços de back-end contém os endereços IP das NICs virtuais conectadas ao balanceador de carga.

Para controlar o fluxo do tráfego, você precisará definir regras do balanceador de carga para portas específicas e protocolos que mapeiam para suas VMs.

Iniciar o Azure Cloud Shell

O Azure Cloud Shell é um shell interativo grátis que pode ser usado para executar as etapas neste artigo. Ele tem ferramentas do Azure instaladas e configuradas para usar com sua conta.

Para abrir o Cloud Shell, basta selecionar Experimentar no canto superior direito de um bloco de código. Você também pode iniciar o Cloud Shell em uma guia separada do navegador indo até https://shell.azure.com/powershell. Selecione Copiar para copiar os blocos de código, cole o código no Cloud Shell e depois pressione Enter para executá-lo.

Criar o balanceador de carga do Azure

Esta seção fornece detalhes sobre como criar e configurar cada componente do balanceador de carga. Antes de criar o balanceador de carga, crie um grupo de recursos com New-AzResourceGroup. O seguinte exemplo cria um grupo de recursos chamado myResourceGroupLoadBalancer no local EastUS:

New-AzResourceGroup `
  -ResourceGroupName "myResourceGroupLoadBalancer" `
  -Location "EastUS"

Criar um endereço IP público

Para acessar seu aplicativo na Internet, você precisará de um endereço IP público para o balanceador de carga. Crie um endereço IP público com New-AzPublicIpAddress. O exemplo a seguir cria um endereço IP público chamado myPublicIP no grupo de recursos myResourceGroupLoadBalancer:

$publicIP = New-AzPublicIpAddress `
  -ResourceGroupName "myResourceGroupLoadBalancer" `
  -Location "EastUS" `
  -AllocationMethod "Static" `
  -Name "myPublicIP"

Criar um balanceador de carga

Crie um pool de IPs de front-end com New-AzLoadBalancerFrontendIpConfig. O seguinte exemplo cria um pool de IPs de front-end chamado myFrontEndPool e anexa o endereço myPublicIP:

$frontendIP = New-AzLoadBalancerFrontendIpConfig `
  -Name "myFrontEndPool" `
  -PublicIpAddress $publicIP

Crie um pool de endereços de back-end com New-AzLoadBalancerBackendAddressPoolConfig. As VMs são anexadas a este pool de back-end nas etapas restantes. O seguinte exemplo cria um pool de endereços de back-end chamado myBackEndPool:

$backendPool = New-AzLoadBalancerBackendAddressPoolConfig `
  -Name "myBackEndPool"

Agora crie o balanceador de carga com New-AzLoadBalancer. O exemplo a seguir cria um balanceador de carga denominado myLoadBalancer usando os pools de IP de front-end e back-end criados nas etapas anteriores:

$lb = New-AzLoadBalancer `
  -ResourceGroupName "myResourceGroupLoadBalancer" `
  -Name "myLoadBalancer" `
  -Location "EastUS" `
  -FrontendIpConfiguration $frontendIP `
  -BackendAddressPool $backendPool

Criar uma investigação de integridade

Para permitir que o balanceador de carga monitore o status de seu aplicativo, use uma investigação de integridade. A investigação de integridade adiciona ou remove dinamicamente VMs da rotação do balanceador de carga com base na resposta às verificações de integridade. Por padrão, uma VM é removida da distribuição do balanceador de carga após duas falhas consecutivas em intervalos de 15 segundos. Crie uma investigação de integridade com base em um protocolo ou página de verificação de integridade específica ao seu aplicativo.

O exemplo a seguir cria uma investigação de TCP. Você também pode criar investigações de HTTP personalizadas para obter verificações de integridade mais refinadas. Ao usar uma investigação de HTTP personalizada, você deverá criar a página de verificação de integridade, como healthcheck.aspx. A investigação deve retornar a reposta HTTP 200 OK para o balanceador de carga a fim de manter o host em rotação.

Para criar uma investigação de integridade TCP, use Add-AzLoadBalancerProbeConfig. O exemplo a seguir cria uma investigação de integridade chamada myHealthProbe que monitora cada VM na porta TCP80:

Add-AzLoadBalancerProbeConfig `
  -Name "myHealthProbe" `
  -LoadBalancer $lb `
  -Protocol tcp `
  -Port 80 `
  -IntervalInSeconds 15 `
  -ProbeCount 2

Para aplicar a investigação de integridade, atualize o balanceador de carga com Set-AzLoadBalancer:

Set-AzLoadBalancer -LoadBalancer $lb

Criar uma regra de balanceador de carga

Uma regra de balanceador de carga é usada para definir como o tráfego é distribuído para as VMs. Definir a configuração de IP de front-end para o tráfego de entrada e o pool de IP de back-end para receber o tráfego, junto com as portas de origem e de destino necessárias. Para ter certeza de que apenas VMs íntegras recebem tráfego, defina também a investigação de integridade a ser usada.

Crie uma regra de balanceador de carga com Add-AzLoadBalancerRuleConfig. O seguinte exemplo cria uma regra de balanceador de carga chamada myLoadBalancerRule e faz o balanceamento de carga do tráfego na porta TCP80:

$probe = Get-AzLoadBalancerProbeConfig -LoadBalancer $lb -Name "myHealthProbe"

Add-AzLoadBalancerRuleConfig `
  -Name "myLoadBalancerRule" `
  -LoadBalancer $lb `
  -FrontendIpConfiguration $lb.FrontendIpConfigurations[0] `
  -BackendAddressPool $lb.BackendAddressPools[0] `
  -Protocol Tcp `
  -FrontendPort 80 `
  -BackendPort 80 `
  -Probe $probe

Atualize o balanceador de carga com Set-AzLoadBalancer:

Set-AzLoadBalancer -LoadBalancer $lb

Configurar rede virtual

Antes de implantar algumas VMs e poder testar o balanceador, crie os recursos de suporte de rede virtual. Para saber mais sobre redes virtuais, veja o tutorial Gerenciar Redes Virtuais do Azure.

Criar recursos da rede

Crie uma rede virtual com New-AzVirtualNetwork. O exemplo a seguir cria uma rede virtual chamada myVnet com uma sub-rede chamada mySubnet:

# Create subnet config
$subnetConfig = New-AzVirtualNetworkSubnetConfig `
  -Name "mySubnet" `
  -AddressPrefix 192.168.1.0/24

# Create the virtual network
$vnet = New-AzVirtualNetwork `
  -ResourceGroupName "myResourceGroupLoadBalancer" `
  -Location "EastUS" `
  -Name "myVnet" `
  -AddressPrefix 192.168.0.0/16 `
  -Subnet $subnetConfig

As NICs virtuais são criadas com New-AzNetworkInterface. O exemplo a seguir cria três NICs virtuais. (Uma NIC virtual para cada VM criada para seu aplicativo nas etapas a seguir). Você pode criar VMs e NICs virtuais adicionais a qualquer momento e adicioná-las ao balanceador de carga:

for ($i=1; $i -le 3; $i++)
{
   New-AzNetworkInterface `
     -ResourceGroupName "myResourceGroupLoadBalancer" `
     -Name myVM$i `
     -Location "EastUS" `
     -Subnet $vnet.Subnets[0] `
     -LoadBalancerBackendAddressPool $lb.BackendAddressPools[0]
}

Criar máquinas virtuais

Para melhorar a alta disponibilidade do seu aplicativo, coloque suas VMs em um conjunto de disponibilidade.

Crie um conjunto de disponibilidade com New-AzAvailabilitySet. O exemplo a seguir cria um conjunto de disponibilidade chamado myAvailabilitySet:

$availabilitySet = New-AzAvailabilitySet `
  -ResourceGroupName "myResourceGroupLoadBalancer" `
  -Name "myAvailabilitySet" `
  -Location "EastUS" `
  -Sku aligned `
  -PlatformFaultDomainCount 2 `
  -PlatformUpdateDomainCount 2

Defina o nome de usuário e a senha de um administrador para as VMs com Get-Credential:

$cred = Get-Credential

Agora, é possível criar as VMs com New-AzVM. O exemplo a seguir cria três VMs e os componentes de rede virtual exigidos, se eles ainda não existirem:

for ($i=1; $i -le 3; $i++)
{
    New-AzVm `
        -ResourceGroupName "myResourceGroupLoadBalancer" `
        -Name "myVM$i" `
        -Location "East US" `
        -VirtualNetworkName "myVnet" `
        -SubnetName "mySubnet" `
        -SecurityGroupName "myNetworkSecurityGroup" `
        -OpenPorts 80 `
        -AvailabilitySetName "myAvailabilitySet" `
        -Credential $cred `
        -AsJob
}

O parâmetro -AsJob cria a VM como uma tarefa em segundo plano, para que os prompts do PowerShell sejam exibidos de volta para você. Você pode exibir os detalhes de trabalhos em segundo plano com o cmdelt Job. Demora alguns minutos para criar e configurar todas as três VMs.

Instalar o IIS com a extensão de script personalizado

Em um tutorial anterior sobre Como personalizar uma máquina virtual do Windows, você aprendeu a automatizar a personalização de VM com a Extensão do Script Personalizado para Windows. Você pode usar a mesma abordagem para instalar e configurar o IIS em suas VMs.

Use Set-AzVMExtension para instalar a extensão de script personalizado. A extensão executa powershell Add-WindowsFeature Web-Server para instalar o servidor Web do IIS e, em seguida, atualiza a página Default.htm para mostrar o nome do host da VM:

for ($i=1; $i -le 3; $i++)
{
   Set-AzVMExtension `
     -ResourceGroupName "myResourceGroupLoadBalancer" `
     -ExtensionName "IIS" `
     -VMName myVM$i `
     -Publisher Microsoft.Compute `
     -ExtensionType CustomScriptExtension `
     -TypeHandlerVersion 1.8 `
     -SettingString '{"commandToExecute":"powershell Add-WindowsFeature Web-Server; powershell Add-Content -Path \"C:\\inetpub\\wwwroot\\Default.htm\" -Value $($env:computername)"}' `
     -Location EastUS
}

Testar o balanceador de carga

Obtenha o endereço IP público do balanceador de carga com Get-AzPublicIPAddress. O exemplo a seguir obtém o endereço IP para myPublicIP criado anteriormente:

Get-AzPublicIPAddress `
  -ResourceGroupName "myResourceGroupLoadBalancer" `
  -Name "myPublicIP" | select IpAddress

Você pode inserir o endereço IP público em um navegador da Web. O site é exibido, incluindo o nome do host da VM para a qual o balanceador de carga distribui o tráfego como no exemplo a seguir:

Para ver o balanceador de carga distribuir tráfego entre todas as três VMs que executam seu aplicativo, você poderá forçar a atualização de seu navegador da Web.

Adicionar e remover as VMs

Talvez seja necessário fazer a manutenção nas VMs que executam seu aplicativo, como a instalação de atualizações do sistema operacional. Para lidar com o aumento de tráfego em seu aplicativo, talvez seja necessário adicionar outras VMs. Esta seção mostra como remover ou adicionar uma VM do balanceador de carga.

Remover uma VM do balanceador de carga

Obtenha a placa de adaptador de rede com Get-AzNetworkInterface; em seguida, defina a propriedade LoadBalancerBackendAddressPools da NIC virtual como $null. Por fim, atualize a NIC virtual:

$nic = Get-AzNetworkInterface `
    -ResourceGroupName "myResourceGroupLoadBalancer" `
    -Name "myVM2"
$nic.Ipconfigurations[0].LoadBalancerBackendAddressPools=$null
Set-AzNetworkInterface -NetworkInterface $nic

Para ver o balanceador de carga distribuir tráfego entre as duas VMs restantes que executam seu aplicativo, você poderá forçar a atualização de seu navegador da Web. Agora você pode executar a manutenção na VM, como instalação de atualizações do sistema operacional ou execução de uma reinicialização da VM.

Adicionar uma VM ao balanceador de carga

Após executar a manutenção da VM ou se precisar expandir a capacidade, defina a propriedade LoadBalancerBackendAddressPools da NIC virtual para o BackendAddressPool de Get-AzLoadBalancer:

Obtenha o balanceador de carga:

$lb = Get-AzLoadBalancer `
    -ResourceGroupName myResourceGroupLoadBalancer `
    -Name myLoadBalancer 
$nic.IpConfigurations[0].LoadBalancerBackendAddressPools=$lb.BackendAddressPools[0]
Set-AzNetworkInterface -NetworkInterface $nic

Próximas etapas

Neste tutorial, você criou um balanceador de carga e anexou VMs. Você aprendeu a:

Avance para o próximo tutorial para aprender a gerenciar a rede de VM.