مشاركة عبر

تحسين التكاليف في خدمة Azure Kubernetes (AKS)

  • مقالة

يتعلق تحسين التكلفة بزيادة قيمة الموارد إلى أقصى حد مع تقليل النفقات غير الضرورية داخل بيئة السحابة الخاصة بك. تتضمن هذه العملية تحديد خيارات التكوين الفعالة من حيث التكلفة وتنفيذ أفضل الممارسات لتحسين الكفاءة التشغيلية. يمكن تحسين بيئة AKS لتقليل التكلفة مع مراعاة متطلبات الأداء والموثوقية.

في هذه المقالة، ستتعرف على:

  • اختيار البنية الأساسية الاستراتيجية.
  • التحجيم الديناميكي والتحجيم التلقائي.
  • الاستفادة من خصومات Azure لتحقيق وفورات كبيرة.
  • المراقبة الشاملة وممارسات FinOps.

إعداد بيئة التطبيق

تقييم عائلة SKU

من المهم تقييم متطلبات الموارد للتطبيق الخاص بك قبل النشر. أحمال عمل التطوير الصغيرة لها احتياجات بنية أساسية مختلفة عن أحمال العمل الجاهزة للإنتاج الكبيرة. بينما يؤثر مزيج من تكوينات وحدة المعالجة المركزية والذاكرة وسعة الشبكات بشكل كبير على فعالية التكلفة ل SKU، ضع في اعتبارك أنواع الجهاز الظاهري التالية:

عائلة SKU ‏‏الوصف حالة الاستخدام
أجهزة Azure Spot الظاهرية يقوم مقياس جهاز Azure Spot الظاهري بإعادة تعيين تجمعات عقدة Spot وتوزيعها في مجال خطأ واحد دون توفر عال أو ضمانات اتفاقية مستوى الخدمة (SLA). تسمح لك الأجهزة الظاهرية الموضعية بالاستفادة من سعة Azure غير المستغلة بخصومات كبيرة (حتى 90٪، مقارنة بأسعار الدفع أولا بأول). إذا احتاج Azure إلى استعادة السعة، فإن البنية الأساسية ل Azure تخلي عقد Spot. الأفضل لبيئات التطوير/الاختبار، وأحمال العمل التي يمكنها التعامل مع الانقطاعات مثل مهام معالجة الدفعات، وأحمال العمل مع وقت تنفيذ مرن.
المعالجات المستندة إلى Ampere Altra Arm (Arm64) الأجهزة الظاهرية Arm64 فعالة من حيث الطاقة وفعالة من حيث التكلفة ولكنها لا تعرض الأداء للخطر. مع دعم تجمع عقدة Arm64 في AKS، يمكنك إنشاء عقد عامل Arm64 Ubuntu وحتى مزج عقد بنية Intel وARM داخل نظام مجموعة. تم تصميم أجهزة ARM الظاهرية هذه لتشغيل أحمال العمل الديناميكية والقابلة للتطوير بكفاءة ويمكنها تقديم أداء سعر أفضل بنسبة تصل إلى 50٪ من الأجهزة الظاهرية المشابهة المستندة إلى x86 لأحمال العمل الموسعة. الأفضل لخوادم الويب أو التطبيقات وقواعد البيانات مفتوحة المصدر والتطبيقات الأصلية على السحابة وخوادم الألعاب والمزيد.
وحدات SKU المحسنة لوحدة معالجة الرسومات اعتمادا على طبيعة حمل العمل الخاص بك، ضع في اعتبارك استخدام وحدات SKU المحسنة للحوسبة أو الذاكرة المحسنة أو التخزين المحسن أو حتى وحدات المعالجة الرسومية (GPU) المحسنة. أحجام GPU VM هي أجهزة ظاهرية متخصصة متوفرة مع وحدات معالجة الرسومات الفردية والمتعددة والكسرية. تجمعات عقد Linux التي تدعم وحدة معالجة الرسومات على AKS هي الأفضل لأحمال العمل كثيفة الحوسبة مثل عرض الرسومات وتدريب النموذج الكبير والاستدلال.

إشعار

تختلف تكلفة الحساب عبر المناطق. عند اختيار منطقة أقل تكلفة لتشغيل أحمال العمل، كن على دراية بالتأثير المحتمل لزمن الانتقال بالإضافة إلى تكاليف نقل البيانات. لمعرفة المزيد حول وحدات SKU للجهاز الظاهري وخصائصها، راجع أحجام الأجهزة الظاهرية في Azure.

مراجعة خيارات التخزين

لمزيد من المعلومات حول خيارات التخزين واعتبارات التكلفة ذات الصلة، راجع المقالات التالية:

استخدام تكوينات المجموعة المعينة مسبقا

قد يكون من الصعب اختيار VM SKU المناسب والمناطق وعدد العقد وخيارات التكوين الأخرى. تقوم تكوينات المجموعة المعدة مسبقا في مدخل Microsoft Azure بإلغاء تحميل هذا التحدي الأولي من خلال توفير التكوينات الموصى بها لبيئات التطبيقات المختلفة التي تكون واعية من حيث التكلفة وأداء. الإعداد المسبق للتطوير/الاختبار هو الأفضل لتطوير أحمال عمل جديدة أو اختبار أحمال العمل الحالية. الإعداد المسبق لاقتصاد الإنتاج هو الأفضل لخدمة حركة مرور الإنتاج بطريقة واعية بالتكلفة إذا كانت أحمال العمل الخاصة بك يمكن أن تتسامح مع الانقطاعات. تكون الميزات غير الهامة متوقفة عن التشغيل بشكل افتراضي، ويمكن تعديل القيم المعينة مسبقا في أي وقت.

النظر في تعدد المستأجرين

توفر AKS المرونة في كيفية تشغيل المجموعات متعددة المستأجرين وعزل الموارد. بالنسبة للتعددية المألوفة، يمكنك مشاركة المجموعات والبنية الأساسية عبر الفرق ووحدات الأعمال من خلال العزل المنطقي. تشكل مساحات أسماء خدمة Kubernetes حد العزل المنطقي لأحمال العمل والموارد. تقلل البنية الأساسية للمشاركة من النفقات العامة لإدارة نظام المجموعة مع تحسين استخدام الموارد وكثافة الجراب داخل نظام المجموعة. لمعرفة المزيد حول تعدد المستأجرين على AKS وتحديد ما إذا كان مناسبا لاحتياجاتك التنظيمية، راجع اعتبارات AKS للتعددية وتصميم أنظمة المجموعات للتعدد.

تحذير

بيئات Kubernetes ليست آمنة تماما للتعددية العدائية. إذا تعذر الوثوق بأي مستأجر على البنية الأساسية المشتركة، فلا بد من المزيد من التخطيط لمنع المستأجرين من التأثير على أمان الخدمات الأخرى.

ضع في اعتبارك حدود العزل المادي. في هذا النموذج، يتم تعيين الفرق أو أحمال العمل إلى نظام المجموعة الخاصة بهم. ستكون الإدارة الإضافية والنفقات العامة المالية بمثابة مفاضلة.

إنشاء تطبيقات سحابية أصلية

جعل الحاوية الخاصة بك خالية قدر الإمكان

تشير الحاوية الهزيلة إلى تحسين حجم ومورد التطبيق المعبأة في حاويات. تحقق من أن الصورة الأساسية الخاصة بك هي الحد الأدنى وتحتوي فقط على التبعيات الضرورية. إزالة أي مكتبات وحزم غير ضرورية. صورة حاوية أصغر تسرع أوقات النشر وتزيد من كفاءة عمليات التحجيم. يسمح لك تدفق البيانات الاصطناعية على AKS ببث صور الحاوية من Azure Container Registry (ACR). إنه يسحب الطبقة الضرورية فقط لبدء تشغيل pod الأولي، ما يقلل من وقت السحب للصور الأكبر من دقائق إلى ثوان.

فرض حصص الموارد النسبية

توفر الحصص النسبية للموارد طريقة لحجز الموارد والحد منها عبر فريق أو مشروع تطوير. يتم تعريف الحصص النسبية على مساحة اسم ويمكن تعيينها على موارد الحوسبة وموارد التخزين وعدد الكائنات. عند تعريف حصص الموارد النسبية، فإنه يمنع مساحات الأسماء الفردية من استهلاك موارد أكثر مما تم تخصيصه. الحصص النسبية للموارد مفيدة للمجموعات متعددة المستأجرين حيث تشارك الفرق البنية الأساسية.

استخدام بدء/إيقاف نظام المجموعة

عند تركها دون مراقبة، يمكن أن تتراكم على مجموعات التطوير/الاختبار الصغيرة تكاليف غير ضرورية. يمكنك إيقاف تشغيل المجموعات التي لا تحتاج إلى التشغيل في جميع الأوقات باستخدام ميزة بدء المجموعة وإيقافها . تقوم هذه الميزة بإيقاف تشغيل جميع تجمعات عقد النظام والمستخدم حتى لا تدفع مقابل حساب إضافي. يتم الاحتفاظ بحالة نظام المجموعة والكائنات عند بدء تشغيل نظام المجموعة مرة أخرى.

استخدام حجوزات السعة

تسمح لك حجوزات السعة بحجز سعة الحوسبة في منطقة Azure أو منطقة التوفر لأي مدة زمنية. تتوفر السعة المحجوزة للاستخدام الفوري حتى يتم حذف الحجز. يضمن ربط مجموعة حجز السعة الحالية بتجمع عقدة السعة المخصصة لتجمع العقدة الخاص بك ويساعدك على تجنب الارتفاعات المحتملة في الأسعار عند الطلب خلال فترات ارتفاع الطلب على الحوسبة.

مراقبة بيئتك والإنفاق

زيادة الرؤية باستخدام إدارة التكلفة من Microsoft

توفر Microsoft Cost Management مجموعة واسعة من القدرات للمساعدة في موازنة السحابة والتنبؤ والرؤية للتكاليف داخل وخارج نظام المجموعة. الرؤية السليمة ضرورية لفك شفرة اتجاهات الإنفاق، وتحديد فرص التحسين، وزيادة المساءلة بين مطوري التطبيقات وفرق النظام الأساسي. قم بتمكين الوظيفة الإضافية لتحليل تكلفة AKS لتقسيم تكلفة المجموعة الدقيقة بواسطة بنيات Kubernetes جنبا إلى جنب مع فئات Azure Compute وNetwork وStorage.

Azure Monitor

إذا كنت تقوم باستيعاب البيانات القياسية عبر نتائج تحليلات الحاوية، نوصي بالترحيل إلى Prometheus المدار، والذي يوفر انخفاضا كبيرا في التكلفة. يمكنك تعطيل مقاييس نتائج تحليلات الحاوية باستخدام قاعدة جمع البيانات (DCR) ونشر الوظيفة الإضافية Prometheus المدارة، والتي تدعم التكوين عبر Azure Resource Manager وAzure CLI ومدخل Azure وTerraform.

لمزيد من المعلومات، راجع أفضل ممارسات Azure Monitor وإدارة التكاليف لرؤى الحاوية.

Log Analytics

بالنسبة لسجلات وحدة التحكم، ضع في اعتبارك تعطيل الفئات التي لا تحتاج إليها و/أو استخدام واجهة برمجة تطبيقات السجلات الأساسية عند الاقتضاء لتقليل تكاليف Log Analytics. لمزيد من المعلومات، راجع وحدة التحكم في Azure Kubernetes Service (AKS) وسجلات الموارد. بالنسبة لسجلات مستوى البيانات أو سجلات التطبيق، ضع في اعتبارك ضبط إعدادات تحسين التكلفة.

تحسين أحمال العمل من خلال التحجيم التلقائي

إنشاء خط أساس

قبل تكوين إعدادات التحجيم التلقائي، يمكنك استخدام اختبار تحميل Azure لإنشاء أساس لتطبيقك. يساعدك اختبار التحميل على فهم كيفية تصرف التطبيق الخاص بك في ظل ظروف مرور مختلفة وتحديد اختناقات الأداء. بمجرد أن يكون لديك أساس، يمكنك تكوين إعدادات التحجيم التلقائي للتأكد من أن التطبيق الخاص بك يمكنه التعامل مع الحمل المتوقع.

تمكين التحجيم التلقائي للتطبيق

التحجيم التلقائي للجراب العمودي

يمكن أن تؤدي الطلبات والحدود الأعلى من الاستخدام الفعلي إلى أحمال عمل مفرطة التوفير والموارد المهدرة. في المقابل، يمكن أن تؤدي الطلبات والحدود المنخفضة جدا إلى مشكلات في التقييد وأحمال العمل بسبب نقص الذاكرة. يسمح لك التحجيم التلقائي للجراب العمودي (VPA) بضبط موارد وحدة المعالجة المركزية والذاكرة التي تتطلبها وحدات الجراب الخاصة بك. يوفر VPA القيم الموصى بها لطلبات وحدود وحدة المعالجة المركزية والذاكرة استنادا إلى استخدام الحاوية التاريخية، والتي يمكنك تعيينها يدويا أو تحديثها تلقائيا. الأفضل للتطبيقات ذات الطلبات المتقلبة على الموارد.

التحجيم التلقائي للجراب الأفقي

يقوم التحجيم التلقائي للجراب الأفقي (HPA) بتغيير حجم عدد النسخ المتماثلة للحجيرة بشكل ديناميكي استنادا إلى المقاييس التي تمت ملاحظتها، مثل استخدام وحدة المعالجة المركزية أو الذاكرة. خلال فترات الطلب المرتفع، يتم توسيع نطاق HPA، مما يضيف المزيد من النسخ المتماثلة للجراب لتوزيع حمل العمل. خلال فترات انخفاض الطلب، يتدرج HPA، ما يقلل من عدد النسخ المتماثلة للحفاظ على الموارد. الأفضل للتطبيقات التي تتطلب موارد يمكن التنبؤ بها.

تحذير

يجب عدم استخدام VPA مع HPA على نفس وحدة المعالجة المركزية أو مقاييس الذاكرة. يمكن أن يؤدي هذا المزيج إلى تعارضات، حيث يحاول كل من التحجيم التلقائي الاستجابة للتغييرات في الطلب باستخدام نفس المقاييس. ومع ذلك، يمكنك استخدام VPA لوحدة المعالجة المركزية أو الذاكرة مع HPA للمقاييس المخصصة لمنع التداخل والتأكد من أن كل مقياس تلقائي يركز على جوانب مميزة من تحجيم حمل العمل.

التحجيم التلقائي المستند إلى حدث Kubernetes

توفر الوظيفة الإضافية للتحجيم التلقائي (KEDA) المستندة إلى أحداث Kubernetes مرونة إضافية لتوسيع النطاق استنادا إلى مقاييس مختلفة تعتمد على الحدث تتوافق مع سلوك التطبيق الخاص بك. على سبيل المثال، بالنسبة لتطبيق ويب، يمكن ل KEDA مراقبة حركة مرور طلب HTTP الواردة وضبط عدد النسخ المتماثلة للجراب للتأكد من أن التطبيق يظل مستجيبا. بالنسبة إلى مهام المعالجة، يمكن ل KEDA توسيع نطاق التطبيق استنادا إلى طول قائمة انتظار الرسائل. يتم توفير الدعم المدار لجميع Azure Scalers.

تمكين التحجيم التلقائي للبنية الأساسية

التحجيم التلقائي للكتلة

لمواكبة طلب التطبيق، يراقب أداة التحجيم التلقائي لنظام المجموعة وحدات الجراب التي لا يمكن جدولتها بسبب قيود الموارد وتحجيم عدد العقد في تجمع العقد وفقا لذلك. عندما لا تحتوي العقد على وحدات جراب قيد التشغيل، يقوم التحجيم التلقائي لنظام المجموعة بتقليل عدد العقد. تنطبق إعدادات ملف تعريف التحجيم التلقائي لنظام المجموعة على جميع تجمعات العقد الممكنة للتحجيم التلقائي في نظام مجموعة. لمزيد من المعلومات، راجع أفضل ممارسات واعتبارات التحجيم التلقائي لنظام المجموعة.

التزويد التلقائي للعقدة

قد تتطلب أحمال العمل المعقدة عدة تجمعات عقد مع تكوينات مختلفة لحجم الجهاز الظاهري لاستيعاب متطلبات وحدة المعالجة المركزية والذاكرة. يؤدي تحديد العديد من تكوينات تجمع العقد وإدارتها بدقة إلى إضافة التعقيد والنفقات التشغيلية. يبسط التوفير التلقائي للعقدة (NAP) عملية تحديد SKU ويقرر التكوين الأمثل للجهاز الظاهري استنادا إلى متطلبات موارد الجراب المعلقة لتشغيل أحمال العمل بطريقة أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة.

إشعار

لمزيد من المعلومات حول تحجيم أفضل الممارسات، راجع الأداء والتحجيم لأحمال العمل الصغيرة والمتوسطة في خدمة Azure Kubernetes (AKS) وأفضل ممارسات الأداء والتحجيم لأحمال العمل الكبيرة في Azure Kubernetes Service (AKS).

الحفظ باستخدام خصومات Azure

حجوزات Azure

إذا كان حمل العمل الخاص بك قابلا للتنبؤ وموجودا لفترة طويلة من الوقت، ففكر في شراء حجز Azure لتقليل تكاليف الموارد بشكل أكبر. تعمل حجوزات Azure على فترة سنة واحدة أو ثلاث سنوات، وتقدم خصما يصل إلى 72٪ مقارنة بأسعار الدفع أولا بأول للحساب. تنطبق الحجوزات تلقائيا على الموارد المطابقة. الأفضل لأحمال العمل الملتزمة بالتشغيل في نفس وحدات SKU والمناطق على مدى فترة زمنية طويلة.

خطة توفير Azure

إذا كان لديك إنفاق ثابت، ولكن استخدامك للموارد المتباينة عبر وحدات SKU والمناطق يجعل حجوزات Azure غير قابلة للتنفيذ، ففكر في شراء خطة توفير Azure. مثل حجوزات Azure، تعمل خطط Azure Savings على مدة سنة واحدة أو ثلاث سنوات وتنطبق تلقائيا على أي موارد ضمن نطاق المزايا. تلتزم بإنفاق مبلغ ثابت كل ساعة على موارد الحوسبة بغض النظر عن SKU أو المنطقة. الأفضل لأحمال العمل التي تستخدم موارد مختلفة و/أو مناطق مراكز بيانات مختلفة.

Azure Hybrid Benefit

تتيح لك Azure Hybrid Benefit لخدمة Azure Kubernetes (AKS) زيادة تراخيصك المحلية إلى أقصى حد دون أي تكلفة إضافية. استخدم أي تراخيص محلية مؤهلة لها أيضا ضمان برنامج نشط (SA) أو اشتراك مؤهل للحصول على أجهزة Windows الظاهرية على Azure بتكلفة مخفضة.

تبني FinOps لبناء ثقافة توفير التكاليف

العمليات المالية (FinOps) هي ضابط يجمع بين المساءلة المالية وإدارة السحابة والتحسين. وهو يركز على دفع المواءمة بين فرق التمويل والعمليات والهندسة لفهم التكاليف السحابية والتحكم فيها. لدى مؤسسة FinOps العديد من المشاريع البارزة، مثل:

  • إطار عمل FinOps: نموذج تشغيل لكيفية ممارسة FinOps وتنفيذه.
  • مواصفات FOCUS: مواصفات تقنية وقياس مفتوح لاستخدام السحابة والتكلفة وبيانات الفوترة عبر جميع خدمات موفري السحابة الرئيسية.

الخطوات التالية

تحسين التكلفة هو جهد مستمر ومكرر. تعرف على المزيد من خلال مراجعة التوصيات التالية وإرشادات البنية: