مشاركة عبر

توصيات التصميم للتكرار

  • مقالة

ينطبق على توصية قائمة التحقق من موثوقية Azure Well-Architected Framework هذه:

RE:05 أضف التكرار على مستويات مختلفة، خاصة بالنسبة للتدفقات الهامة. تطبيق التكرار على مستويات الحوسبة والبيانات والشبكة والبنية الأساسية الأخرى وفقا لأهداف الموثوقية المحددة.

الأدلة ذات الصلة: تصميم | متعدد المناطق عالي التوفرباستخدام مناطق التوفر والمناطق

يصف هذا الدليل توصيات إضافة التكرار خلال التدفقات الهامة في طبقات حمل العمل المختلفة، ما يحسن المرونة. تلبية متطلبات أهداف الموثوقية المحددة من خلال تطبيق المستويات المناسبة من التكرار على الحوسبة والبيانات والشبكات ومستويات البنية الأساسية الأخرى. طبق هذا التكرار لمنح حمل العمل أساسا قويا وموثوقا به للبناء عليه. عند إنشاء حمل العمل الخاص بك دون تكرار البنية الأساسية، هناك خطر كبير من تمديد وقت التعطل بسبب حالات الفشل المحتملة.

التعريفات

المصطلح التعريف
التكرار تنفيذ مثيلات متطابقة متعددة لمكون حمل العمل.
الثبات متعدد اللغات مفهوم استخدام تقنيات التخزين المختلفة من خلال نفس التطبيق أو الحل للاستفادة من أفضل قدرات كل مكون.
تناسق البيانات يتم قياس كيفية مزامنة مجموعة بيانات معينة أو خارجها عبر مخازن متعددة.
التقسيم عملية تقسيم البيانات فعليا إلى مخازن بيانات منفصلة.
الاثريه استراتيجية تقسيم قاعدة بيانات أفقية تدعم مثيلات تخزين متعددة مع مخطط مشترك. لا يتم نسخ البيانات نسخا متماثلا في جميع المثيلات.

استراتيجيات التصميم الرئيسية

في سياق الموثوقية، استخدم التكرار لاحتواء المشاكل التي تؤثر على مورد واحد والتأكد من أن هذه المشاكل لا تؤثر على موثوقية النظام بأكمله. استخدم المعلومات التي حددتها حول التدفقات الهامة وأهداف الموثوقية لاتخاذ قرارات مستنيرة مطلوبة لتكرار كل تدفق.

على سبيل المثال، قد يكون لديك عقد خادم ويب متعددة تعمل في وقت واحد. قد تتطلب أهمية التدفق الذي يدعمونه أن تحتوي جميعها على نسخ متماثلة جاهزة لقبول نسبة استخدام الشبكة إذا كانت هناك مشكلة تؤثر على التجمع بأكمله، على سبيل المثال انقطاع إقليمي. بدلا من ذلك، نظرا لأن المشاكل واسعة النطاق نادرة ومن المكلف توزيع مجموعة كاملة من النسخ المتماثلة، فقد تقوم بنشر عدد محدود من النسخ المتماثلة بحيث يعمل التدفق في حالة متدهورة حتى تقوم بحل المشكلة.

عند التصميم للتكرار في سياق كفاءة الأداء، قم بتوزيع الحمل عبر عقد متكررة متعددة للتأكد من أن كل عقدة تعمل على النحو الأمثل. في سياق الموثوقية، أنشئ قدرة احتياطية لاستيعاب حالات الفشل أو الأعطال التي تؤثر على عقدة واحدة أو أكثر. تأكد من أن السعة الاحتياطية يمكن أن تستوعب حالات الفشل طوال الوقت المطلوب لاسترداد العقد المتأثرة. ومع وضع هذا التمييز في الاعتبار، يجب أن تعمل كلتا الاستراتيجيتين معا. إذا قمت بنشر نسبة استخدام الشبكة عبر عقدتين للأداء وتم تشغيل كل منهما عند استخدام 60 بالمائة وفشلت عقدة واحدة، فإن العقدة المتبقية لديك معرضة لخطر الارتباك لأنها لا يمكن أن تعمل بنسبة 120 بالمائة. انشر الحمل مع عقدة أخرى لضمان الحفاظ على أهداف الأداء والموثوقية.

المقايضات:

  • المزيد من تكرار حمل العمل يعادل المزيد من التكاليف. فكر بعناية في إضافة التكرار ومراجعة بنيتك بانتظام للتأكد من أنك تدير التكاليف، خاصة عند استخدام التوفير الزائد. عند استخدام التوفير الزائد كاستراتيجية مرونة، قم بموازنة ذلك مع استراتيجية تحجيم محددة جيدا لتقليل أوجه القصور في التكلفة.
  • يمكن أن تكون هناك مقايضات الأداء عند الإنشاء بدرجة عالية من التكرار. على سبيل المثال، يمكن أن تؤثر الموارد التي تنتشر عبر مناطق أو مناطق التوفر على الأداء لأنه يجب عليك إرسال نسبة استخدام الشبكة عبر اتصالات زمن الانتقال العالي بين الموارد المكررة، مثل خوادم الويب أو مثيلات قاعدة البيانات.
  • قد يكون للتدفقات المختلفة داخل نفس حمل العمل متطلبات موثوقية مختلفة. يمكن أن تؤدي تصميمات التكرار الخاصة بالتدفق إلى تعقيد التصميم العام.

تصميم بنية زائدة عن الحاجة

ضع في اعتبارك نهجين عند تصميم بنية زائدة عن الحاجة: نشطة-نشطة أو نشطة-سلبية. اختر نهجك اعتمادا على أهمية تدفق المستخدم وتدفق النظام الذي تدعمه مكونات البنية الأساسية. من حيث الموثوقية، يساعدك التصميم النشط-النشط متعدد المناطق على تحقيق أعلى مستوى ممكن من الموثوقية، ولكنه أكثر تكلفة بكثير من التصميم النشط السلبي. يصبح تحديد المناطق الجغرافية المناسبة الخيار الحاسم التالي. يمكنك أيضا استخدام نهج التصميم هذه لمنطقة واحدة باستخدام مناطق التوفر. لمزيد من المعلومات، راجع توصيات التصميم متعدد المناطق عالي التوفر.

طوابع التوزيع ووحدات المقياس

سواء قمت بالتوزيع في نموذج نشط-نشط أو نشط-سلبي، اتبع نمط تصميم طوابع النشر للتأكد من نشر حمل العمل الخاص بك بطريقة قابلة للتكرار وقابلة للتطوير. طوابع النشر هي تجميعات الموارد المطلوبة لتسليم حمل العمل الخاص بك إلى مجموعة فرعية معينة من عملائك. على سبيل المثال، قد تكون المجموعة الفرعية مجموعة فرعية إقليمية أو مجموعة فرعية مع جميع متطلبات خصوصية البيانات نفسها مثل حمل العمل الخاص بك. فكر في كل طابع كوحدة مقياس يمكنك تكرارها لتوسيع نطاق حمل العمل أفقيا أو لإجراء عمليات توزيع باللونين الأزرق والأخضر. صمم حمل العمل الخاص بك باستخدام طوابع التوزيع لتحسين التنفيذ النشط-النشط أو النشط-السلبي للمرونة وعبء الإدارة. ومن المهم أيضا التخطيط لتوسيع النطاق متعدد المناطق للتغلب على القيود المحتملة على قدرة الموارد المؤقتة في منطقة ما.

مناطق التوفر داخل مناطق Azure

سواء قمت بتوزيع تصميم نشط-نشط أو نشط-سلبي، استفد من مناطق التوفر داخل المناطق النشطة لتحسين مرونتك بشكل كامل. توفر العديد من مناطق Azure مناطق توفر متعددة، وهي مجموعات منفصلة من مراكز البيانات داخل المنطقة. اعتمادا على خدمة Azure، يمكنك الاستفادة من مناطق التوفر عن طريق نشر عناصر حمل العمل الخاص بك بشكل متكرر عبر المناطق أو تثبيت العناصر في مناطق معينة. لمزيد من المعلومات، راجع توصيات استخدام مناطق التوفر والمناطق.

إرشادات طبقة البنية الأساسية

حوسبة الموارد

  • اختر خدمة الحوسبة المناسبة لحمل العمل الخاص بك. اعتمادا على نوع حمل العمل الذي تقوم بتصميمه، قد يكون هناك العديد من الخيارات المتاحة. ابحث عن الخدمات المتاحة وافهم أنواع أحمال العمل التي تعمل بشكل أفضل على خدمة حساب معينة. على سبيل المثال، عادة ما تكون أحمال عمل SAP هي الأنسب لخدمات حساب البنية الأساسية كخدمة (IaaS). بالنسبة لتطبيق حاوية، حدد الوظائف المحددة التي تحتاج إلى التحكم فيها لتحديد ما إذا كنت تريد استخدام Azure Kubernetes Service (AKS) أو حل النظام الأساسي كخدمة (PaaS). يدير النظام الأساسي السحابي الخاص بك خدمة PaaS بشكل كامل.

  • استخدم خيارات حساب PaaS إذا كانت متطلباتك تسمح بذلك. تدير Azure خدمات PaaS بشكل كامل، ما يقلل من عبء الإدارة الخاص بك، ويتم تضمين درجة موثقة من التكرار.

  • استخدم Azure Virtual Machine Scale Sets إذا كنت بحاجة إلى نشر الأجهزة الظاهرية (VMs). باستخدام مجموعات مقياس الجهاز الظاهري، يمكنك نشر الحوسبة تلقائيا بالتساوي عبر مناطق التوفر.

  • حافظ على طبقة الحوسبة نظيفة من أي حالة لأن العقد الفردية التي تخدم الطلبات قد يتم حذفها أو خطأها أو استبدالها في أي وقت.

  • استخدم الخدمات المكررة في المنطقة حيثما أمكن لتوفير مرونة أعلى دون زيادة العبء التشغيلي.

  • الإفراط في توفير الموارد الهامة للتخفيف من فشل المثيلات المكررة، حتى قبل بدء عمليات التحجيم التلقائي، لذلك يستمر النظام في العمل بعد فشل المكون. حساب التأثير المقبول للخطأ عند دمج التوفير الزائد في تصميم التكرار الخاص بك. كما هو الحال مع عملية اتخاذ قرارات التكرار الخاصة بك، تحدد أهداف الموثوقية وقرارات المفاضلة المالية مدى إضافة القدرة الاحتياطية مع الإفراط في التوفير. يشير التوفير الزائد على وجه التحديد إلى التوسع، ما يعني إضافة مثيلات إضافية لنوع مورد حساب معين، بدلا من زيادة قدرات الحوسبة لأي مثيل واحد. على سبيل المثال، إذا قمت بتغيير جهاز ظاهري من وحدة SKU من المستوى الأدنى إلى SKU من المستوى الأعلى.

  • انشر خدمات IaaS يدويا أو عبر الأتمتة في كل منطقة أو منطقة توفر تنوي فيها تنفيذ الحل الخاص بك. تحتوي بعض خدمات PaaS على قدرات مضمنة يتم نسخها تلقائيا عبر مناطق ومناطق التوفر.

موارد البيانات

  • حدد ما إذا كان النسخ المتماثل للبيانات المتزامنة أو غير المتزامنة ضروريا لوظائف حمل العمل الخاص بك. لمساعدتك على اتخاذ هذا التحديد، راجع توصيات لاستخدام مناطق التوفر والمناطق.

  • ضع في اعتبارك معدل نمو بياناتك. لتخطيط السعة، خطط لنمو البيانات واستبقاء البيانات وأرشفتها لضمان تلبية متطلبات الموثوقية الخاصة بك مع زيادة كمية البيانات في الحل الخاص بك.  

  • توزيع البيانات جغرافيا، كما تدعمها خدمتك، لتقليل تأثير حالات الفشل المترجمة جغرافيا.

  • نسخ البيانات عبر المناطق الجغرافية لتوفير المرونة في مواجهة الانقطاعات الإقليمية والفشل الكارثي.

  • أتمتة تجاوز الفشل بعد فشل مثيل قاعدة البيانات. يمكنك تكوين تجاوز الفشل التلقائي في خدمات بيانات Azure PaaS المتعددة. تجاوز الفشل التلقائي غير مطلوب لمخازن البيانات التي تدعم عمليات الكتابة متعددة المناطق، مثل Azure Cosmos DB. لمزيد من المعلومات، راجع توصيات لتصميم استراتيجية الإصلاح بعد كارثة.

  • استخدم أفضل مخزن بيانات لبياناتك. تبني استمرارية متعددة اللغات أو حلول تستخدم مزيجا من تقنيات مخزن البيانات. تتضمن البيانات أكثر من مجرد بيانات التطبيق المستمرة. كما يتضمن سجلات التطبيقات والأحداث والرسائل والمخابئ.

  • ضع في اعتبارك متطلبات تناسق البيانات واستخدم التناسق النهائي عندما تسمح به المتطلبات. عند توزيع البيانات، استخدم التنسيق المناسب لفرض ضمانات تناسق قوية. يمكن أن يقلل التنسيق من معدل النقل ويجعل أنظمتك مقترنة بإحكام، مما يمكن أن يجعلها أكثر هشاشة. على سبيل المثال، إذا حدثت عملية قاعدتي بيانات، بدلا من وضعها في نطاق معاملة واحدة، فمن الأفضل إذا كان النظام يمكنه استيعاب التناسق النهائي.

  • تقسيم البيانات للتوفر. يؤدي تقسيم قاعدة البيانات إلى تحسين قابلية التوسع ويمكنه أيضا تحسين التوفر. إذا تعطل أحد الأجزاء، فلا يزال من الممكن الوصول إلى الأجزاء الأخرى. يؤدي الفشل في جزء واحد فقط إلى تعطيل مجموعة فرعية من إجمالي المعاملات.

  • إذا لم يكن التقسيم خيارا، يمكنك استخدام نمط الفصل بين مسؤولية الأوامر والاستعلام (CQRS) لفصل نماذج البيانات للقراءة والكتابة والقراءة فقط. أضف مثيلات قاعدة بيانات للقراءة فقط أكثر تكرارا لتوفير المزيد من المرونة.  

  • فهم قدرات النسخ المتماثل والتكرار المضمنة لخدمات النظام الأساسي ذات الحالة التي تستخدمها. للحصول على قدرات تكرار محددة لخدمات البيانات ذات الحالة، راجع الارتباطات ذات الصلة.

الشبكات

  • اتخاذ قرار بشأن تخطيط شبكة موثوق به وقابل للتطوير. استخدم نموذجا محوريا أو نموذج Azure Virtual WAN لمساعدتك في تنظيم البنية الأساسية السحابية الخاصة بك في أنماط منطقية تجعل تصميم التكرار أسهل في الإنشاء والتحجيم.

  • حدد خدمة الشبكة المناسبة لموازنة الطلبات وإعادة توجيهها داخل المناطق أو عبرها. استخدم خدمات موازنة التحميل العمومية أو المتكررة في المنطقة عندما يكون ذلك ممكنا لتلبية أهداف الموثوقية الخاصة بك.

  • تأكد من تخصيص مساحة عنوان IP كافية في الشبكات الظاهرية والشبكات الفرعية لحساب الاستخدام المخطط له، بما في ذلك متطلبات التوسع.

  • تأكد من أن التطبيق يمكن أن يتوسع ضمن حدود المنفذ للنظام الأساسي لاستضافة التطبيق المختار. إذا بدأ أحد التطبيقات العديد من اتصالات TCP أو UDP الصادرة، فقد يستنفد جميع المنافذ المتاحة ويسبب أداء ضعيفا للتطبيق.

  • اختر وحدات SKU وقم بتكوين خدمات الشبكات التي يمكنها تلبية متطلبات النطاق الترددي والتوافر. يختلف معدل نقل بوابة VPN استنادا إلى SKU الخاصة بها. يتوفر دعم تكرار المنطقة فقط لبعض وحدات SKU لموازن التحميل.

  • تأكد من تصميمك للتعامل مع DNS مع التركيز على المرونة ويدعم البنية الأساسية المكررة.

تسهيل Azure

يساعدك النظام الأساسي ل Azure على تحسين مرونة حمل العمل وإضافة التكرار من خلال:

تسهيل Azure الخاص ب DNS

  • بالنسبة لسيناريوهات تحليل الاسم الداخلية، استخدم مناطق Azure DNS الخاصة، والتي تحتوي على تكرار المنطقة المضمنة والتكرار الجغرافي. لمزيد من المعلومات، راجع مرونة المنطقة الخاصة ل Azure DNS.

  • بالنسبة لسيناريوهات تحليل الاسم الخارجية، استخدم مناطق Azure DNS العامة، التي تحتوي على تكرار المنطقة المضمنة والتكرار الجغرافي.

  • خدمات Azure DNS العامة والخاصة هي خدمات عالمية مرنة في مواجهة الانقطاعات الإقليمية لأن بيانات المنطقة متاحة عالميا.

  • بالنسبة لسيناريوهات تحليل الاسم المختلط بين البيئات المحلية والسحابية، استخدم Azure DNS Private Resolver. تدعم هذه الخدمة تكرار المنطقة إذا كان حمل العمل الخاص بك موجودا في منطقة تدعم مناطق التوفر. لا يتطلب الانقطاع على مستوى المنطقة أي إجراء أثناء استرداد المنطقة. تقوم الخدمة تلقائيا بالشفاء الذاتي وإعادة التوازن للاستفادة من المنطقة الصحية. لمزيد من المعلومات، راجع المرونة في Azure DNS Private Resolver.

  • للقضاء على نقطة فشل واحدة وتحقيق دقة اسم مختلطة أكثر مرونة عبر المناطق، قم بتوزيع اثنين أو أكثر من محللات Azure DNS الخاصة عبر مناطق مختلفة. يتم تحقيق تجاوز فشل DNS، في سيناريو إعادة التوجيه الشرطي، عن طريق تعيين محلل كخادم DNS أساسي. قم بتعيين المحلل الآخر في منطقة مختلفة كخادم DNS ثانوي. لمزيد من المعلومات، راجع إعداد تجاوز فشل DNS باستخدام محللات خاصة.

مثال

للحصول على مثال للتوزيع المتكرر متعدد المناطق، راجع تطبيق الويب المتكرر للمنطقة الأساسية المتوفر بشكل كبير.

يوضح الرسم التخطيطي التالي مثالا آخر:

رسم تخطيطي يوضح بنية التنفيذ المرجعي.

لمعرفة المزيد حول التكرار، راجع الموارد التالية:

قائمة التحقق من الموثوقية

راجع المجموعة الكاملة من التوصيات.

قائمة التحقق من الموثوقية