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Moodle-Bereitstellung mit Azure NetApp Files

Azure Application Gateway
Azure Cache for Redis
Azure Database for MySQL
Azure NetApp Files
Skalierungsgruppen für virtuelle Azure-Computer

Diese Lösung bietet in einer einzelnen Region hochverfügbaren Zugriff auf die Moodle-App und andere Komponenten. Ausführliche Informationen zur Verfügbarkeit finden Sie unter Verfügbarkeit weiter unten in diesem Artikel. Sie können auch zwei Regionen verwenden, um diese Lösung zu implementieren. Durch die Verwendung von zwei Regionen ermöglicht die Lösung eine Notfallwiederherstellung. Zum Schutz vor einem unwahrscheinlichen Ausfall der Azure-Region replizieren Sie die Datenvolumes in die zweite Region. Nur die Azure NetApp Files-Volumes müssen in dieser Region vorhanden sein.

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Aufbau

Einrichtung für hochverfügbare Einzelregion

Architekturdiagramm, das zeigt, wie Teilnehmer auf Moodle zugreifen. Weitere Komponenten sind Azure NetApp Files, Azure Cache for Redis und Azure Database for MySQL.

Laden Sie eine PowerPoint-Datei zu dieser Architektur herunter.

  1. Lernende greifen über Azure Application Gateway auf Moodle-Anwendungsdaten zu.
  2. Moodle ist in PHP geschrieben. Bei der Ausführung von Moodle wird eine VM-Skalierungsgruppe auf einem Webserver wie Apache HTTP Server oder NGINX ausgeführt.
  3. Azure NetApp Files stellt die Inhaltsdaten für Moodle zur Verfügung.
  4. Die Lösung verwendet Azure Cache for Redis für das Zwischenspeichern von Benutzersitzungen sowie für Sperrungen und Schlüsselinformationen.
  5. Die Lerninhalte, der Fortschritt der Teilnehmer sowie interne Daten werden in einer Datenbank vom Typ Azure Database for MySQL gespeichert.
  6. Die Lerninhalte gelangen über ein sicheres VPN-Gateway (Virtual Private Network) direkt vom Rechenzentrum des Kunden in das System.

Einrichtung der Notfallwiederherstellung in zwei Regionen

Architekturdiagramm, das zeigt, wie Teilnehmer auf Moodle mit zwei Regionen zugreifen und wie die regionsübergreifende Replikation Datenvolumes von einer Region in eine andere kopiert.

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  1. Die regionsübergreifende Replikation ermöglicht die Replikation für die Azure NetApp Files-Volumes. Diese speicherbasierte Replikations-Engine ist in Azure NetApp Files integriert.
  2. Wenn Sie die regionsübergreifende Replikation verwenden, müssen Sie einige Komponenten während des normalen Betriebs nicht aktivieren. Daher entstehen für diese Komponenten keine Kosten. Wenn ein Failover auftritt, können Sie diese Komponenten starten und sie mit den replizierten Datenvolumes verwenden.
  3. Nachdem Sie die primäre Region wiederhergestellt haben, verläuft die Replikationsrichtung entgegengesetzt. Die primäre Region wird mit allen Änderungen aktualisiert, die während des Failovers angewendet wurden. Sie können dann ein Failback für den Dienst ausführen.
  4. Azure Traffic Manager leitet Benutzer zur derzeit aktiven Region weiter.

Komponenten

  • Moodle ist ein kostenloses Open-Source-Verwaltungssystem für Lernkurse.

  • Azure Database for MySQL ist ein vollständig verwalteter relationaler Datenbankdienst, der auf der Open-Source-MySQL-Datenbank-Engine (Community Edition) basiert.

  • Azure Cache for Redis ist ein vollständig verwalteter In-Memory-Datenspeicher, der auf der Open-Source-Software Redis basiert.

  • Azure Virtual Machine Scale Sets bietet eine Möglichkeit, um eine Gruppe von virtuellen Computern (VMs) mit Lastenausgleich zu verwalten. Die Anzahl von VM-Instanzen in einer Gruppe kann automatisch erhöht oder verringert werden, wenn sich der Bedarf ändert, oder es kann ein Zeitplan festgelegt werden.

  • Mit Azure NetApp Files können dateibasierte Anwendungen mühelos ohne Codeänderungen migriert und ausgeführt werden. Dieser freigegebene Dateispeicherdienst ist eine gemeinsame Entwicklung von Microsoft und NetApp, einem Microsoft-Partner.

  • Die regionsübergreifende Replikation bietet eine Möglichkeit, Daten asynchron von einem Azure NetApp Files-Volume in einer Region auf ein Azure NetApp Files-Volume in einer anderen Region zu replizieren. Diese Funktion bietet Datenschutz bei regionalen Ausfällen oder Notfällen.

  • Azure Application Gateway ist ein Lastenausgleichsmodul, das den an Webanwendungen fließenden Datenverkehr verwaltet.

  • Traffic Manager ist ein Lastenausgleich, der den Datenverkehr auf Anwendungen in globalen Azure-Regionen verteilt. Darüber hinaus bietet Traffic Manager Hochverfügbarkeit und kurze Reaktionszeiten für Ihre öffentlichen Endpunkte.

Alternativen

Zum Bereitstellen von Moodle können Sie einen beliebigen NFS-basierten freigegebenen Dateidienst verwenden, der die Anforderungen für sehr geringe Wartezeit, hohe IOPS und hohen Durchsatz erfüllt. Diese Bedingungen sind besonders wichtig bei einer großen Anzahl gleichzeitiger Benutzer. Sie können einen NFS-Dienst verwenden, der auf einer Reihe von virtuellen Linux-Computer basiert. Dieser Ansatz stellt jedoch Herausforderungen an die Verwaltbarkeit, Skalierbarkeit und Leistung. Im Gegensatz dazu bietet Azure NetApp Files eine wettbewerbsfähige, latenzarme Lösung, die eine hervorragende Leistung und einen sicheren Zugriff auf freigegebenen NFS-Speicher bietet.

Szenariodetails

Moodle ist eines der beliebtesten und am häufigsten verwendeten kostenlosen Open-Source-Lernverwaltungssysteme. Mit mehr als 30 Prozent des globalen Marktanteils hat Moodle weltweit mehr als 180.000 Kunden. Durch die Bereitstellung einer latenzarmen Lösung mit hoher Bandbreite für Workloads erfüllt Azure NetApp Files die Leistungsanforderungen von Moodle. Diese Lösung ist zudem flexibel. Bereitstellungen können bei Bedarf vergrößert oder verkleinert werden, um Ihre Konfiguration kostengünstig zu gestalten.

Seit dem Auftreten von COVID-19 hat Moodle einen Wachstumsschub erfahren. Das Unternehmen ist jetzt der führende Anbieter von Lernverwaltungssystemen. Dieses Wachstum hat Moodle dazu gezwungen, nach Möglichkeiten zu suchen, sein Geschäft schnell zu erweitern und Kunden die Möglichkeit zu geben, Moodle-Instanzen schnell und effizient in der Cloud bereitzustellen. Die Moodle-Architektur basiert auf dem NFS 3.0-Protokoll (Network File System, NFSv3) zur Speicherung von Inhalten.

Moodle ist bestrebt, die Anforderungen von Heimanwendern zu erfüllen und die bestmögliche Benutzererfahrung zu bieten. Aus diesem Grund erfordert Moodle Folgendes:

  • Konsistenter, latenzarmer Zugriff mit hohem Durchsatz auf freigegebenen Speicher.
  • Eine Möglichkeit zur Hochskalierung der Lösung, um eine zunehmende Anzahl gleichzeitiger Benutzer zu ermöglichen. Kunden bevorzugen Konfigurationen für die automatische Skalierung.

In diesem Artikel wird eine Lösung beschrieben, die die Anforderungen von Moodle erfüllt. Das Kernstück der Lösung ist Azure NetApp Files, ein Erstanbieter-Speicherdienst. Mit diesem Dienst können Sie die anspruchsvollsten Dateiworkloads auf Unternehmensebene in der Cloud migrieren und ausführen:

  • Native Server Message Block (SMB) Version 3, NFSv3- und NFSv4.1-Dateifreigaben
  • Datenbankworkloads
  • Data Warehouse-Workloads
  • HPC-Anwendungen (High-Performance Computing)

Mögliche Anwendungsfälle

Diese Lösung gilt für Moodle-Bereitstellungen. Organisationen, die Moodle einsetzen, gibt es in vielen Branchen, darunter Bildung, Wirtschaft, IT und Finanzen.

Überlegungen

Diese Überlegungen beruhen auf den Säulen des Azure Well-Architected Frameworks, d. h. einer Reihe von Grundsätzen, mit denen die Qualität von Workloads verbessert werden kann. Weitere Informationen finden Sie unter Microsoft Azure Well-Architected Framework.

Beachten Sie die folgenden Punkte, wenn Sie diese Lösung implementieren.

Skalierbarkeit

Diese Lösung wird nach Bedarf hoch- oder herunterskaliert:

Verfügbarkeit

Informationen zur Azure NetApp Files-Verfügbarkeitsgarantie finden Sie unter SLA für Azure NetApp Files.

Sicherheit

Sicherheit bietet Schutz vor vorsätzlichen Angriffen und dem Missbrauch Ihrer wertvollen Daten und Systeme. Weitere Informationen finden Sie unter Übersicht über die Säule „Sicherheit“.

Für alle Bereitstellungsoptionen müssen Sie ein gültiges RSA-Schlüsselpaar (öffentlich-privat) für das Secure Shell-Protokoll 2 (SSH-2) bereitstellen. Die Länge muss mindestens 2048 Bit betragen. Andere Schlüsselformate wie ED25519 und ECDSA werden von Azure nicht unterstützt. Weitere Informationen zur Azure NetApp Files-Sicherheit finden Sie unter Häufig gestellte Fragen zur Sicherheit von Azure NetApp Files.

Resilienz

Azure NetApp Files basiert auf einem Bare-Metal-Bestand redundanter Solid-State-Hardware. Der Dienst wird auch während Wartungsvorgängen ohne Unterbrechung betrieben. Weitere Informationen zur Resilienz finden Sie unter Fehlertoleranz, Hochverfügbarkeit und Resilienz in Azure NetApp Files.

Notfallwiederherstellung

Wie unter der Architektur weiter oben in diesem Artikel erläutert, können Sie die Lösung resilienter gestalten. Sie können die Notfallwiederherstellung bereitstellen, indem Sie eine sekundäre Region hinzufügen und die regionsübergreifende Azure NetApp Files-Replikation verwenden. Mithilfe dieser Funktion werden die NFS-Volumes effizient in eine sekundäre passive Region repliziert. In dem unwahrscheinlichen Fall, dass eine Region komplett ausfällt, wird die Anwendung in dieser sekundären Region ausgeführt.

Kostenoptimierung

Bei der Kostenoptimierung geht es um die Suche nach Möglichkeiten, unnötige Ausgaben zu reduzieren und die Betriebseffizienz zu verbessern. Weitere Informationen finden Sie unter Übersicht über die Säule „Kostenoptimierung“.

Stellen Sie sich eine mittelgroße bis große Moodle-Bereitstellung mit etwa 5.000 Benutzern und einem Parallelitätsverhältnis von 10 % vor. Der empfohlene Durchsatz für diesen Fall beträgt ungefähr 500 MBit/s. Sie können diese Art von System auf einer Linux-basierten Standard_D32s_v4-VM erstellen, die 8 TB an verwaltetem P60-Datenträger verwendet.

Azure NetApp Files bietet eine kostengünstigere Lösung. Es erreicht den empfohlenen Durchsatz von 500 MBit/s, verwendet jedoch nur 4 TB der SLA-Kapazität vom Typ „Ultra“. Die Vereinbarungen zum Servicelevel (SLA) vom Typ „Premium“ und „Standard“ sind ebenfalls häufig ausreichend, was die Kosteneffizienz weiter verbessert. Selbst wenn die Skalierung der Anwendung größer ist und die Anwendung mehr Azure NetApp Files-Kapazität erfordert, können diese Servicelevel wahrscheinlich den empfohlenen Durchsatz bereitstellen.

Verwenden Sie den Azure-Preisrechner, um die Kosten der Azure-Ressourcen zu schätzen, die für Ihre Implementierung erforderlich sind. Weitere Informationen zur Azure NetApp Files-Kostenmodellierung finden Sie unter Kostenmodell für Azure NetApp Files.

Einen Rechner, der die Azure NetApp Files-Leistung und -Gesamtkosten berechnet, finden Sie unter Azure NetApp Files-Leistungsrechner. Verwenden Sie diesen Rechner, um das optimale Gleichgewicht zwischen Kapazität, Leistung und Kosten zu ermitteln.

Bereitstellen dieses Szenarios

Ein Bereitstellungshandbuch für Moodle in Azure NetApp Files finden Sie unter Azure NetApp Files für NFS-Speicher mit Moodle.

Beitragende

Dieser Artikel wird von Microsoft gepflegt. Er wurde ursprünglich von folgenden Mitwirkenden geschrieben:

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