Introducción a la solución de recuperación ante desastres activa-pasiva para Azure Kubernetes Service (AKS)
Cuando se crea una aplicación en Azure Kubernetes Service (AKS) y se elige una región de Azure durante la creación de recursos, la aplicación es de una sola región. Cuando la región deja de estar disponible durante un desastre, la aplicación también deja de estar disponible. Si crea una implementación idéntica en una región secundaria de Azure, la aplicación se vuelve menos susceptible a un desastre en una sola región, lo que garantiza la continuidad empresarial, y cualquier replicación de datos en las regiones le permite recuperar el último estado de la aplicación.
En esta guía se describe una solución de recuperación ante desastres activa-pasiva para AKS. Dentro de esta solución, se implementan dos clústeres de AKS independientes e idénticos en dos regiones de Azure emparejadas donde solo un clúster atiende activamente el tráfico.
Nota:
La práctica siguiente se ha revisado internamente y se ha examinado junto con nuestros asociados de Microsoft.
Introducción a la solución activa-pasiva
En este enfoque de recuperación ante desastres, tenemos dos clústeres de AKS independientes que se implementan en dos regiones de Azure. Sin embargo, solo uno de los clústeres atiende activamente el tráfico en cualquier momento. El clúster secundario (que no atiende activamente el tráfico) contiene los mismos datos de configuración y aplicación que el clúster principal, pero no acepta ningún tráfico a menos que lo dirija el administrador de tráfico de Azure Front Door.
Escenarios y configuraciones
Esta solución se implementa mejor al hospedar aplicaciones que dependen de recursos, como bases de datos, que sirven activamente el tráfico en una región. En escenarios en los que necesita hospedar aplicaciones sin estado implementadas en ambas regiones, como el escalado horizontal, se recomienda considerar una solución activa-activa, ya que activa-pasiva implica una latencia agregada.
Componentes
La solución de recuperación ante desastres activa-pasiva usa muchos servicios de Azure. Esta arquitectura de ejemplo implica los siguientes componentes:
Varios clústeres y regiones: se implementan varios clústeres de AKS, cada uno en una región de Azure distinta. Durante las operaciones normales, el tráfico de red se enruta al clúster de AKS principal, que se establece en la configuración de Azure Front Door.
Priorización de clúster configurada: establece un nivel de priorización entre 1 y 5 para cada clúster (con 1 siendo la prioridad más alta y 5 es la prioridad más baja). Puede establecer varios clústeres en el mismo nivel de prioridad y especificar el peso de cada clúster. Si el clúster principal deja de estar disponible, el tráfico se enruta automáticamente a la siguiente región seleccionada en Azure Front Door. Todo el tráfico debe pasar por Azure Front Door para que este sistema funcione.
Azure Front Door: Azure Front Door equilibra la carga y enruta el tráfico a la instancia de Azure Application Gateway en la región primaria (el clúster debe marcarse con prioridad 1). En caso de error de región, el servicio redirige el tráfico al siguiente clúster de la lista de prioridades.
Para más información, consulte Enrutamiento de tráfico basado en la prioridad.
Par de estrella tipo hub-and-spoke: se implementa un par en estrella tipo hub-and-spoke para cada instancia regional de AKS. Las directivas de Azure Firewall Manager administran las reglas de firewall en cada región.
Key Vault: aprovisiona una instancia de Azure Key Vault en cada región para almacenar secretos y claves.
Log Analytics: las instancias regionales de Log Analytics almacenan métricas de redes regionales y registros de diagnóstico. Una instancia compartida almacena métricas y registros de diagnóstico de todas las instancias de AKS.
Container Registry: las imágenes de contenedor de la carga de trabajo se almacenan en un registro de contenedor administrado. Con esta solución, se usa una única de Azure Container Registry para todas las instancias de Kubernetes del clúster. La replicación geográfica de Azure Container Registry permite replicar imágenes en las regiones de Azure seleccionadas y proporcionar acceso continuado a las imágenes incluso si una región experimenta interrupciones.
Proceso de conmutación por error
Si un servicio o componente del servicio deja de estar disponible en una región, el tráfico se debe enrutar a una región donde ese servicio esté disponible. Una arquitectura de varias regiones incluye muchos puntos de error diferentes. En esta sección, tratamos los posibles puntos de error.
Pods de aplicación (regional)
Un objeto de implementación de Kubernetes crea varias réplicas de un pod (ReplicaSet). Si una no está disponible, el tráfico se enruta entre el resto de réplicas. ReplicaSet de Kubernetes intenta mantener en funcionamiento el número especificado de réplicas. Si una instancia queda inactiva, se debe volver a crear otra. Los sondeos de ejecución pueden comprobar el estado de la aplicación o el proceso que se ejecuta en el pod. Si el pod no responde, el sondeo de ejecución lo quita, lo que obliga a ReplicaSet a crear una nueva instancia.
Para más información, consulte ReplicaSet de Kubernetes.
Pods de aplicación (global)
Cuando toda una región deja de estar disponible, los pods del clúster ya no están disponibles para atender solicitudes. En este caso, la instancia de Azure Front Door enruta todo el tráfico al resto de regiones en buen estado. Los clústeres y pods de Kubernetes de estas regiones seguirán atendiendo solicitudes. Para compensar el aumento del tráfico y las solicitudes al resto del clúster, tenga en cuenta lo siguiente:
- Asegúrese de que los recursos de red y de proceso tengan el tamaño adecuado de forma que puedan absorber el aumento repentino del tráfico debido a la conmutación por error de la región. Por ejemplo, al usar Container Network Interface (CNI) de Azure, asegúrate de tener una subred que pueda admitir todas las direcciones IP del pod con una carga de tráfico máxima.
- Use Horizontal Pod Autoscaler para aumentar el número de réplicas de pod a fin de compensar el aumento de la demanda regional.
- Use Cluster Autoscaler de AKS para aumentar el número de nodos de instancia de Kubernetes a fin de compensar el aumento de la demanda regional.
Grupos de nodos de Kubernetes (regional)
En ocasiones, se puede producir un error localizado en los recursos de proceso, como que un único bastidor de servidores de Azure no reciba alimentación. Para impedir que los nodos de AKS se conviertan en un único punto de error regional, use Azure Availability Zones. Las zonas de disponibilidad garantizan que los nodos de AKS de una zona de disponibilidad determinada estén físicamente separados de los definidos en otra.
Grupos de nodos de Kubernetes (global)
En caso de un error regional completo, Azure Front Door enruta el tráfico al resto de regiones en buen estado. De nuevo, asegúrese de compensar el aumento del tráfico y las solicitudes al resto del clúster.
Estrategia de pruebas de conmutación por error
Aunque actualmente no hay ningún mecanismo disponible en AKS para quitar una región entera de implementación con fines de prueba, Azure Chaos Studio ofrece la posibilidad de crear un experimento de caos en el clúster.
Pasos siguientes
Si está considerando otra solución, consulte los artículos siguientes: