Introducción a la solución pasiva o de acceso esporádico 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 pasiva o de acceso esporádico para AKS. Dentro de esta solución, se implementan dos clústeres de AKS independientes e idénticos en dos regiones de Azure emparejados con solo un clúster que atiende activamente el tráfico cuando se necesita la aplicación.
Nota:
La práctica siguiente se ha revisado internamente y se ha examinado junto con nuestros asociados de Microsoft.
Introducción a la solución pasiva o de acceso esporádico
En este enfoque, tenemos dos clústeres de AKS independientes que se implementan en dos regiones de Azure. Cuando se necesita la aplicación, activamos el clúster pasivo para recibir tráfico. Si el clúster pasivo deja de funcionar, debemos activar manualmente el clúster de acceso esporádico para asumir el flujo de tráfico. Podemos establecer esta condición a través de una entrada manual cada vez o para especificar un evento determinado.
Escenarios y configuraciones
Esta solución se implementa mejor como una carga de trabajo de "uso según sea necesario", que es útil para escenarios que requieren que las cargas de trabajo se ejecuten en horas específicas del día o se ejecuten a petición. Entre los casos de uso de ejemplo para un enfoque pasivo o de acceso esporádico se incluyen los siguientes:
- Una empresa de fabricación que necesita ejecutar una simulación compleja e intensiva de recursos en un conjunto de datos grande. En este caso, el clúster pasivo se encuentra en una región en la nube que ofrece servicios de almacenamiento e informática de alto rendimiento. El clúster pasivo solo se usa cuando el usuario desencadena la simulación o mediante una programación. Si el clúster no funciona tras el desencadenamiento, el clúster de acceso esporádico se puede usar como copia de seguridad y la carga de trabajo se puede ejecutar en él en su lugar.
- Una agencia gubernamental que necesita mantener una copia de seguridad de sus sistemas críticos y datos en caso de ataque cibernético o desastre natural. En este caso, el clúster pasivo se encuentra en una ubicación segura y aislada que no es accesible para el público.
Componentes
La solución de recuperación ante desastres pasiva o de acceso esporádico 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. Cuando se necesita la aplicación, el clúster pasivo se activa para recibir tráfico de red.
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.
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.
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 instancia 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 el clúster pasivo no funciona correctamente debido a un problema en su región específica de Azure, puede activar el clúster de acceso esporádico y redirigir todo el tráfico a la región del clúster. Puedes usar este proceso mientras el clúster pasivo se desactiva hasta que empiece a funcionar de nuevo. El clúster de acceso esporádico puede tardar un par de minutos en conectarse, ya que se ha desactivado y necesita completar el proceso de configuración. Este enfoque no es ideal para aplicaciones sensibles al tiempo. En ese caso, se recomienda considerar una conmutación por error activa-activa.
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, ten en cuenta lo siguiente:
- Asegúrate 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 (Azure), asegúrate de tener una subred que pueda admitir todas las direcciones IP del pod con una carga de tráfico máxima.
- Usa Horizontal Pod Autoscaler para aumentar el número de réplicas de pod a fin de compensar el aumento de la demanda regional.
- Usa 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, usa 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, asegúrate 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 estás considerando otra solución, consulta los artículos siguientes: