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Información general sobre la terminología de Service Fabric

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Azure Service Fabric es una plataforma de sistemas distribuidos que facilita el empaquetamiento, la implementación y la administración de microservicios escalables y confiables. Service Fabric es un orquestador de contenedores y procesos que permite hospedar los clústeres en cualquier parte: en Azure, en un centro de datos local o en cualquier proveedor de nube. Puede usar cualquier marco de trabajo para escribir los servicios y elegir entre varias opciones de entorno desde las que ejecutar la aplicación. En este artículo se describe la terminología que se usa en Service Fabric para comprender los términos que se utilizan en la documentación.

Los vídeos de entrenamiento relacionados que se mencionan a continuación detallan la aplicación, el empaquetado, la implementación, las abstracciones y la terminología utilizada por Service Fabric:

Conceptos de infraestructura

Clúster: conjunto de máquinas físicas o virtuales conectadas a una red en las que se implementan y administran los microservicios. Los clústeres pueden escalar a miles de equipos.

Nodo: Un equipo o una máquina virtual que forman parte de un clúster se denomina nodo. A cada nodo se le asigna un nombre de nodo (cadena). Los nodos tienen características, como propiedades de colocación. Cada máquina física o virtual tiene un servicio de Windows de inicio automático, FabricHost.exe, que empieza a ejecutarse en el arranque y luego inicia dos ejecutables: Fabric.exe y FabricGateway.exe. Estos dos ejecutables conforman el nodo. En los escenarios de prueba, se pueden hospedar varios nodos en un solo equipo y máquina virtual mediante la ejecución de varias instancias de Fabric.exe y FabricGateway.exe.

Conceptos de la aplicación y el servicio

Aplicación nativa de Service Fabric: las aplicaciones nativas de Service Fabric se describen mediante el modelo de aplicación nativa (manifiestos de servicio y de aplicación basados en XML).

Conceptos de las aplicaciones nativas de Service Fabric

Aplicación: Una aplicación es una colección de servicios constituyentes que realizan una determinada función o funciones. Además, el ciclo de vida de cada instancia de aplicación se puede administrar de forma independiente.

Servicio: Un servicio realiza una función completa e independiente, y puede iniciarse y ejecutarse independientemente de otros servicios. Un servicio se compone de código, configuración y datos. Para cada servicio, el código consta de los archivos binarios ejecutables, la configuración consta de una configuración del servicio que se puede cargar en tiempo de ejecución y los datos constan de datos estáticos arbitrarios que el servicio va a consumir.

Tipo de aplicación: nombre o versión asignados a una colección de tipos de servicio. Se define en un archivo ApplicationManifest.xml y se inserta en un directorio del paquete de aplicación. Después, el directorio se copia en el almacén de imágenes del clúster de Service Fabric. Después puede crear una aplicación con nombre de este tipo de aplicación en el clúster.

Para más información, consulte el artículo sobre el modelado de una aplicación.

Paquete de aplicación: directorio del disco que contiene el archivo ApplicationManifest.xml del tipo de aplicación. Hace referencia a los paquetes de servicios de cada uno de los tipos de servicios que conforman el tipo de aplicación. Los archivos en el directorio del paquete de aplicación se copian en el almacén de imágenes del clúster de Service Fabric. Por ejemplo, un paquete de aplicación de un tipo de aplicación de correo electrónico puede contener referencias a un paquete de servicios de cola, un paquete de servicios de front-end y un paquete de servicios de base de datos.

Aplicación con nombre: después de copiar un paquete de aplicación en el almacén de imágenes, se crea una instancia de la aplicación en el clúster. Cree una instancia al especificar el tipo de aplicación del paquete, con el nombre o la versión. A cada instancia de tipo de aplicación se le asigna un nombre de identificador uniforme de recursos (URI) similar al siguiente: "fabric:/MyNamedApp". En un clúster se pueden crear varias aplicaciones con nombre de un único tipo de aplicación. También se pueden crear aplicaciones con nombre de diferentes tipos de aplicación. Cada aplicación con nombre se administra de manera independiente y tiene versiones independientes.

Tipo de servicio: nombre o versión asignados a los paquetes de código, de datos y de configuración de un servicio. El tipo de servicio se define en el archivo ServiceManifest.xml y se inserta en un directorio del paquete de servicio. El archivo ApplicationManifest.xml de un paquete de aplicación hace referencia al directorio del paquete de servicio. En el clúster, después de crear una aplicación con nombre se pude crear un servicio con nombre desde uno de los tipos de servicio del tipo de aplicación. El archivo ServiceManifest.xml del tipo de servicio describe el servicio.

Para más información, consulte el artículo sobre el modelado de una aplicación.

Existen dos tipos de servicios:

  • Sin estado: los servicios sin estado se usan cuando el estado persistente del servicio se almacena en un servicio de almacenamiento externo como Azure Storage, Azure SQL Database o Azure Cosmos DB. Utilice un servicio sin estado en el caso de que el servicio no tenga almacenamiento persistente. Por ejemplo, para un servicio de calculadora en el que se pasan valores al servicio, se realizan cálculos con dichos valores y se devuelve un resultado.
  • Con estado: los servicios con estado se usan si se desea que Service Fabric administre el estado de estos a través de sus modelos de programación Reliable Collections o Reliable Actors. Al crear un servicio con nombre, especifique el número de particiones por las que desea distribuir el estado (a efectos de escalabilidad). Especifique también cuántas veces debe replicarse el estado en los nodos (para mayor confiabilidad). Todos los servicios con nombre tienen una única réplica principal y varias réplicas secundarias. Puede modificar el estado del servicio con nombre al escribir en la réplica principal. Tras ello, Service Fabric replica este estado en todas las réplicas secundarias para mantener el estado sincronizado. Service Fabric detecta automáticamente cuándo se produce un error de una réplica principal y, como respuesta, promueve una de las réplicas secundarias existentes para que ocupe el puesto de réplica principal. Seguidamente, Service Fabric crea una nueva réplica secundaria.

Réplicas o instancias: hacen referencia al código (y estado de los servicios con estado) de un servicio que se implementa y está en ejecución. Consulte Réplicas e instancias.

Reconfiguración hace referencia al proceso de cualquier cambio en el conjunto de réplicas de un servicio. Consulte Reconfiguración.

Paquete de servicio: directorio del disco que contiene el archivo ServiceManifest.xml del tipo de servicio. Este archivo hace referencia al código, a los datos estáticos y a los paquetes de configuración del tipo de servicio. El archivo ApplicationManifest.xml del tipo de aplicación hace referencia a los archivos del directorio del paquete de servicio. Por ejemplo, un paquete de servicio puede hacer referencia al código, a los datos estáticos y a los paquetes de configuración que conforman un servicio de base de datos.

Servicio con nombre: después de crear una aplicación con nombre, puede crear una instancia de cualquiera de sus tipos de servicio en el clúster. El tipo de servicio se especifica con el nombre y la versión. A cada instancia del tipo de servicio se le asigna un nombre de URI cuyo ámbito es el URI de su aplicación con nombre. Por ejemplo, si crea un servicio con nombre "MyDatabase" en la aplicación con nombre "MyNamedApp", el URI será similar al siguiente: "fabric:/MyNamedApp/MyDatabase". En una aplicación con nombre, se pueden crear varios servicios con nombre. Todos los servicios con nombre pueden tener su propio esquema de partición y cuentas de instancia o réplica.

Paquete de código: directorio del disco que contiene los archivos ejecutables del tipo de servicio (normalmente EXE o DLL). El archivo ServiceManifest.xml del tipo de servicio hace referencia a los archivos del directorio del paquete de código. Al crear un servicio con nombre, el paquete de código se copia en los nodos seleccionados para ejecutar dicho servicio. A continuación, el código comienza a ejecutarse. Hay dos tipos de ejecutables de paquetes de código:

  • Ejecutables de invitado: ejecutables que se ejecutan tal cual en sistema operativo host (Windows o Linux). Estos ejecutables no se vinculan ni hacen referencia a los archivos del sistema en tiempo de ejecución de Service Fabric y, por consiguiente, no usan ninguno de los modelos de programación de Service Fabric. Estos ejecutables no pueden utilizar algunas características de Service Fabric, como el servicio de nomenclatura para la detección de puntos de conexión. Los ejecutables de invitado no pueden informar de métricas de carga específicas de cada instancia del servicio.
  • Ejecutables de host de servicios: los utilizan los modelos de programación de Service Fabric mediante la vinculación a los archivos del sistema en tiempo de ejecución de Service Fabric, lo que habilita las características de Service Fabric. Por ejemplo, una instancia del servicio con nombre puede registrar puntos de conexión con en el servicio de nombres de Service Fabric y también puede notificar métricas de carga.

Paquete de datos: directorio del disco que contiene los archivos de datos de solo lectura estáticos del tipo de servicio (normalmente archivos fotográficos, de sonido y de vídeo). El archivo ServiceManifest.xml del tipo de servicio hace referencia a los archivos del directorio del paquete de datos. Al crear un servicio con nombre, el paquete de datos se copia en los nodos seleccionados para ejecutar dicho servicio. El código empieza a ejecutarse, tras lo cual se habilita el acceso a los archivos de datos.

Paquete de configuración: directorio del disco que contiene los archivos de configuración de solo lectura estáticos del tipo de servicio (normalmente archivos de texto). El archivo ServiceManifest.xml del tipo de servicio hace referencia a los archivos del directorio del paquete de configuración. Al crear un servicio con nombre, los archivos del paquete de configuración se copian en uno o varios nodos seleccionados para la ejecución de dicho servicio. Seguidamente, el código empieza a ejecutarse, tras lo cual se habilita el acceso a los archivos de configuración.

Contenedores: De forma predeterminada, Service Fabric implementa y activa estos servicios como procesos. Service Fabric puede implementar también servicios en imágenes de contenedor. Los contenedores constituyen una tecnología de virtualización que abstrae el sistema operativo subyacente de las aplicaciones. Una aplicación y sus sistema en tiempo de ejecución, dependencias y bibliotecas del sistema se ejecutan dentro de un contenedor. El contenedor tiene acceso privado total a la propia vista aislada del contenedor de las construcciones de sistema operativo. Service Fabric admite contenedores de Windows Server y contenedores de Docker en Linux. Para obtener más información, lea el artículos sobre Service Fabric y los contenedores.

Esquema de partición: al crear un servicio con nombre, se especifica un esquema de partición. Los servicios con importantes cantidades de estado dividen los datos entre las particiones, que distribuyen el estado entre los nodos del clúster. Al dividir los datos en varias particiones, el estado del servicio con nombre se puede escalar. Dentro de una partición, los servicios con nombre sin estado tienen instancias, mientras que los servicios con nombre con estado tienen réplicas. Normalmente, los servicios con nombre sin estado solo tienen una partición, ya que no tienen estado interno. Las instancias de la partición proporcionan disponibilidad. Si se produce un error en una instancia, las demás seguirán operando con normalidad y Service Fabric creará otra instancia. Los servicios con nombre con estado mantienen su estado en las réplicas y cada partición tiene su propio conjunto de réplicas donde todos los estados se mantienen sincronizados. Si se produce algún error en una réplica, Service Fabric creará una nueva réplica a partir de las réplicas existentes.

Para obtener más información, consulte el artículo Partición de Reliable Services de Service Fabric .

Servicios del sistema

Hay servicios del sistema que se crean en cada clúster que proporcionan las funciones de la plataforma de Service Fabric.

Naming Service: este servicio está presente en todos los clústeres de Service Fabric, que resuelve los nombres de servicio como una ubicación en el clúster. Usted administra las propiedades y los nombres de servicio para el clúster de manera similar a un sistema de nombres de dominio (DNS). Los clientes pueden comunicarse de forma segura con cualquier nodo del clúster mediante Naming Service para resolver el nombre de un servicio y su ubicación. Las aplicaciones se mueven en el clúster. Por ejemplo, por errores, para el equilibrio de los recursos o para cambiar de tamaño el clúster. Puede desarrollar servicios y clientes que resuelvan la ubicación de red actual. Los clientes obtienen la dirección IP real de la máquina y el puerto en el que se está ejecutando.

Consulte el artículo sobre la comunicación con los servicios para más información sobre las API de comunicación de clientes y servicios compatibles con Naming Service.

Servicio Almacén de imágenes: todos los clústeres de Service Fabric tienen este servicio, que es donde se guardan los paquetes de aplicación implementados y con versión. Copie un paquete de aplicación en el almacén de imágenes y luego registre el tipo de aplicación en dicho paquete. Después de aprovisionar el tipo de aplicación, cree una aplicación con nombre a partir de él. El registro de un tipo de aplicación del servicio de almacenamiento de imágenes se puede anular una vez eliminadas todas sus aplicaciones con nombre.

Lea Descripción del valor ImageStoreConnectionString para obtener más información sobre el servicio del almacén de imágenes.

Para más información sobre la implementación en el servicio Image Store, consulte el artículo sobre la implementación de una aplicación.

Servicio Administrador de conmutación por error: todos los clústeres de Service Fabric tienen este servicio, que es el responsable de las siguientes acciones:

  • Realiza funciones relacionadas con la alta disponibilidad y la coherencia de los servicios.
  • Orquesta las actualizaciones de la aplicación y el clúster.
  • Interactúa con otros componentes del sistema.

Servicio Administrador de reparaciones: se trata de un servicio del sistema opcional que permite acciones de reparación que se realizan en un clúster de manera segura, automatizable y transparente. El administrador de reparaciones se usa en:

Modelos de implementación y aplicación

Para implementar los servicios, debe describir cómo se deben ejecutar. Service Fabric admite tres modelos de implementación diferentes:

Modelo nativo

El modelo de aplicación nativo proporciona a las aplicaciones acceso completo de bajo nivel a Service Fabric. Las aplicaciones y los servicios se definen como tipos registrados en archivos de manifiesto XML.

El modelo nativo es compatible con los marcos de Reliable Services y Reliable Actors, que proporcionan acceso a las API de tiempo de ejecución de Service Fabric y a las de administración de clústeres de C# y Java. El modelo nativo también admite archivos ejecutables y contenedores arbitrarios.

Reliable Services: una API para generar servicios con y sin estado. Los servicios con estado almacenan su estado en colecciones confiables, como un diccionario o una cola. También permiten conectar una amplia variedad de pilas de comunicación, como la API web y Windows Communication Foundation (WCF).

Reliable Actors: una API para crear objetos con y sin estado a través del modelo de programación de actor virtual. Este modelo resulta útil cuando hay muchas unidades independientes de cálculo o estado. Este modelo utiliza un modelo de subprocesos basado en turnos, por lo que es conveniente evitar usar código que llame a otros actores o servicios, ya que un actor individual no puede procesar otras solicitudes entrantes hasta que terminen todas sus solicitudes salientes.

También puede ejecutar las aplicaciones existentes en Service Fabric:

Contenedores: Service Fabric admite la implementación de contenedores de Docker en Linux y de contenedores de Windows Server en Windows Server 2016, además de el modo de aislamiento de Hyper-V. En el modelo de aplicaciónde Service Fabric, un contenedor representa un host de la aplicación en el que se colocan varias réplicas de servicio. Service Fabric puede ejecutar cualquier contenedor, y este escenario es similar al escenario del archivo ejecutable invitado, donde se empaqueta una aplicación existente dentro de un contenedor. También puede ejecutar los servicios de Service Fabric dentro de contenedores.

Ejecutables de invitado: Puede ejecutar cualquier tipo de código, como Node.js, Python, Java o C++ en Azure Service Fabric como servicio. Service Fabric hace referencia a estos tipos de servicios como archivos ejecutables invitados, que se tratan como servicios sin estado. Entre las ventajas de ejecutar a un archivo ejecutable invitado en un clúster de Service Fabric se incluyen la alta disponibilidad, la supervisión del estado, la administración del ciclo de vida de las aplicaciones, la alta densidad y la detectabilidad.

Para más información, consulte el artículo de elección de un modelo de programación para el servicio.

Docker Compose

Docker Compose forma parte del proyecto Docker. Service Fabric proporciona compatibilidad limitada para la implementación de aplicaciones con el modelo de Docker Compose.

Entornos

Service Fabric es una tecnología de plataforma de código abierto en la que se basan varios productos y servicios diferentes. Microsoft proporciona las opciones siguientes:

  • Azure Service Fabric: la oferta de clúster de Service Fabric hospedado en Azure. Proporciona integración entre Service Fabric y la infraestructura de Azure, junto con la administración de actualización y configuración de clústeres de Service Fabric.
  • Service Fabric independiente: un conjunto de herramientas de instalación y configuración para implementar clústeres de Service Fabric en cualquier lugar (de forma local o en cualquier proveedor de nube). No se administra mediante Azure.
  • Clúster de desarrollo de Service Fabric: proporciona una experiencia de desarrollo local en Windows, Linux o Mac para el desarrollo de aplicaciones de Service Fabric.

Pasos siguientes

Para más información acerca de Service Fabric: