Availability Zones をまたがる Service Fabric マネージドクラスターのデプロイ

[アーティクル]
10/15/2024

Azure の Availability Zones は高可用性を備えたサービスで、アプリケーションとデータをデータセンターの障害から保護します。可用性ゾーンは、Azure リージョン内に独立した電源、冷却手段、ネットワークを備えた一意の物理的な場所です。

Service Fabric マネージドクラスターは、ゾーンの回復性を提供するために、複数の Availability Zones にまたがるデプロイをサポートしています。このように構成すると、重要なシステムサービスとアプリケーションの高可用性によって、単一障害点の発生を防ぐことができます。 Azure Availability Zones は一部のリージョンでのみ使用できます。詳細については、「Azure の Availability Zones の概要」をご覧ください。

Note

Availability Zone のスパニングは、Standard SKU クラスターでのみ使用できます。

サンプルテンプレートを使用できます。Service Fabric クロス可用性ゾーンテンプレート

ゾーンの回復性に優れた Azure Service Fabric マネージドクラスターのトポロジ

注意

可用性ゾーンをまたいでプライマリノードタイプを拡張する利点が実際に得られるのは 3 つのゾーンの場合だけであり、2 つの場合は得られません。

Availability Zones (AZ) 間で分散された Service Fabric クラスターでは、クラスター状態の高可用性が確保されます。

マネージドクラスターの推奨トポロジーには、以下のリソースが必要です。

クラスター SKU は Standard である必要があります。
最適な回復性を得るには、プライマリノードタイプに少なくとも 9 つ (各 AZ に 3 つ) のノードが必要ですが、サポートされる最小数は 6 つ (各 AZ に 2 つ) です。
最適な回復性を得るには、セカンダリノードの種類に少なくとも 6 個のノードが必要ですが、サポートされる最小数は 3 個です。

Note

サポートされている Availability Zone のデプロイは 3 つのみです。

Note

マネージドクラスター内の仮想マシンのスケールセットを、ゾーンにまたがらないクラスターからゾーンにまたがるクラスターへの一括変更を実行することはできません。

Azure Service Fabric 可用性ゾーンのアーキテクチャを示す図

ゾーンにまたがる仮想マシンスケールセット内の FD と UD の形式を示すサンプルノードリスト

ゾーンにまたがる仮想マシンスケールセット内の FD と UD の形式を示すサンプルノードリスト。

ゾーン間でのサービスレプリカの分散: ゾーンにまたがる node 型にサービスがデプロイされている場合、レプリカが必ず別々のゾーンに存在するように配置されます。これらの各ノードの種類に存在するノード上の障害ドメインはゾーン情報を使用して構成されているため、この分離が保証されます (つまり、FD = fd:/zone1/1 など)。たとえば、サービスに 5 個のレプリカまたはインスタンスがある場合、分散は 2-2-1 となり、ランタイムは AZ 間での均等な分散を試みます。

ユーザーサービスレプリカの構成: クロス可用性ゾーン node 型にデプロイされたステートフルユーザーサービスは、レプリカ数のターゲット値 9、最小値 5 という構成値を使用して構成する必要があります。この構成を使用すると、1 つのゾーンがダウンした場合でも 6 つのレプリカが他の 2 つのゾーンで稼働しているため、サービスを機能させることができます。このようなシナリオでは、アプリケーションのアップグレードも実行できます。

ゾーンダウンのシナリオ: ゾーンがダウンすると、そのゾーン内のすべてのノードがダウン状態として表示されます。これらのノードのサービスレプリカもダウンします。他のゾーンにレプリカがあるため、正常に動作しているゾーンにプライマリレプリカがフェールオーバーすることで、サービスは引き続き応答します。ターゲットレプリカ数にまだ到達しておらず、かつ仮想マシン (VM) 数が、定義されている最小ターゲットレプリカサイズを上回っているため、サービスは警告状態として表示されます。結果として、Service Fabric ロードバランサーでは、構成されているターゲットレプリカの数と一致するように、作業ゾーンでレプリカが起動します。この時点で、サービスは正常と表示されるはずです。ダウンしたゾーンが復帰すると、ロードバランサーによってすべてのサービスレプリカがすべてのゾーンにわたって均等に分散されます。

ネットワーク構成

詳細については、「Service Fabric マネージドクラスターのネットワーク設定を構成する」を参照してください。

ゾーンの回復性に優れた Azure Service Fabric マネージドクラスターを有効にする

ゾーン回復性のある Azure Service Fabric マネージドクラスターを有効にするには、次の ZonalResiliency プロパティを含める必要があります。これにより、クラスターのゾーン回復性の有無を指定します。

{
  "apiVersion": "2021-05-01",
  "type": "Microsoft.ServiceFabric/managedclusters",
  "properties": {
  ...
  "zonalResiliency": "true",
  ...
  }
}

既存のゾーン回復性がないクラスターをゾーン回復可能に移行する

複数の可用性ゾーンにまたがっていない既存の Service Fabric マネージドクラスターを、複数の可用性ゾーンにまたがるようにインプレース移行できるようになりました。サポートされるシナリオとして、3 つの可用性ゾーンがあるリージョンに作成されたクラスターや、デプロイ後に 3 つの可用性ゾーンが使用できるようになったリージョンのクラスターなどがあります。

要件:

Standard SKU クラスター。
リージョン内の 3 つの可用性ゾーン。

注意

ゾーン回復性がある構成に移行すると、ロードバランサーを介した外部接続が一時的に失われることがありますが、クラスターの正常性に影響はありません。これは、ゾーン障害に対する回復性があるネットワークにするために、新しいパブリック IP を作成する必要がある場合に発生します。必要に応じて移行の計画を立ててください。

まず、新しい IP が必要かどうか、およびゾーン回復性を高めるために移行する必要があるリソースを決定します。マネージドクラスターのリソースの現在の可用性ゾーンの回復状態を取得するには、次の API 呼び出しを使用します。
```
POST https://management.azure.com/subscriptions/{subscriptionId}/resourceGroups/{resourceGroupName}/providers/Microsoft.ServiceFabric/managedClusters/{clusterName}/getazresiliencystatus?api-version=2022-02-01-preview
```
または、次のように Az モジュールを使用できます。
```
Select-AzSubscription -SubscriptionId {subscriptionId}
Invoke-AzResourceAction -ResourceId /subscriptions/{subscriptionId}/resourceGroups/{resourceGroupName}/providers/Microsoft.ServiceFabric/managedClusters/{clusterName} -Action getazresiliencystatus -ApiVersion 2022-02-01-preview
```
このコマンドで、次のような応答が得られるはずです。
```
{
"baseResourceStatus" :[
  {
  "resourceName": "sfmccluster1"
  "resourceType": "Microsoft.Storage/storageAccounts"
  "isZoneResilient": false
  },
  {
  "resourceName": "PublicIP-sfmccluster1"
  "resourceType": "Microsoft.Network/publicIPAddresses"
  "isZoneResilient": false
  },
  {
  "resourceName": "primary"
  "resourceType": "Microsoft.Compute/virutalmachinescalesets"
  "isZoneResilient": false
  }
],
"isClusterZoneResilient": false
}
```
パブリック IP リソースがゾーン回復性がない場合、クラスターの移行によって外部接続が短時間失われます。この接続の切断は、移行によって新しいパブリック IP が設定され、クラスターの完全修飾ドメイン名 (FQDN) が新しい IP に更新されるためです。パブリック IP リソースがゾーン回復性がある場合、移行によってパブリック IP リソースまたは FQDN は変更されず、外部接続に影響はありません。
顧客が開始した変換を使用し、マネージドクラスター用に作成された基礎ストレージアカウントのローカル冗長ストレージ (LRS) からゾーン冗長ストレージ (ZRS) への変換を開始します。移行する必要があるストレージアカウントのリソースグループは、マネージドクラスターリソースと同じサブスクリプションの "SFC_ClusterId" (例: SFC_9240df2f-71ab-4733-a641-53a8464d992d) の形式になります。
ゾーンプロパティを既存のノードの種類に追加する

この手順では、ノードの種類に関連付けられているマネージド仮想マシンスケールセットをゾーン回復性として構成し、追加された新しい VM が可用性ゾーン (ゾーン VM) 全体にデプロイされるようにします。指定されたノードの種類がプライマリである場合、パブリック IP の移行を実行し、必要に応じてクラスター FQDN DNS 更新と共に実行するようにトリガーして、ゾーンの回復性を高めます。 getazresiliencystatus API を使用して、このステップの影響を理解します。

apiVersion 2022-02-01-preview 以降を使用します。

["1", "2", "3"] に設定した zones パラメーターを既存のノードの種類に追加する:

{
   "apiVersion": "2024-02-01-preview",
   "type": "Microsoft.ServiceFabric/managedclusters/nodetypes",
   "name": "[concat(parameters('clusterName'), '/', parameters('nodeTypeName'))]",
   "location": "[resourcegroup().location]",
   "dependsOn": [
     "[concat('Microsoft.ServiceFabric/managedclusters/', parameters('clusterName'))]"
   ],
   "properties": {
     ...
     "isPrimary": true,
     "zones": ["1", "2", "3"]
     ...
   }
},
{
   "apiVersion": "2024-02-01-preview",
   "type": "Microsoft.ServiceFabric/managedclusters/nodetypes",
   "name": "[concat(parameters('clusterName'), '/', parameters('nodeTypeNameSecondary'))]",
   "location": "[resourcegroup().location]",
   "dependsOn": [
     "[concat('Microsoft.ServiceFabric/managedclusters/', parameters('clusterName'))]"
   ],
   "properties": {
     ...
     "isPrimary": false,
     "zones": ["1", "2", "3"]
     ...
   }
}

ノードの種類をスケーリングしてゾーン ノードを追加し、リージョン ノードを削除します。

この段階で、Virtual Machine Scale Sets はゾーン回復性としてマークされます。そのため、スケールアップする場合は新しく追加されたノードはゾーンになり、スケールダウンする場合はリージョンノードは削除されます。このアプローチでは、ノードの種類の vmInstanceCount プロパティを調整することで、容量要件に沿った任意の順序で柔軟にスケーリングできます。

たとえば、初期 vmInstanceCount が 6 (6 つのリージョンノードを示す) に設定されている場合、次の 2 つのデプロイを実行できます。
- 最初のデプロイ vmInstanceCount を 12 に増やし、6 つのゾーン ノードを追加します。
- 2 回目のデプロイ vmInstanceCount を 6 に減らして、リージョン ノードをすべて削除します。
プロセス中、getazresiliencystatus API を確認して、以下に図示した進捗状況を取得します。各ノードの種類に最低 6 個のゾーンノードと 0 個のリージョンノードがあれば、プロセスは完了とみなされます。
```
{
"baseResourceStatus" :[
  {
  "resourceName": "sfmccluster1"
  "resourceType": "Microsoft.Storage/storageAccounts"
  "isZoneResilient": true
  },
  {
  "resourceName": "PublicIP-sfmccluster1"
  "resourceType": "Microsoft.Network/publicIPAddresses"
  "isZoneResilient": true
  },
  {
  "resourceName": "ntPrimary"
  "resourceType": "Microsoft.Compute/virutalmachinescalesets"
  "isZoneResilient": false
  "details": "Status: InProgress, ZonalNodes: 6, RegionalNodes: 6"
  },
  {
  "resourceName": "ntSecondary"
  "resourceType": "Microsoft.Compute/virutalmachinescalesets"
  "isZoneResilient": true
  "details": "Status: Done, ZonalNodes: 6, RegionalNodes: 0"
  }
],
"isClusterZoneResilient": false
}
```
Note

ノードを追加または削除するたびに Service Fabric クラスターのアップグレードが開始されるため、プライマリノードの種類のスケーリングプロセスにはさらに時間が必要です。
ゾーン障害に対するクラスターの回復性をマークする

このステップは、ノード型のすべての将来のデプロイが可用性ゾーン間にまたがり、クラスターが AZ (可用性ゾーン) 障害に対して引き続き耐性があるため、将来のデプロイに役立ちます。クラスター ARM テンプレートにzonalResiliency: true を設定し、クラスターをゾーン回復性対応としてマークするためのデプロイを行い、新しいノードの型をデプロイした場合に常に複数の可用性ゾーンにまたがるようにします。この更新は、すべてのノードの種類に少なくとも 6 個のゾーンノードと 0 個のリージョンノードがある場合にのみ許可されます。
```
{
  "apiVersion": "2022-02-01-preview",
  "type": "Microsoft.ServiceFabric/managedclusters",
  "zonalResiliency": "true"
}
```
完了すると、ポータルの [概要 ->Zonal resiliency Trueに類似したプロパティ] の更新された状態を確認することもできます。

すべてのリソースがゾーンの回復性を検証する

マネージドクラスターのリソースの可用性ゾーンの回復状態を検証するには、次の GET API 呼び出しを使用します。

POST https://management.azure.com/subscriptions/{subscriptionId}/resourceGroups/{resourceGroupName}/providers/Microsoft.ServiceFabric/managedClusters/{clusterName}/getazresiliencystatus?api-version=2022-02-01-preview

この API 呼び出しで、次のような応答が得られるはずです。

{
 "baseResourceStatus" :[
   {
   "resourceName": "sfmccluster1"
   "resourceType": "Microsoft.Storage/storageAccounts"
   "isZoneResilient": true
   },
   {
   "resourceName": "PublicIP-sfmccluster1"
   "resourceType": "Microsoft.Network/publicIPAddresses"
   "isZoneResilient": true
   },
   {
     "resourceName": "ntPrimary"
     "resourceType": "Microsoft.Compute/virutalmachinescalesets"
     "isZoneResilient": true
     "details": "Status: Done, ZonalNodes: 6, RegionalNodes: 0"
   },
   {
     "resourceName": "ntSecondary"
     "resourceType": "Microsoft.Compute/virutalmachinescalesets"
     "isZoneResilient": true
     "details": "Status: Done, ZonalNodes: 6, RegionalNodes: 0"
   }
 ],
 "isClusterZoneResilient": true
}

問題が発生した場合は、サポートにお問い合わせください。

Service Fabric マネージドクラスターで FastZonalUpdate を有効にする

Service Fabric マネージドクラスターでは、可用性ゾーンあたりの最大アップグレードドメイン数を減らすことで、クラスターとアプリケーションのアップグレードを高速化できます。現在の既定の構成では、複数の AZ nodetype に最大 15 個のアップグレードドメイン (UD) を含めることができます。この多数の UD によってアップグレード速度が低下していました。新しい構成により最大 UD が減り、更新が高速化され、アップグレードの安全性はそのまま維持されます。

更新するには、ARM テンプレートを介して、zonalUpdateMode プロパティを "fast" に設定し、ノードの追加や各 nodetype へのノードの削除などのノードの種類属性を変更する必要があります (必要な手順 2 と 3 を参照)。 Service Fabric マネージドクラスターリソースの apiVersion は、2022-10-01-preview 以降である必要があります。

新しいプロパティ zonalUpdateMode を使用して ARM テンプレートを変更します。

   "resources": [
        {
            "type": "Microsoft.ServiceFabric/managedClusters",
            "apiVersion": "2022-10-01-preview",
            '''
            "properties": {
                '''
                "zonalResiliency": true,
                "zonalUpdateMode": "fast",
                ...
            }
        }]

クラスターにノードを追加するには、az sf cluster node add PowerShell コマンドを使用します。
クラスターからノードを削除するには、az sf cluster node remove PowerShell コマンドを使用します。

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Availability Zones をまたがる Service Fabric マネージドクラスターのデプロイ

ゾーンの回復性に優れた Azure Service Fabric マネージドクラスターのトポロジ

ネットワーク構成

ゾーンの回復性に優れた Azure Service Fabric マネージドクラスターを有効にする

既存のゾーン回復性がないクラスターをゾーン回復可能に移行する

Service Fabric マネージドクラスターで FastZonalUpdate を有効にする

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