可用性ゾーンを使用する仮想マシンスケールセットを作成する

[アーティクル]
10/07/2023

Azure 可用性ゾーンは、Azure リージョン内の障害から分離された場所であり、冗長な電源、冷却、ネットワークを提供します。これにより、高可用性と、データセンターの障害に対するフォールトトレランスを備えた環境で、アプリケーションを実行できます。 Availability Zones をサポートする Azure リージョンには、少なくとも 3 つの個別のゾーンがあります。各可用性ゾーンは、独立したインフラストラクチャ電源、冷却手段、ネットワークを備えた 1 つまたは複数のデータセンターで構成されます。可用性ゾーンは、ラウンドトリップ待ち時間が 2 ミリ秒未満のハイパフォーマンスネットワークによって接続されます。詳細については、可用性ゾーンの概要に関するページをご覧ください。

データセンターレベルの障害から仮想マシンスケールセットを保護するには、複数の可用性ゾーンにまたがるスケールセットを作成できます。可用性ゾーンを使うには、サポートされている Azure リージョンにスケールセットを作成する必要があります。

可用性ゾーンの設計に関する考慮事項

Virtual Machine Scale Sets では、3 つのゾーンデプロイモデルがサポートされています。

ゾーン冗長またはゾーンスパニング (推奨)
ゾーン単位またはゾーンアライン (単一ゾーン)
地域

ゾーン冗長またはゾーンスパニング

ゾーン冗長またはゾーンスパニングのスケールセットでは、選択されたすべてのゾーンにインスタンスが分散されます ("zones": ["1","2","3"])。既定では、スケールセットはベストエフォートアプローチを実行して、選択されたゾーン間にインスタンスを均等に分散させます。ただし、ユーザーはデプロイで "zoneBalance": "true" を設定することにより、ゾーンのバランスを厳密に取る必要があることを指定できます。各 VM とそのディスクはゾーン単位であるため、特定のゾーンに固定されます。ゾーン間のインスタンスは、低遅延のハイパフォーマンスネットワークによって接続されます。ゾーンの停止または接続の問題が発生した場合、影響を受けるゾーン内のインスタンスへの接続は損なわれる可能性がありますが、他の可用性ゾーン内のインスタンスは影響を受けません。ゾーンの停止中にスケールセットに容量を追加することができ、影響を受けていないゾーンにスケールセットによってインスタンスが追加されます。ゾーンが復元されたら、スケールセットを元の容量にスケールダウンすることが必要になる場合があります。 CPU またはメモリの使用量に基づく自動スケーリングルールを構成するのがベストプラクティスです。自動スケールルールを作成すると、スケールセットは、その 1 つのゾーンでの VM インスタンスの喪失に、残りの動作しているゾーンに新しいインスタンスをスケールアウトすることによって、対応できるようになります。

複数の可用性ゾーン間にインスタンスを分散させると、可用性ゾーンに分散されたインスタンスでは 99.99% の SLA が満たされ、Azure のほとんどのワークロードに推奨されます。

ゾーン単位またはゾーンアライン (単一ゾーン)

ゾーン単位またはゾーンアラインのスケールセットでは、インスタンスは 1 つの可用性ゾーンに配置されます ("zones": ['1'])。各 VM とそのディスクはゾーン単位であるため、特定のゾーンに固定されます。この構成は、主にインスタンス間で低遅延が必要な場合に使われます。

地域

リージョン単位の仮想マシンスケールセットは、ゾーンの割り当てが明示的に設定されていない場合です ("zones"=[] または "zones"=null)。この構成のスケールセットでは、リージョン単位の (ゾーン固定ではない) インスタンスが作成されて、リージョン全体にインスタンスが暗黙的に配置されます。ゾーン間のバランスや分散に関する保証、またはインスタンスが同じ可用性ゾーンに配置される保証はありません。ディスクのコロケーションは、Ultra Disks と Premium v2 ディスクでは保証され、Premium V1 ディスクではベストエフォートで行われ、Standard SKU (SSD または HDD) ディスクでは保証されません。

まれに、ゾーン全体が停止した場合、スケールセット内の一部または全部のインスタンスが影響を受ける可能性があります。

障害ドメインと可用性ゾーン

障害ドメインは、同じ電源、ネットワーク、冷却装置、プラットフォームのメンテナンススケジュールを共有するハードウェアノードの、可用性ゾーンまたはデータセンター内の障害分離グループです。異なる障害ドメイン上にある VM インスタンスが、同じ計画的または計画外の停止の影響を受ける可能性はほとんどありません。ユーザーは、リージョンまたはゾーン内の障害ドメイン間にインスタンスを分散させる方法を指定できます。

最大拡散 (platformFaultDomainCount = 1)
静的固定拡散 (platformFaultDomainCount = 5)
ストレージディスクの障害ドメインに適合した拡散 (platformFaultDomainCount = 2 または 3、リージョンデプロイの場合のみ)

最大拡散を選ぶと、スケールセットは各ゾーン内の可能な限り多くの障害ドメインに VM を拡散します。この拡散では、ゾーンごとの障害ドメインが 5 個より多く、または少なくなる可能性があります。静的固定拡散を使用すると、スケールセットはゾーンごとに 5 個の障害ドメインに VM を拡散します。スケールセットが割り当て要求を満たすためにゾーンごとに 5 個の個別の障害ドメインを見つけられない場合、要求は失敗します。

この方法ではほとんどの場合に最善の拡散を提供するので、ほとんどのワークロードでは最大拡散を使って展開することをお勧めします。個別のハードウェア分離ユニットにレプリカを拡散する必要がある場合は、複数の可用性ゾーンに拡散し、各ゾーン内では最大拡散を利用することを勧めします。

Note

最大拡散では、VM が拡散される障害ドメインの数に関係なく、スケールセット VM インスタンスビューおよびインスタンスメタデータには、既定の 1 つのドメインだけが表示されることに注意してください。各ゾーン内の拡散は暗黙で行われます。

配置グループ

重要

配置グループは、均一オーケストレーションモードで実行されている仮想マシンスケールセットにのみ適用されます。

スケールセットをデプロイするときは、可用性ゾーンごとに 1 つの配置グループ、またはゾーンごとに複数の配置グループのどちらでもデプロイできます。リージョン (非ゾーン) スケールセットでの選択肢は、リージョンに 1 つの配置グループ、またはリージョンに複数の配置グループです。 singlePlacementGroup というスケールセットプロパティが false に設定されている場合、そのスケールセットは、複数の配置グループで構成することができ、0 から 1,000 個の VM が含まれます。既定値の true に設定されている場合、スケールセットは 1 つの配置グループで構成され、0 から 100 個の VM が含まれます。ほとんどのワークロードでは、より大きいスケールに対応できるので、複数の配置グループをお勧めします。 API バージョン 2017-12-01 でのスケールセットの既定値は、単一ゾーンとクロスゾーンのスケールセットについては複数の配置グループですが、リージョン (非ゾーン) スケールセットについては単一の配置グループです。

Note

最大拡散を使う場合は、複数の配置グループを使う必要があります。

ゾーンバランス

最後に、複数のゾーンにまたがって展開されるスケールセットの場合、"ベストエフォートのゾーンバランス" または "厳密なゾーンバランス" を選ぶこともできます。スケールセットが "バランスが取れている" ものと見なされるのは、スケールセットの各ゾーンの VM 数が同じであるか差が 1 つ以内の場合です。次に例を示します。

ゾーン 1 が 2 VM、ゾーン 2 が 3 VM、ゾーン 3 が 3 VM であるスケールセットは、バランスが取れているものと考えられます。 VM 数が異なるゾーンは 1 つのみで、他のゾーンよりも 1 個少ないだけです。
ゾーン 1 が 1 VM、ゾーン 2 が 3 VM、ゾーン 3 が 3 VM であるスケールセットは、バランスが取れていないものと考えられます。ゾーン 1 の VM 数は、ゾーン 2 および 3 と比べて 2 個少ないです。

スケールセットでの VM の作成は成功するかもしれませんが、それらの VM での拡張機能はデプロイに失敗します。スケールセットのバランスが取れているかどうかを判断するとき、これらの拡張機能が失敗する VM もカウントされます。たとえば、ゾーン 1 が 3 VM、ゾーン 2 が 3 VM、ゾーン 3 が 3 VM であるスケールセットは、ゾーン 1 のすべての拡張機能が失敗し、ゾーン 2 と 3 のすべての拡張機能が成功した場合でも、バランスが取れているものと見なされます。

ベストエフォートのゾーンバランスでは、スケールセットはバランスを維持しながらスケールインとスケールアウトを試みます。ただし、何らかの理由によりゾーンバランスが不可能な場合 (たとえば、1 つのゾーンがダウンして、スケールセットがそのゾーンに新しい VM を作成できなくなった場合)、スケールセットは、スケールインまたはスケールアウトを成功させるため、一時的なアンバランスを許可します。後続のスケールアウトの試行では、スケールセットは、スケールセットのバランスを取るために VM を増やす必要があるゾーンに VM を追加します。同様に、後続のスケールインの試行では、スケールセットは、スケールセットのバランスを取るために VM を少なくする必要があるゾーンから VM を削除します。 "厳密なゾーンバランス" では、実行することによってバランスが崩れるスケールインまたはスケールアウトの試行はすべて失敗します。

ベストエフォートのゾーンバランスを使うには、zoneBalance を false に設定します。この設定は API バージョン 2017-12-01 の既定値です。厳密なゾーンバランスを使うには、zoneBalance を true に設定します。

Note

zoneBalance プロパティを設定できるのは、スケールセットの zones プロパティに複数のゾーンが含まれている場合のみです。ゾーンが指定されていない場合、またはゾーンが 1 つしか指定されていない場合は、zoneBalance プロパティを設定しないでください。

ゾーンスパニングまたはゾーン単位のスケールセットを作成する

仮想マシンスケールセットを展開するときは、1 つのリージョン内の単一の可用性ゾーンまたは複数のゾーンを使うことができます。

次のいずれかの方法で、可用性ゾーンを使うスケールセットを作成できます。

Azure Portal
Azure CLI
Azure PowerShell
Azure リソースマネージャーのテンプレート

Azure ポータルの使用

可用性ゾーンを使うスケールセットを作成するプロセスは、使用の開始に関する記事で詳しく説明されているものと同じです。次の例で示すように、サポートされている Azure リージョンを選ぶときに、使用可能なゾーンの 1 つ以上にスケールセットを作成できます。

単一の可用性ゾーンにスケールセットを作成する

スケールセットと、Azure ロードバランサーやパブリック IP アドレスなどのそれをサポートするリソースは、指定した 1 つのゾーンに作成されます。

Azure CLI の使用

可用性ゾーンを使うスケールセットを作成するプロセスは、使用の開始に関する記事で詳しく説明されているものと同じです。可用性ゾーンを使うには、サポートされている Azure リージョンにスケールセットを作成する必要があります。

--zones パラメーターを az vmss create コマンドに追加して、使うゾーンを指定します (ゾーン 1、2、3 など)。

az vmss create \
    --resource-group myResourceGroup \
    --name myScaleSet \
    --image <SKU Image> \
    --upgrade-policy-mode automatic \
    --admin-username azureuser \
    --generate-ssh-keys \
    --zones 1 2 3

指定したゾーンにスケールセットのすべてのリソースと VM が作成および構成されるのに、数分かかります。ゾーン冗長スケールセットとネットワークリソースの完全な例については、こちらのサンプル CLI スクリプトをご覧ください

Azure PowerShell の使用

可用性ゾーンを使うには、サポートされている Azure リージョンにスケールセットを作成する必要があります。 -Zone パラメーターを New-AzVmssConfig コマンドに追加し、使うゾーン (1 つまたは複数) を指定します (ゾーン 1、2、3 など)。

New-AzVmss `
  -ResourceGroupName "myResourceGroup" `
  -Location "EastUS2" `
  -VMScaleSetName "myScaleSet" `
  -VirtualNetworkName "myVnet" `
  -SubnetName "mySubnet" `
  -PublicIpAddressName "myPublicIPAddress" `
  -LoadBalancerName "myLoadBalancer" `
  -UpgradePolicy "Automatic" `
  -Zone "1", "2", "3"

Azure リソースマネージャーテンプレートの使用

可用性ゾーンを使うスケールセットを作成するプロセスは、Linux または Windows での使用の開始に関する記事で詳しく説明されているものと同じです。

{
  "type": "Microsoft.Compute/virtualMachineScaleSets",
  "name": "myScaleSet",
  "location": "East US 2",
  "apiVersion": "2017-12-01",
  "zones": [
        "1",
        "2",
        "3"
      ]
}

パブリック IP アドレスまたはロードバランサーを作成する場合、ゾーン冗長ネットワークリソースを作成するには、"sku": {"name":"Standard"} プロパティを指定します。また、ネットワークセキュリティグループとルールを作成して、すべてのトラフィックを許可する必要があります。詳しくは、「Azure Load Balancer Standard の概要」および「Standard Load Balancer と可用性ゾーン」をご覧ください。

ゾーン冗長スケールセットとネットワークリソースの完全な例については、Resource Manager テンプレートのサンプルをご覧ください。

Availability Zones を追加するようにスケールセットを更新する

スケールを変更して、VM インスタンスを分散させるゾーンを拡張できます。拡張すると、リージョンの可用性 SLA (99.95%) と比べてさらに高いゾーンの可用性 SLA (99.99%) を利用できます。または、スケールセットの作成時には使用できなかった新しい可用性ゾーンを利用するには、スケールセットを拡張します。

重要

可用性ゾーンを追加するための Virtual Machine Scale Sets の更新は、現在プレビュー段階です。プレビュー版は、追加の使用条件に同意することを条件に使用できます。この機能の一部の側面は、一般公開 (GA) 前に変更される可能性があります。

重要

この機能は、Virtual Machine Scale Sets でのステートレスワークロードを対象としています。ステートフルワークロードを含むスケールセット、または Service Fabric または Azure Kubernetes Services で使われるスケールセットは、ゾーン拡張ではサポートされていません。

この機能は、API バージョン 2023-03-01 以降で使用できます。

サブスクリプションでゾーン拡張機能を使用できるようにする

サブスクリプションで 4 つの機能フラグに登録する必要があります。

Azure CLI
Azure PowerShell

az feature register --namespace Microsoft.Compute --name VmssAllowRegionalToZonalMigration
az feature register --namespace Microsoft.Compute --name VmssAllowExpansionOfAvailabilityZones
az feature register --namespace Microsoft.Compute --name VmssFlexAllowExpansionOfAvailabilityZones
az feature register --namespace Microsoft.Compute --name VmssFlexAllowRegionalToZonalMigration

次のようにして、各機能の登録状態をチェックできます。

az feature show --namespace Microsoft.Compute --name \<feature-name\>

Register-AzProviderPreviewFeature -Name VmssAllowRegionalToZonalMigration -ProviderNamespace Microsoft.Compute
Register-AzProviderPreviewFeature -Name VmssAllowExpansionOfAvailabilityZones -ProviderNamespace Microsoft.Compute
Register-AzProviderPreviewFeature -Name VmssFlexAllowExpansionOfAvailabilityZones -ProviderNamespace Microsoft.Compute
Register-AzProviderPreviewFeature -Name VmssFlexAllowRegionalToZonalMigration -ProviderNamespace Microsoft.Compute

次のようにして、各機能の登録状態をチェックできます。

Get-AzProviderPreviewFeature -Name <feature-name> -ProviderNamespace Microsoft.Compute

可用性ゾーンを使用するようにスケールセットを拡張する

スケールセットを更新して、1 つ以上、リージョンでサポートされている可用性ゾーンの数までの追加の可用性ゾーンに、インスタンスをスケールアウトできます。ゾーンをサポートするリージョンの場合、ゾーンの最小数は 3 です。

重要

スケールセットを追加ゾーンに拡張しても、元のインスタンスは移行または変更されません。スケールアウトすると、新しいインスタンスが作成され、選択した Availability Zones に均等に分散されます。スケールセットをスケールインすると、リージョンインスタンスから優先して削除されます。その後、インスタンスは、Policy のスケールに基づいて削除されます。

ゾーンスケールセットへの拡張は、3 つのステップで行われます。

ゾーンの拡張を準備する
スケールセットで zones パラメーターを更新する
新しいゾーンインスタンスを追加し、元のインスタンスを削除する

ゾーンの拡張を準備する

警告

この機能により、スケールセットにゾーンを追加できます。リージョンスケールセットに戻したり、追加されたゾーンを削除したりすることはできません。

ゾーン拡張の準備を行うには:

選択したリージョン内の VM サイズに、さらに多くのインスタンスを処理するための十分なクォータがあることを確認します。
使っている VM サイズとディスクの種類が、目的のすべてのゾーンで利用できることを確認します。 Compute Resources SKUs API を使って、どのゾーンでどのサイズを利用できるかを確認できます
スケールセットの構成がゾーンスケールセットに対して有効であることを検証します。
- platformFaultDomainCount が 1 または 5 に設定されている必要があります。 2 または 3 個の障害ドメインを使用する固定分散は、ゾーンデプロイではサポートされていません。
- 容量予約は、ゾーン拡張の間はサポートされません。スケールセットが完全にゾーン単位になったら (リージョンインスタンスがなくなった場合)、スケールセットに容量予約グループを追加できます。
- Azure Dedicated Host のデプロイはサポートされていません。

スケールセットで zones パラメーターを更新する

zones パラメーターを変更するにはスケールセットを更新します。

更新するスケールセットに移動します
スケールセットのランディングページの [プロパティ] タブで、[可用性ゾーン] プロパティを見つけて、[編集] を選びます
[場所の編集] ダイアログボックスで、目的のゾーンを選びます
[適用] を選択します

az vmss update --set zones=["1","2","3"] -n < myScaleSet > -g < myResourceGroup >

# Get the Virtual Machine Scale Set object
$vmss = Get-AzVmss -ResourceGroupName < resource-group-name > -VMScaleSetName < vmss-name >

# Update the zones parameter
$vmss.Zones = [Collections.Generic.List[string]]('1','2','3')

# Apply the changes
Update-AzVmss -ResourceGroupName < resource-group-name > -VMScaleSetName < vmss-name > -VirtualMachineScaleSet $vmss

PATCH /subscriptions/subscriptionid/resourceGroups/resourcegroupo/providers/Microsoft.Compute/virtualMachineScaleSets/myscaleset?api-version=2023-03-01

```javascript
{
  "zones": [
    "1",
    "2",
    "3"
  ]
}

新しいゾーンインスタンスを追加し、元のインスタンスを削除する

手動でスケールアウトとスケールインを行う

インスタンスを追加するには、スケールセットの容量を更新します。新しい容量は、元の容量と新しいインスタンスの数に設定する必要があります。たとえば、スケールセットに 5 つのリージョンインスタンスがあり、3 つの各ゾーンに 3 つのインスタンスが含まれるようにスケールアウトする場合は、容量を 14 に設定する必要があります。

zones パラメーターとスケールセットの容量は、同じ ARM テンプレートまたは REST API 呼び出しで更新できます。

新しいインスタンスの準備ができたら、スケールセットをスケールインして、元のリージョンインスタンスを削除します。特定のリージョンインスタンスを手動で削除するか、スケールセットの容量を減らしてスケールインすることができます。スケールセットの容量を減らすことでスケールインすると、プラットフォームは常にリージョンインスタンスの削除を優先してから、スケールインポリシーに従います。

ローリングアップグレードと MaxSurge を使用して自動化する

ローリングアップグレードと MaxSurge を使うと、新しいゾーンインスタンスが作成され、最新のスケールモデルで最新の状態に一括更新されます。新しいインスタンスのバッチがスケールセットに追加され、正常であると報告されると、古いインスタンスのバッチがスケールセットから自動的に削除されます。すべてのインスタンスが最新の状態になるまで更新が続けられます。

重要

ローリングアップグレードと MaxSurge は、現在パブリックプレビュー段階です。 VMSS 均一オーケストレーションモードでのみ使用できます。

既知の問題と制限事項

この機能の対象は、Virtual Machine Scale Sets でのステートレスワークロードです。
Service Fabric または Azure Kubernetes Service を実行しているスケールセットはサポートされていません。
ゾーンを削除または置換することはできず、ゾーンの追加だけができます
ゾーンスパニングまたはゾーン単位のスケールセットからリージョンスケールセットに更新することはできません。
platformFaultDomainCount が 1 または 5 に設定されている必要があります。 2 または 3 個の障害ドメインを使用する固定分散は、ゾーンデプロイではサポートされていません。
容量予約は、ゾーン拡張の間はサポートされません。スケールセットが完全にゾーン単位になったら (リージョンインスタンスがなくなった場合)、スケールセットに容量予約グループを追加できます。
Azure Dedicated Host のデプロイはサポートされていません

次のステップ

可用性ゾーンにスケールセットを作成したので、次に、仮想マシンスケールセットにアプリケーションを展開する方法または仮想マシンスケールセットで自動スケールを使用する方法を学習できます。

可用性ゾーンを使用する仮想マシン スケール セットを作成する

可用性ゾーンの設計に関する考慮事項

ゾーン冗長またはゾーン スパニング

ゾーン単位またはゾーン アライン (単一ゾーン)

地域

障害ドメインと可用性ゾーン

配置グループ

ゾーン バランス

ゾーン スパニングまたはゾーン単位のスケール セットを作成する

Azure ポータルの使用

Azure CLI の使用

Azure PowerShell の使用

Azure リソース マネージャー テンプレートの使用

Availability Zones を追加するようにスケール セットを更新する

サブスクリプションでゾーン拡張機能を使用できるようにする

可用性ゾーンを使用するようにスケール セットを拡張する

ゾーンの拡張を準備する

スケール セットで zones パラメーターを更新する

新しいゾーン インスタンスを追加し、元のインスタンスを削除する

手動でスケールアウトとスケールインを行う

ローリング アップグレードと MaxSurge を使用して自動化する

既知の問題と制限事項

次のステップ

その他のリソース

可用性ゾーンを使用する仮想マシンスケールセットを作成する

ゾーン冗長またはゾーンスパニング

ゾーン単位またはゾーンアライン (単一ゾーン)

ゾーンバランス

ゾーンスパニングまたはゾーン単位のスケールセットを作成する

Azure リソースマネージャーテンプレートの使用

Availability Zones を追加するようにスケールセットを更新する

可用性ゾーンを使用するようにスケールセットを拡張する

スケールセットで zones パラメーターを更新する

新しいゾーンインスタンスを追加し、元のインスタンスを削除する

ローリングアップグレードと MaxSurge を使用して自動化する