Udostępnij za pośrednictwem

Architektura bez przełącznika magazynu lokalnego platformy Azure

Lokalna platforma Azure
Azure Arc
Azure Key Vault
Azure Monitor
Microsoft Defender for Cloud

Ten artykuł jest częścią serii, która opiera się na architekturze referencyjnej lokalnego punktu odniesienia platformy Azure azure. Aby skutecznie wdrożyć usługę Azure Local przy użyciu projektu bez przełącznika magazynu , ważne jest, aby zrozumieć architekturę punktu odniesienia. Ten proces obejmuje zapoznanie się z wyborami projektowymi klastra dla węzłów fizycznych, które zapewniają lokalne możliwości obliczeniowe, magazynowe i sieciowe. Ta wiedza ułatwia zidentyfikowanie niezbędnych zmian w przypadku pomyślnego wdrożenia. Wskazówki zawarte w tym artykule dotyczą wdrożeń bez przełączania magazynu z dwoma węzłami, trzema węzłami lub czterema węzłami , z wymaganiem, które należy wprowadzić niezbędne korekty na podstawie liczby węzłów fizycznych w wystąpieniu, które mogą mieścić się w zakresie między dwoma węzłami a czterema węzłami w skali.

Projekt sieci bez przełącznika magazynu eliminuje wymaganie, aby przełączniki sieciowe klasy magazynu łączyły porty karty sieciowej używane na potrzeby ruchu magazynu. Zamiast tego węzły są bezpośrednio połączone za pomocą Ethernet. Ta konfiguracja jest często używana w scenariuszach sprzedaży detalicznej, produkcji lub biura zdalnego. Ta konfiguracja jest również odpowiednia dla mniejszych przypadków użycia brzegowych, które nie mają lub nie wymagają rozbudowanych przełączników sieciowych centrum danych na potrzeby ruchu replikacji magazynu.

Ta architektura referencyjna zawiera niezależne od obciążeń wskazówki i zalecenia dotyczące konfigurowania platformy Azure Local jako odpornej platformy infrastruktury do wdrażania obciążeń zwirtualizowanych i zarządzania nimi. Aby uzyskać więcej informacji na temat wzorców architektury obciążenia zoptymalizowanych pod kątem uruchamiania w usłudze Azure Local, zobacz zawartość znajdującą się w menu nawigacji obciążenia lokalne platformy Azure.

Ta architektura jest punktem wyjścia dla wystąpienia lokalnego platformy Azure, które korzysta z projektu sieci bez przełącznika magazynu. Aplikacje obciążeń wdrożone w wystąpieniu lokalnym platformy Azure powinny być dobrze zaprojektowane. Takie podejście obejmuje wdrażanie wielu wystąpień w celu zapewnienia wysokiej dostępności wszystkich krytycznych usług obciążeń oraz implementowanie odpowiednich mechanizmów kontroli ciągłości działania i odzyskiwania po awarii (BCDR), takich jak regularne kopie zapasowe i możliwości trybu failover odzyskiwania po awarii. Aby skoncentrować się na platformie infrastruktury HCI, te aspekty projektowania obciążenia są celowo wykluczone z tego artykułu. Aby uzyskać więcej informacji na temat wytycznych i zaleceń dotyczących pięciu filarów platformy Azure Well-Architected Framework, zobacz przewodnik Azure Local Well-Architected Framework.

Układ artykułu

Architektura Decyzje projektowe podejście Well-Architected Framework
▪ diagram architektury
▪ Potencjalne przypadki użycia
▪ Wdrażanie tego scenariusza
▪ Wybór projektu klastra
▪ sieci
▪ optymalizacja kosztów
▪ wydajność

Napiwek

Logo usługi GitHub W tej implementacji referencyjnej opisano, jak wdrożyć bez przełącznika magazynu bez przełącznika platformy Azure wystąpienie lokalne platformy Azure przy użyciu szablonu usługi ARM i pliku parametrów.

Architektura

Diagram przedstawiający wystąpienie lokalne platformy Azure z trzema węzłami, które korzysta z architektury magazynu bez przełączników i ma dwa przełączniki ToR na potrzeby łączności zewnętrznej.

Aby uzyskać więcej informacji na temat tych zasobów, zobacz Powiązane zasoby.

Potencjalne przypadki użycia

Użyj tego projektu i projektów opisanych w lokalnej architektury referencyjnej punktu odniesienia platformy Azure, aby spełnić następujące wymagania dotyczące przypadków użycia:

  • Wdrażanie zwirtualizowanych lub opartych na kontenerach obciążeń brzegowych o wysokiej dostępności i zarządzanie nimi, które są wdrażane w jednej lokalizacji, aby umożliwić działanie aplikacji i usług o krytycznym znaczeniu dla działania w sposób odporny, ekonomiczny i skalowalny.

  • Projekt sieci bez przełącznika magazynu eliminuje wymóg wdrożenia przełączników sieciowych klasy magazynu w celu połączenia portów karty sieciowej używanych do ruchu magazynu.

  • Można użyć projektu sieci bez przełącznika magazynu, aby zmniejszyć koszty związane z zakupem i konfiguracją przełączników sieciowych klasy magazynu dla ruchu magazynu, ale zwiększa liczbę portów kart sieciowych wymaganych w maszynach fizycznych.

Składniki architektury

Zasoby architektury pozostają w większości niezmienione z architektury referencyjnej punktu odniesienia. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz zasoby platformy i platformy pomocnicze używane na potrzeby wdrożeń lokalnych platformy Azure.

Opcje projektowania klastra

Aby uzyskać wskazówki i zalecenia dotyczące wyboru projektu wystąpienia lokalnego platformy Azure, zapoznaj się z architekturą referencyjną punktu odniesienia. Użyj tych szczegółowych informacji i narzędzia lokalnego rozmiaru platformy Azure, aby odpowiednio skalować wystąpienie lokalne platformy Azure zgodnie z wymaganiami dotyczącymi obciążenia.

W przypadku korzystania z projektu bez przełącznika magazynu należy pamiętać, że cztery węzły są obsługiwanym maksymalnym rozmiarem wystąpienia. To ograniczenie jest kluczowym czynnikiem do wyboru projektu wystąpienia, ponieważ należy upewnić się, że wymagania dotyczące pojemności obciążenia nie przekraczają możliwości pojemności fizycznej specyfikacji wystąpienia z czterema węzłami. Ponieważ nie można wykonać gestu dodawania węzła w celu rozszerzenia wystąpienia bez przełącznika magazynu poza czterema węzłami, ważne jest, aby wcześniej zrozumieć wymagania dotyczące pojemności obciążenia i zaplanować przyszły wzrost. Dzięki temu możesz mieć pewność, że obciążenie nie przekracza pojemności magazynu i mocy obliczeniowej w oczekiwanym okresie trwania sprzętu wystąpienia lokalnego platformy Azure.

Ostrożność

Maksymalny obsługiwany rozmiar wystąpienia dla architektury sieci bez przełącznika magazynu to cztery węzły fizyczne (maszyny). Pamiętaj, aby wziąć pod uwagę ten limit w fazie projektowania wystąpienia, takie jak uwzględnienie obecnych i przyszłych wymagań dotyczących pojemności wzrostu dla obciążenia.

Projekt sieci

Projekt sieci odnosi się do ogólnego układu składników fizycznych i logicznych w sieci. W konfiguracji bez przełącznika magazynu z trzema węzłami dla usługi Azure Local trzy węzły fizyczne są połączone bezpośrednio bez użycia przełącznika zewnętrznego dla ruchu magazynu. Te bezpośrednie połączenia ethernetowe upraszczają projektowanie sieci, zmniejszając złożoność, ponieważ nie ma potrzeby definiowania ani stosowania konfiguracji jakości usługi i priorytetyzacji magazynu na przełącznikach. Technologie, które stanowią podstawę bezstratnej komunikacji RDMA, takie jak jawne powiadomienie o przeciążeniu (ECN), kontrola przepływu priorytetu (PFC) lub jakość usług (QoS), które są wymagane dla roCE v2 i iWARP, nie są potrzebne. Jednak ta konfiguracja obsługuje maksymalnie cztery maszyny, co oznacza, że nie można skalować wystąpienia przez dodanie kolejnych węzłów po wdrożeniu dla istniejącego wystąpienia bez przełącznika magazynu z czterema węzłami.

Nuta

Ta architektura bez przełącznika magazynu z trzema węzłami wymaga sześciu portów karty sieciowej w celu zapewnienia nadmiarowych linków dla wszystkich intencji sieciowych. Należy to wziąć pod uwagę, jeśli planujesz użyć małej jednostki SKU form-factor lub jeśli w obudowie serwera jest ograniczona ilość miejsca fizycznego dla dodatkowych kart sieciowych. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z preferowanym partnerem producenta sprzętu.

Wystąpienie lokalne platformy Azure bez przełącznika magazynu z czterema węzłami wymagałoby ośmiu portów karty sieciowej na węzeł; sześć portów dla intencji magazynu i dwa porty dla intencji zarządzania i obliczeń.

Topologia sieci fizycznej

Topologia sieci fizycznej przedstawia rzeczywiste połączenia fizyczne między węzłami i składnikami sieci. Połączenia między węzłami i składnikami sieciowymi dla bez przełącznika magazynu trzywęzłowego wdrożenia lokalnego platformy Azure to:

  • Trzy węzły (lub węzły):

    • Każdy węzeł jest serwerem fizycznym, który działa w systemie operacyjnym Azure Stack HCI.

    • Każdy węzeł wymaga łącznie sześciu portów karty sieciowej: cztery porty obsługujące funkcję RDMA dla magazynu i dwa porty do zarządzania i obliczeń.

  • Ruch magazynu:

    • Każdy z trzech węzłów jest połączony za pośrednictwem dwóch dedykowanych fizycznych portów karty sieciowej dla magazynu. Na poniższym diagramie przedstawiono ten proces.

    • Porty karty sieciowej magazynu łączą się bezpośrednio z każdym węzłem przy użyciu Ethernet w celu utworzenia architektury sieci pełnej siatki dla ruchu magazynu.

    • Ten projekt zapewnia nadmiarowość łączy, dedykowane małe opóźnienia, wysoką przepustowość i wysoką przepływność.

    • Węzły w wystąpieniu lokalnym platformy Azure komunikują się bezpośrednio za pośrednictwem tych linków w celu obsługi ruchu replikacji magazynu, znanego również jako ruch wschodnio-zachodni.

    • Ta bezpośrednia komunikacja eliminuje konieczność korzystania z dodatkowych portów przełącznika sieciowego dla magazynu i eliminuje konieczność zastosowania konfiguracji QoS lub PFC dla ruchu SMB Direct lub RDMA na przełącznikach sieciowych.

    • Zapoznaj się z partnerem producenta sprzętu lub dostawcą karty sieciowej (NIC), aby uzyskać informacje o zalecanych sterownikach systemu operacyjnego, wersjach oprogramowania układowego lub ustawieniach oprogramowania układowego dla konfiguracji sieciowej bez przełącznika połączenia.

  • Dwa przełączniki typu Top-of-Rack (ToR):

    • Ta konfiguracja jest bez przełączników dla ruchu magazynu, ale nadal wymaga przełączników ToR dla łączności zewnętrznej. Ta łączność jest nazywana ruchem północno-południowym i obejmuje intencję zarządzania klastrem oraz intencje obliczeniowe obciążenia.

    • Pasma do przełączników z każdego węzła używają dwóch portów karty sieciowej. Ethernet łączą te porty, jeden z każdym przełącznikiem ToR, aby zapewnić nadmiarowość łącza.

    • Zalecamy użycie podwójnych przełączników ToR w celu zapewnienia nadmiarowości operacji obsługi i równoważenia obciążenia na potrzeby komunikacji zewnętrznej.

  • Łączność zewnętrzna:

    • Podwójne przełączniki toR łączą się z siecią zewnętrzną, taką jak wewnętrzna firmowa sieć LAN, i używają urządzenia sieciowego brzegowego, takiego jak zapora lub router, w celu zapewnienia dostępu do wymaganych adresów URL ruchu wychodzącego.

    • Dwa przełączniki toR obsługują ruch północno-południowy dla wystąpienia lokalnego platformy Azure, w tym ruch związany z intencjami zarządzania i obliczeń.

      Diagram trzywęźle wystąpienia lokalnego platformy Azure z architekturą magazynu bez przełączników i dwoma przełącznikami ToR na potrzeby łączności zewnętrznej.

Topologia sieci logicznej

Topologia sieci logicznej zawiera omówienie sposobu przepływu danych sieciowych między urządzeniami, niezależnie od ich połączeń fizycznych. Poniższa lista zawiera podsumowanie konfiguracji logicznej dla wystąpienia lokalnego platformy Azure bez przełącznika magazynu z trzema węzłami:

  • Przełączniki Podwójne toR:

    • Przed wdrożeniem klastra należy skonfigurować dwa przełączniki sieciowe toR z wymaganymi identyfikatorami sieci VLAN i ustawieniami maksymalnej jednostki transmisji (MTU) dla portów zarządzania i obliczeń. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz wymagania dotyczące sieci fizycznej lub poproś partnera integratora sprzętu przełącznika lub integratora systemów (SI), aby uzyskać pomoc.

  • Usługa Azure Local stosuje automatyzację sieci i konfigurację sieci opartą na intencjach przy użyciu usługi Network ATC.

    • Usługa Network ATC została zaprojektowana w celu zapewnienia optymalnej konfiguracji sieci i przepływu ruchu przy użyciu intencji ruchu sieciowego. Usługa Network ATC definiuje, które fizyczne porty karty sieciowej są używane dla różnych intencji ruchu sieciowego (lub typów), takich jak dla klastra zarządzania, obciążenia obliczeniowychi intencji magazynu klastra.

    • Zasady oparte na intencjach upraszczają wymagania dotyczące konfiguracji sieci, automatyzując konfigurację sieci węzła na podstawie danych wejściowych parametrów określonych w ramach procesu wdrażania w chmurze lokalnej platformy Azure.

  • Komunikacja zewnętrzna:

    • Gdy węzły lub obciążenie muszą komunikować się zewnętrznie przez uzyskanie dostępu do firmowej sieci LAN, Internetu lub innej usługi, są one kierowane przy użyciu przełączników podwójnych tor. Ten proces został opisany w poprzedniej sekcji Topologia sieci fizycznej.

    • Gdy dwa przełączniki tor działają jako urządzenia warstwy 3, obsługują routing i zapewniają łączność poza klastrem z urządzeniem granicznym brzegowym, takim jak zapora lub router.

    • Intencja sieci zarządzania używa interfejsu wirtualnego Set (Converged Switch Embedded Teaming), który umożliwia zasobom płaszczyzny sterowania i adresowi IP zarządzania klastrem komunikację zewnętrzną.

    • W przypadku intencji sieci obliczeniowej można utworzyć co najmniej jedną sieć logiczną na platformie Azure z określonymi identyfikatorami sieci VLAN dla danego środowiska. Zasoby obciążenia, takie jak maszyny wirtualne, używają tych identyfikatorów w celu udzielenia dostępu do sieci fizycznej. Sieci logiczne używają dwóch fizycznych portów karty sieciowej, które są zbieżne przy użyciu zestawu dla intencji obliczeniowych i zarządzania.

  • Ruch magazynu:

Wymagania dotyczące adresów IP

Aby wdrożyć konfigurację bez przełącznika magazynu z trzema węzłami usługi Azure Local z dwoma linkami dla połączeń między magazynami, platforma infrastruktury klastra wymaga przydzielenia co najmniej 20 x adresów IP. Jeśli używasz urządzenia maszyny wirtualnej dostarczonego przez partnera producenta sprzętu, lub jeśli używasz mikrosegmentacji lub sieci zdefiniowanej przez oprogramowanie (SDN). Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Zapoznaj się z wymaganiami dotyczącymi adresów IP wzorca referencyjnego magazynu z trzema węzłami dla usługi Azure Local.

Podczas projektowania i planowania wymagań dotyczących adresów IP dla usługi Azure Local pamiętaj, aby uwzględnić dodatkowe adresy IP lub zakresy sieci wymagane dla obciążenia poza wymaganiami dotyczącymi lokalnego wystąpienia i składników infrastruktury platformy Azure. Jeśli planujesz używać usług Azure Kubernetes Services (AKS) w usłudze Azure Local, zobacz AKS włączone przez wymagania dotyczące sieci usługi Azure Arc.

Zagadnienia dotyczące

Te zagadnienia obejmują implementację filarów platformy Azure Well-Architected Framework, która jest zestawem wytycznych, które mogą służyć do poprawy jakości obciążenia. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Microsoft Azure Well-Architected Framework.

Ważny

Zapoznaj się z zagadnieniami dotyczącymi platformy Well-Architected Opisanymi w lokalnej architektury referencyjnej punktu odniesienia platformy Azure.

Optymalizacja kosztów

Optymalizacja kosztów dotyczy sposobów zmniejszenia niepotrzebnych wydatków i poprawy wydajności operacyjnej. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Lista kontrolna przeglądu projektu dlaoptymalizacji kosztów.

Zagadnienia dotyczące optymalizacji kosztów obejmują:

  • Połączenia między klastrami bez przełączników a połączenia między klastrami opartymi na przełącznikach. Topologia połączenia bez przełącznika składa się z połączeń między kartami sieciowymi obsługującymi funkcję RDMA z dwoma portami w każdym węźle w celu utworzenia pełnej siatki. Każdy węzeł ma dwa bezpośrednie połączenia z każdym innym węzłem. Chociaż ta implementacja jest prosta, jest obsługiwana tylko w wystąpieniach z dwoma węzłami, trzema węzłami lub czterema węzłami. Wystąpienie lokalne platformy Azure z co najmniej pięcioma węzłami wymaga architektury sieci przełączonej w magazynie . Za pomocą tej architektury można dodać więcej węzłów po wdrożeniu, w przeciwieństwie do projektu bez przełącznika magazynu, który nie obsługuje operacji dodawania węzłów.

Wydajność

Wydajność to zdolność obciążenia do zaspokojenia wymagań, które są na nim nakładane przez użytkowników w wydajny sposób. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Lista kontrolna przeglądu projektu pod kątem wydajności.

Zagadnienia dotyczące wydajności obejmują:

  • Zapoznaj się z obsługiwanymi scenariuszami operacji dodawania węzłów dla usługi Azure Local, w szczególności wymagania dotyczące architektury sieci magazynu podczas zwiększania skali (add-node) istniejącego wystąpienia lokalnego platformy Azure. Aspekt planowania pojemności fazy projektowania ma kluczowe znaczenie w przypadku korzystania z architektury bez przełącznika magazynu, jeśli nie możesz dodać dodatkowych węzłów po wdrożeniu klastra.

  • Nie można zwiększyć skali (ani wykonać operacji dodawania węzła) istniejącego bez przełącznika magazynu bez przełączania bez przełącznika platformy Azure lokalnego wystąpienia platformy Azure bez ponownego wdrażania wystąpienia i dodawania dodatkowych funkcji sieciowych, takich jak przełączniki sieciowe, porty i dla ruchu magazynu oraz inne wymagane maszyny. Cztery węzły to maksymalny obsługiwany rozmiar wystąpienia dla projektu sieci bez przełącznika magazynu. Należy uwzględnić to ograniczenie w fazie projektowania wystąpienia, aby zapewnić, że sprzęt może obsługiwać przyszły wzrost pojemności obciążenia.

  • Zapoznaj się z obsługiwanymi scenariuszami operacji dodawania węzłów dla usługi Azure Local, w szczególności wymagania dotyczące architektury sieci magazynu podczas zwiększania skali (dodawania węzłów) istniejącego wystąpienia lokalnego platformy Azure. Aspekt planowania pojemności fazy projektowania ma kluczowe znaczenie w przypadku korzystania z architektury bez przełącznika magazynu, jeśli nie możesz dodać dodatkowych węzłów po wdrożeniu klastra.

Wdróż ten scenariusz

Aby uzyskać więcej informacji na temat projektowania, pozyskiwania i wdrażania rozwiązania lokalnego platformy Azure, zobacz sekcję Wdrażanie tego scenariusza w architekturze referencyjnej lokalnego punktu odniesienia platformy Azure .

Użyj następującego szablonu automatyzacji wdrażania jako przykładu wdrażania usługi Azure Local przy użyciu architektury bez przełącznika magazynu z trzema węzłami.

Napiwek

GitHub logoGitHub logoAutomatyzacja wdrażania: w tym szablonie referencyjnym opisano sposób wdrażania rozwiązania lokalnego bez przełącznika magazynu z trzema węzłami przy użyciu szablonu usługi ARM i pliku parametrów.

Następne kroki

Dokumentacja produktu:

Dokumentacja produktu dla określonych usług platformy Azure:

Moduły microsoft Learn: