Samouczek: równoważenie obciążenia maszyn wirtualnych pod kątem wysokiej dostępności
Dotyczy: ✔️ Maszyny wirtualne z systemem Linux — elastyczne zestawy ✔️ skalowania
Równoważenie obciążenia zwiększa dostępność dzięki rozdzieleniu żądań przychodzących pomiędzy wiele maszyn wirtualnych. W tym samouczku poznasz poszczególne składniki modułu równoważenia obciążenia platformy Azure, które dystrybuują ruch i zapewniają wysoką dostępność. Omawiane kwestie:
- Tworzenie modułu równoważenia obciążenia
- Tworzenie sondy kondycji
- Tworzenie reguł ruchu
- Instalowanie podstawowej aplikacji Node.js przy użyciu pakietu cloud-init
- Tworzenie maszyn wirtualnych i dołączanie ich do modułu równoważenia obciążenia
- Wyświetlanie modułu równoważenia obciążenia w akcji
- Dodawanie i usuwanie maszyn wirtualnych z modułu równoważenia obciążenia
W tym samouczku jest używany interfejs wiersza polecenia w usłudze Azure Cloud Shell, który jest stale aktualizowany do najnowszej wersji. Aby otworzyć Cloud Shell, wybierz pozycję Wypróbuj w górnej części dowolnego bloku kodu.
Jeśli zdecydujesz się zainstalować interfejs wiersza polecenia i korzystać z niego lokalnie, ten samouczek będzie wymagał interfejsu wiersza polecenia platformy Azure w wersji 2.0.30 lub nowszej. Uruchom polecenie az --version, aby dowiedzieć się, jaka wersja jest używana. Jeśli konieczna będzie instalacja lub uaktualnienie, zobacz Instalowanie interfejsu wiersza polecenia platformy Azure.
Omówienie modułu równoważenia obciążenia platformy Azure
Moduł równoważenia obciążenia platformy Azure jest modułem w warstwie 4 (TCP, UDP), który zapewnia wysoką dostępność, rozkładając ruch przychodzący na maszyny wirtualne w dobrej kondycji. Sonda kondycji modułu równoważenia obciążenia monitoruje określony port na każdej maszynie wirtualnej i dystrybuuje ruch tylko do działającej maszyny wirtualnej.
Zdefiniuj konfigurację IP frontonu z co najmniej jednym publicznym adresem IP. Ta konfiguracja frontonu zapewnia dostęp do aplikacji i modułu równoważenia obciążenia za pośrednictwem Internetu.
Maszyny wirtualne łączą się z modułem równoważenia obciążenia za pośrednictwem wirtualnej karty sieciowej. Na potrzeby rozdzielania ruchu między maszyny wirtualne używana jest pula adresów zaplecza, zawierająca adresy IP wirtualnych kart sieciowych połączonych z modułem równoważenia obciążenia.
Aby sterować przepływem ruchu, zdefiniuj reguły równoważenia obciążenia dla poszczególnych portów i protokołów mapowanych na Twoje maszyny wirtualne.
Jeśli został wykonany poprzedni samouczek omawiający tworzenie zestawu skalowania maszyn wirtualnych, masz już utworzony moduł równoważenia obciążenia. Wszystkie te składniki zostały już skonfigurowane jako część zestawu skalowania.
Tworzenie modułu równoważenia obciążenia na platformie Azure
W tej sekcji opisano szczegółowo procedurę tworzenia i konfigurowania poszczególnych składników modułu równoważenia obciążenia. Zanim będzie można utworzyć własny moduł równoważenia obciążenia, należy utworzyć grupę zasobów za pomocą polecenia az group create. W poniższym przykładzie zostanie utworzona grupa zasobów o nazwie myResourceGroupLoadBalancer w lokalizacji eastus:
az group create --name myResourceGroupLoadBalancer --location eastus
Tworzenie publicznego adresu IP
Aby uzyskać dostęp do aplikacji za pośrednictwem Internetu, potrzebujesz publicznego adresu IP modułu równoważenia obciążenia. Utwórz publiczny adres IP za pomocą polecenia az network public-ip create. W poniższym przykładzie zostanie utworzony publiczny adres IP o nazwie myPublicIP w grupie zasobów myResourceGroupLoadBalancer:
az network public-ip create \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--name myPublicIP
Tworzenie modułu równoważenia obciążenia
Utwórz moduł równoważenia obciążenia za pomocą polecenia az network lb create. Poniższy przykład tworzy moduł równoważenia obciążenia o nazwie myLoadBalancer i przypisuje adres myPublicIP do konfiguracji protokołu IP frontonu:
az network lb create \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--name myLoadBalancer \
--frontend-ip-name myFrontEndPool \
--backend-pool-name myBackEndPool \
--public-ip-address myPublicIP
Tworzenie sondy kondycji
Sonda kondycji umożliwia modułowi równoważenia obciążenia monitorowanie stanu aplikacji. Dynamicznie dodaje lub usuwa maszyny wirtualne w rotacji modułu równoważenia obciążenia na podstawie ich odpowiedzi na kontrole kondycji. Domyślnie maszyna wirtualna jest wykluczana z dystrybucji ruchu przez moduł równoważenia obciążenia, jeśli dwie kolejne próby podejmowane w 15-sekundowych odstępach zakończą się niepowodzeniem. Sonda kondycji jest tworzona z użyciem protokołu lub konkretnej strony kontroli kondycji aplikacji.
W poniższym przykładzie zostanie utworzona sonda TCP. Możesz także tworzyć niestandardowe sondy HTTP na potrzeby bardziej szczegółowych kontroli kondycji. W przypadku użycia niestandardowej sondy HTTP należy utworzyć stronę kontroli kondycji, na przykład healthcheck.js. Aby dany host pozostał w rotacji, sonda musi zwrócić do modułu równoważenia obciążenia kod odpowiedzi HTTP 200 OK.
Aby utworzyć sondę kondycji TCP, należy użyć polecenia az network lb probe create. W poniższym przykładzie zostanie utworzona sonda kondycji o nazwie myHealthProbe:
az network lb probe create \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--lb-name myLoadBalancer \
--name myHealthProbe \
--protocol tcp \
--port 80
Tworzenie reguły modułu równoważenia obciążenia
Reguła modułu równoważenia obciążenia służy do definiowania sposobu dystrybucji ruchu do maszyn wirtualnych. Zdefiniuj konfigurację adresu IP frontonu na potrzeby ruchu przychodzącego oraz pulę adresów IP zaplecza do odbierania ruchu, wraz z wymaganym portem źródłowym i docelowym. Aby mieć pewność, że ruch będzie kierowany tylko do maszyn wirtualnych w dobrej kondycji, zdefiniuj również sondę kondycji do użycia.
Utwórz regułę modułu równoważenia obciążenia za pomocą polecenia az network lb rule create. W poniższym przykładzie zostanie utworzona reguła o nazwie myLoadBalancerRule, która używa sondy kondycji o nazwie myHealthProbe i równoważy ruch na porcie 80:
az network lb rule create \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--lb-name myLoadBalancer \
--name myLoadBalancerRule \
--protocol tcp \
--frontend-port 80 \
--backend-port 80 \
--frontend-ip-name myFrontEndPool \
--backend-pool-name myBackEndPool \
--probe-name myHealthProbe
Konfigurowanie sieci wirtualnej
Zanim będzie możliwe wdrożenie maszyn wirtualnych i przetestowanie modułu równoważenia obciążenia, należy utworzyć pomocnicze zasoby sieci wirtualnej. Więcej informacji na temat sieci wirtualnych zawiera samouczek Manage Azure Virtual Networks (Zarządzanie sieciami wirtualnymi platformy Azure).
Tworzenie zasobów sieciowych
Utwórz sieć wirtualną za pomocą polecenia az network vnet create. Poniższy przykład obejmuje tworzenie sieci wirtualnej o nazwie myVnet z podsiecią o nazwie mySubnet:
az network vnet create \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--name myVnet \
--subnet-name mySubnet
Aby dodać sieciową grupę zabezpieczeń, użyj polecenia az network nsg create. Poniższy przykład tworzy sieciową grupę zabezpieczeń o nazwie myNetworkSecurityGroup:
az network nsg create \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--name myNetworkSecurityGroup
Utwórz regułę sieciowej grupy zabezpieczeń za pomocą polecenia az network nsg rule create. Poniższy przykład tworzy regułę sieciowej grupy zabezpieczeń o nazwie myNetworkSecurityGroupRule:
az network nsg rule create \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--nsg-name myNetworkSecurityGroup \
--name myNetworkSecurityGroupRule \
--priority 1001 \
--protocol tcp \
--destination-port-range 80
Wirtualne karty sieciowe są tworzone za pomocą polecenia az network nic create. W poniższym przykładzie zostaną utworzone trzy wirtualne karty sieciowe. (Po jednej karcie na każdą maszynę wirtualną, która zostanie utworzona na potrzeby aplikacji w kolejnych krokach). Możesz w dowolnym momencie utworzyć i dodać do modułu równoważenia obciążenia dodatkowe wirtualne karty sieciowe i maszyny wirtualne:
for i in `seq 1 3`; do
az network nic create \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--name myNic$i \
--vnet-name myVnet \
--subnet mySubnet \
--network-security-group myNetworkSecurityGroup \
--lb-name myLoadBalancer \
--lb-address-pools myBackEndPool
done
Gdy wszystkie trzy wirtualne karty sieciowe zostaną utworzone, przejdź do kolejnego kroku
Tworzenie maszyn wirtualnych
Tworzenie pliku konfiguracji cloud-init
W poprzednim samouczku dotyczącym sposobu dostosowywania maszyny wirtualnej systemu Linux przy pierwszym uruchomieniu przedstawiono proces automatyzowania dostosowywania maszyny wirtualnej przy użyciu pliku cloud-init. Tego samego pliku konfiguracji cloud-init można użyć do zainstalowania aparatu NGINX i uruchomienia prostej aplikacji Node.js: „Hello World” w następnym kroku. Aby zobaczyć moduł równoważenia obciążenia w akcji, na końcu samouczka uzyskasz dostęp do tej prostej aplikacji w przeglądarce internetowej.
W bieżącej powłoce utwórz plik o nazwie cloud-init.txt i wklej poniższą konfigurację. Na przykład utwórz plik w usłudze Cloud Shell, a nie na maszynie lokalnej. Wprowadź sensible-editor cloud-init.txt, aby utworzyć plik i wyświetlić listę dostępnych edytorów. Upewnij się, że skopiowano cały plik cloud-init chmury, a szczególnie pierwszy wiersz:
#cloud-config
package_upgrade: true
packages:
- nginx
- nodejs
- npm
write_files:
- owner: www-data:www-data
- path: /etc/nginx/sites-available/default
content: |
server {
listen 80;
location / {
proxy_pass http://localhost:3000;
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
proxy_set_header Connection keep-alive;
proxy_set_header Host $host;
proxy_cache_bypass $http_upgrade;
}
}
- owner: azureuser:azureuser
- path: /home/azureuser/myapp/index.js
content: |
var express = require('express')
var app = express()
var os = require('os');
app.get('/', function (req, res) {
res.send('Hello World from host ' + os.hostname() + '!')
})
app.listen(3000, function () {
console.log('Hello world app listening on port 3000!')
})
runcmd:
- service nginx restart
- cd "/home/azureuser/myapp"
- npm init
- npm install express -y
- nodejs index.js
Tworzenie maszyn wirtualnych
Aby poprawić wysoką dostępność aplikacji, umieść maszyny wirtualne w zestawie dostępności. Aby uzyskać więcej informacji na temat zestawów dostępności, zobacz poprzedni samouczek How to create highly available virtual machines (Tworzenie maszyn wirtualnych o wysokiej dostępności).
Utwórz zestaw dostępności za pomocą polecenia az vm availability-set create. W poniższym przykładzie zostanie utworzony zestaw dostępności o nazwie myAvailabilitySet:
az vm availability-set create \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--name myAvailabilitySet
Teraz możesz utworzyć maszyny wirtualne za pomocą polecenia az vm create. W poniższym przykładzie pokazano tworzenie trzech maszyn wirtualnych i generowanie kluczy SSH, jeśli jeszcze nie istnieją:
for i in `seq 1 3`; do
az vm create \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--name myVM$i \
--availability-set myAvailabilitySet \
--nics myNic$i \
--image UbuntuLTS \
--admin-username azureuser \
--generate-ssh-keys \
--custom-data cloud-init.txt \
--no-wait
done
Pewne zadania w tle działają nadal po powrocie do wiersza polecenia w interfejsie wiersza polecenia platformy Azure. Parametr --no-wait nie czeka na zakończenie wszystkich zadań. Może upłynąć kilka minut, zanim będzie można uzyskać dostęp do aplikacji. Sonda kondycji modułu równoważenia obciążenia automatycznie wykrywa, gdy aplikacja jest uruchomiona na każdej maszynie wirtualnej. Gdy aplikacja jest uruchomiona, reguła modułu równoważenia obciążenia rozpoczyna dystrybucję ruchu.
Testowanie modułu równoważenia obciążenia
Uzyskaj publiczny adres IP modułu równoważenia obciążenia za pomocą polecenia az network public-ip show. W poniższym przykładzie uzyskano utworzony wcześniej adres IP myPublicIP:
az network public-ip show \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--name myPublicIP \
--query [ipAddress] \
--output tsv
Następnie możesz wprowadzić publiczny adres IP w przeglądarce internetowej. Pamiętaj — kilka minut trwa przygotowanie maszyn wirtualnych zanim moduł równoważenia obciążenia rozpocznie dystrybucję ruchu do nich. Zostanie wyświetlona aplikacja z nazwą hosta maszyny wirtualnej, do której moduł równoważenia obciążenia kieruje ruch, jak pokazano na poniższym przykładzie:
Aby zobaczyć, jak moduł równoważenia obciążenia rozdziela ruch między trzy maszyny wirtualne używane przez aplikację, możesz wymusić odświeżenie w przeglądarce internetowej.
Dodawanie i usuwanie maszyn wirtualnych
Maszyny wirtualne, na których działa aplikacja, mogą wymagać przeprowadzenia konserwacji, na przykład zainstalowania aktualizacji systemu operacyjnego. Zwiększony ruch do Twojej aplikacji może wiązać się z koniecznością dodania większej liczby maszyn wirtualnych. W tej sekcji pokazano, jak usunąć lub dodać maszyny wirtualne w module równoważenia obciążenia.
Usuwanie maszyny wirtualnej z modułu równoważenia obciążenia
Maszynę wirtualną możesz usunąć z puli adresów zaplecza za pomocą polecenia az network nic ip-config address-pool remove. Poniższy przykład usuwa wirtualną kartę sieciową dla maszyny myVM2 z modułu myLoadBalancer:
az network nic ip-config address-pool remove \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--nic-name myNic2 \
--ip-config-name ipConfig1 \
--lb-name myLoadBalancer \
--address-pool myBackEndPool
Aby zobaczyć, jak moduł równoważenia obciążenia rozdziela ruch między pozostałe dwie maszyny wirtualne używane przez aplikację, możesz wymusić odświeżenie w przeglądarce internetowej. Możesz teraz wykonać czynności konserwacyjne na maszynie wirtualnej, na przykład zainstalować aktualizacje systemu operacyjnego lub ponownie uruchomić maszynę wirtualną.
Aby wyświetlić listę maszyn wirtualnych z wirtualnymi kartami sieciowymi podłączonymi do modułu równoważenia obciążenia, użyj polecenia az network lb address-pool show. Zapytania i filtrowanie według identyfikatora wirtualnej karty sieciowej należy wykonać w następujący sposób:
az network lb address-pool show \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--lb-name myLoadBalancer \
--name myBackEndPool \
--query backendIpConfigurations \
--output tsv | cut -f5
Dane wyjściowe są podobne do poniższego przykładu, który pokazuje, że wirtualna karta sieciowa dla maszyny wirtualnej 2 nie jest już częścią puli adresów zaplecza:
/subscriptions/<guid>/resourceGroups/myResourceGroupLoadBalancer/providers/Microsoft.Network/networkInterfaces/myNic1/ipConfigurations/ipconfig1
/subscriptions/<guid>/resourceGroups/myResourceGroupLoadBalancer/providers/Microsoft.Network/networkInterfaces/myNic3/ipConfigurations/ipconfig1
Dodawanie maszyny wirtualnej do modułu równoważenia obciążenia
Po przeprowadzeniu konserwacji maszyny wirtualnej lub jeśli trzeba zwiększyć pojemność, możesz dodać maszynę wirtualną do puli adresów zaplecza za pomocą polecenia az network nic ip-config address-pool add. Poniższy przykład dodaje wirtualną kartę sieciową dla maszyny myVM2 do modułu myLoadBalancer:
az network nic ip-config address-pool add \
--resource-group myResourceGroupLoadBalancer \
--nic-name myNic2 \
--ip-config-name ipConfig1 \
--lb-name myLoadBalancer \
--address-pool myBackEndPool
Aby sprawdzić, czy wirtualna karta sieciowa jest włączona do puli adresów zaplecza, ponownie użyj polecenia az network lb address-pool show z poprzedniego kroku.
Następne kroki
Podczas pracy z tym samouczkiem utworzono moduł równoważenia obciążenia i dołączono do niego maszyny wirtualne. W tym samouczku omówiono:
- Tworzenie modułu równoważenia obciążenia na platformie Azure
- Tworzenie sondy kondycji modułu równoważenia obciążenia
- Tworzenie reguł ruchu modułu równoważenia obciążenia
- Używanie pliku cloud-init do tworzenia podstawowej aplikacji Node.js
- Tworzenie maszyn wirtualnych i dołączanie ich do modułu równoważenia obciążenia
- Wyświetlanie działającego modułu równoważenia obciążenia
- Dodawanie i usuwanie maszyn wirtualnych w module równoważenia obciążenia
Przejdź do następnego samouczka, aby dowiedzieć się więcej o składnikach sieci wirtualnej platformy Azure.