Padrões de design para aplicativos SaaS multilocatários e Azure AI Search

Um aplicativo multilocatário é aquele que fornece os mesmos serviços e as mesmas funcionalidades para qualquer número de locatários que não conseguem ver nem compartilhar os dados de qualquer outro locatário. Este artigo aborda as estratégias de isolamento de locatário para aplicativos multilocatário criados com o Azure AI Search.

Conceitos do Azure AI Search

Como uma solução de pesquisa como serviço, o Azure AI Search permite aos desenvolvedores adicionar experiências de pesquisa avançada para aplicativos sem gerenciar nenhuma infraestrutura ou se tornar um especialista em pesquisa. Os dados são carregados para o serviço e, em seguida, são armazenados na nuvem. Usando solicitações simples para a API do Azure AI Search, os dados podem então ser modificados e pesquisados.

Serviços Search, índices, campos e documentos

Antes de discutir os padrões de design, é importante compreender alguns conceitos básicos.

Ao usar o Azure AI Search, alguém assina um serviço de pesquisa. Como os dados são carregados no Azure AI Search, eles são armazenados em um índice dentro do serviço de pesquisa. Pode haver um número de índices em um único serviço. Para usar os conceitos familiares de bancos de dados, o serviço de pesquisa pode ser comparado a um banco de dados, enquanto os índices dentro de um serviço podem ser comparados a tabelas em um banco de dados.

Cada índice dentro de um serviço de pesquisa tem seu próprio esquema, que é definido por um número de campospersonalizáveis. Os dados são adicionados a um índice do Azure AI Search na forma de documentos individuais. Cada documento deve ser carregado em um índice específico e deve se ajustar o esquema do índice. Ao pesquisar dados usando o Azure AI Search, as consultas de pesquisa de texto completo são emitidas em relação a um índice específico. Para comparar esses conceitos àqueles de um banco de dados, os campos podem ser comparados a colunas em uma tabela e os documentos podem ser comparados a linhas.

Escalabilidade

Qualquer serviço do Azure AI Search no tipo de preço Standard pode ser dimensionado em duas dimensões: armazenamento e disponibilidade.

• Partições podem ser adicionadas para aumentar o armazenamento de um serviço de pesquisa.
• Réplicas podem ser adicionados a um serviço para aumentar a taxa de solicitações que pode lidar com um serviço de pesquisa.

Adicionar e remover partições e réplicas permitirá que a capacidade do serviço de pesquisa cresça de acordo com a quantidade de dados e tráfego que o aplicativo exige. Para que um serviço de pesquisa obtenha um SLAde leitura, ele requer duas réplicas. Para que um serviço de pesquisa obtenha um SLAde leitura/gravação, ele requer três réplicas.

Limites de serviço e índice no Azure AI Search

Há alguns tipos de preço diferentes no AI Azure Search, cada um dos tipos tem limites e cotas diferentes. Alguns desses limites estão no nível de serviço, alguns estão no nível do índice e alguns estão no nível da partição.

	Basic	Standard1	Standard2	Standard3	Standard3 HD
Máximo de réplicas por serviço	3	12	12	12	12
Máximo de partições por serviço	1	12	12	12	3
Máximo de unidades de pesquisa (réplicas * partições) por serviço	3	36	36	36	36 (máx. de 3 partições)
Armazenamento máximo por serviço	2 GB	300 GB	1,2 TB	2,4 TB	600 GB
Armazenamento máximo por partição	2 GB	25 GB	100 GB	200 GB	200 GB
Índices máximos por serviço	5	50	200	200	3000 (máx. de 1000 índices/partição)

Alta densidade S3

No tipo de preço S3 do Azure AI Search, há uma opção para o modo HD (alta densidade) desenvolvido especificamente para cenários de multilocatários. Em muitos casos, é necessário dar suporte a um grande número de locatários menores em um só serviço para obter os benefícios de simplicidade e redução de custos.

S3 HD permite que os muitos índices pequenos sejam empacotados no gerenciamento de um único serviço de pesquisa, negociando a capacidade de escalar horizontalmente índices usando partições para a capacidade de hospedar mais índices em um único serviço.

Um serviço S3 é designado para hospedar um número fixo de índices (máximo de 200) e permitir que cada índice seja dimensionado horizontalmente conforme novas partições são adicionadas ao serviço. A adição de partições em serviços S3 HD aumenta o número máximo de índices que o serviço pode hospedar. O tamanho máximo ideal para um índice S3HD individual é de cerca de 50 a 80 GB, embora não haja limite de tamanho rígido em cada índice imposto pelo sistema.

Considerações para aplicativos multilocatários

Aplicativos multilocatários devem distribuir efetivamente recursos entre locatários preservando algum nível de privacidade entre os vários locatários. Há algumas considerações ao criar a arquitetura para esse aplicativo:

• Isolamento de locatários: os desenvolvedores de aplicativos precisam tomar as medidas apropriadas para garantir que nenhum locatário tenha acesso não autorizado ou indesejado aos dados de outros locatários. Além da perspectiva de privacidade de dados, estratégias de isolamento de locatários requerem um gerenciamento eficiente de recursos compartilhados e a proteção de vizinhos com ruídos.

• Custo de recursos de nuvem: como com qualquer outro aplicativo, as soluções de software devem permanecer competitivas em termos de custo como um componente de um aplicativo multilocatário.

• Facilidade de operações: ao desenvolver uma arquitetura de multilocatários, o impacto sobre as operações e a complexidade do aplicativo é uma consideração importante. O Azure AI Search tem um SLA de 99,9%.

• Presença global: os aplicativos multilocatários geralmente precisam atender aos locatários que estão distribuídos em todo o mundo.

• Escalabilidade: os desenvolvedores de aplicativos precisam considerar como eles reconciliam entre manter um nível suficientemente baixo de complexidade do aplicativo e criar o aplicativo para dimensionar com número de locatários e o tamanho dos dados e a carga de trabalho de locatários.

O Azure AI Search oferece alguns limites que podem ser usados para isolar dados e carga de trabalho de locatários.

Modelagem de multilocação com o Azure AI Search

No caso de um cenário de multilocatário, o desenvolvedor do aplicativo consome um ou mais serviços de pesquisa e divide os locatários entre os serviços, os índices ou entre ambos. O Azure AI Search tem alguns padrões comuns ao modelar um cenário de multilocatário:

• Um índice por locatário: cada locatário tem o próprio índice dentro de um serviço de pesquisa que é compartilhado com outros locatários.

• Um serviço por locatário: cada locatário tem seu próprio serviço do Azure AI Search dedicado, oferecendo o nível mais alto de separação de dados e a carga de trabalho.

• Mistura de ambos: locatários maiores e mais ativos são atribuídos a serviços dedicados enquanto locatários menores são atribuídos a índices individuais dentro de serviços compartilhados.

Modelo 1: um índice por locatário

Em um modelo de índice por locatário, vários locatários ocupam um único serviço do Azure AI Search, em que cada locatário tem seu próprio índice.

Locatários atingem o isolamento de dados porque todas as solicitações de pesquisa e operações de documento são emitidas em um nível de índice no Azure AI Search. Na camada de aplicativo, há o reconhecimento da necessidade de direcionar o tráfego de vários locatários para os índices certos, gerenciando os recursos no serviço em todos os locatários.

Um atributo de chave do modelo de índice por locatário é a capacidade do desenvolvedor do aplicativo de subscrever a capacidade de um serviço de pesquisa entre locatários do aplicativo. Se os locatários têm uma distribuição desigual de carga de trabalho, a combinação ideal de locatários pode ser distribuída em índices de um serviço de pesquisa para acomodar inúmeros locatários altamente ativos e com uso intensivo de recursos, ao mesmo tempo em que atende uma cauda longa de locatários menos ativos. A desvantagem é a incapacidade do modelo de lidar com situações em que cada locatário é altamente ativo simultaneamente.

O modelo de índice por locatário fornece a base para um modelo de custo variável, em que um serviço inteiro do Azure AI Search é comprado antecipado e, em seguida, preenchido com locatários. Isso permite que a capacidade não utilizada seja designada para contas gratuitas e de avaliação.

Para aplicativos com presença global, o modelo de índice por locatário pode não ser o mais eficiente. Se os locatários de um aplicativo estiverem distribuídos em todo o mundo, um serviço separado poderá ser necessário para cada região, duplicando os custos em cada uma delas.

O Azure AI Search permite a escala de índices individuais e do número total de índices para crescer. Se um tipo de preço apropriado for escolhido, partições e réplicas poderão ser adicionadas ao serviço de pesquisa inteiro quando um índice individual dentro do serviço se tornar muito extenso em termos de armazenamento ou tráfego.

Se o número total de índices aumenta muito para um único serviço, outro serviço deve ser configurado para acomodar novos locatários. Se os índices precisarem ser movidos entre os serviços de pesquisa à medida que novos serviços forem adicionados, os dados do índice deverão ser copiados manualmente de um índice para o outro, pois o Azure AI Search não permite a movimentação de um índice.

Modelo 2: um serviço por locatário

Em uma arquitetura de serviço por locatário, cada locatário tem seu próprio serviço de pesquisa.

Nesse modelo, o aplicativo atinge o nível máximo de isolamento para seus locatários. Cada serviço tem um armazenamento dedicado e uma taxa de transferência para processar as solicitações de pesquisa. Cada locatário tem a propriedade individual das chaves de API.

Para os aplicativos nos quais cada locatário tem um volume grande ou a carga de trabalho tem menos variabilidade de locatário para locatário, o modelo de serviço por locatário é uma opção efetiva, pois os recursos não são compartilhados entre as cargas de trabalho de vários locatários.

Um modelo de serviço por locatário também oferece o benefício de um modelo de custo fixo e previsível. Não há nenhum investimento antecipado em um serviço de pesquisa inteiro até que haja um locatário para preenchê-lo. No entanto, o custo por locatário é maior do que um modelo de índice por locatário.

O modelo de serviço por locatário é uma opção eficiente para aplicativos com uma superfície global. Com os locatários distribuídos geograficamente, é fácil ter o serviço de cada locatário na região apropriada.

Os desafios de dimensionamento desse padrão surgem quando locatários individuais excedem o serviço. Atualmente, o Azure AI Search não dá suporte à atualização do tipo de preço de um serviço de pesquisa, ou seja, todos os dados precisam ser copiados manualmente para um novo serviço.

Modelo 3: híbrido

Outro padrão para modelar a multilocação é misturar estratégias de índice por locatário e de serviço por locatário.

Combinando os dois padrões, locatários maiores do aplicativo podem ocupar serviços dedicados, enquanto a cauda longa de locatários menores, menos ativos pode ocupar índices em um serviço compartilhado. Esse modelo garante que os locatários maiores tenham consistentemente alto desempenho do serviço, ajudando a proteger os locatários menores de vizinhos com ruídos.

No entanto, implementar essa estratégia depende da antecipação para prever quais locatários exigirão um serviço dedicado em vez de um índice em um serviço compartilhado. A complexidade do aplicativo aumenta com a necessidade de gerenciar esses dois modelos multilocação.

Como obter granularidade ainda maior

Os padrões de design acima para modelar cenários de multilocatários no Azure AI Search presumem um escopo uniforme, no qual cada locatário é uma instância inteira de um aplicativo. No entanto, às vezes, os aplicativos podem manipular vários escopos menores.

Se os modelos de serviço por locatário e de índice por locatário não são escopos suficientemente pequenos, é possível modelar um índice para atingir um nível ainda maior de granularidade.

Para que um só índice se comporte de modo diferente para pontos de extremidade de cliente diferentes, é possível adicionar um campo a um índice que designa um certo valor para cada cliente possível. Cada vez que um cliente chama o Azure AI Search para consultar ou modificar um índice, o código do aplicativo cliente especifica o valor apropriado para o campo usando a funcionalidade de filtro do Azure AI Search no momento da consulta.

Esse método pode ser usado para obter uma funcionalidade de contas de usuário separadas, níveis de permissão separados e até mesmo aplicativos completamente separados.

Observação

Usar a abordagem descrita acima para configurar um único índice para atender a vários locatários afeta a relevância dos resultados da pesquisa. Pontuações de relevância de pesquisa são calculadas em um escopo no nível do índice, não no nível do locatário, para que dados de todos os locatários sejam incorporados às estatísticas subjacentes das pontuações de relevância, tal como frequência de termo.

Próximas etapas

O Azure AI Search é uma escolha atraente para muitos aplicativos. Ao avaliar os vários padrões de design para aplicativos multilocatários, considere os vários tipos de preços e os respectivos limites de serviço para melhor personalizar o Azure AI Search para ajustar cargas de trabalho do aplicativo e arquiteturas de todos os tamanhos.