在 Windows 上创建虚拟机规模集和部署高度可用的应用

利用虚拟机规模集,可以部署和管理一组相同的、自动缩放的虚拟机。 可以手动缩放规模集中的 VM 数,也可以定义规则以根据 CPU 使用率、内存需求或网络流量进行自动缩放。 在本教程中,将在 Azure 中部署虚拟机规模集。 你将学习如何执行以下操作:

  • 使用自定义脚本扩展定义要缩放的 IIS 站点
  • 为规模集创建负载均衡器
  • 创建虚拟机规模集
  • 增加或减少规模集中的实例数
  • 创建自动缩放规则

本教程需要 Azure PowerShell 模块 3.6 或更高版本。 运行 Get-Module -ListAvailable AzureRM 即可查找版本。 如果需要升级,请参阅安装 Azure PowerShell 模块

规模集概述

规模集使用的概念与前一教程中有关创建高度可用的 VM 的概念类似。 规模集中的 VM 分布在容错和更新域之间,就像可用性集中的 VM 那样。

可以根据需要在规模集中创建 VM。 可以定义自动缩放规则来控制如何以及何时在规模集中添加或删除 VM。 这些规则可以根据 CPU 负载、内存用量或网络流量等指标触发。

使用 Azure 平台映像时,规模集最多支持 1,000 个 VM。 对于有重要安装或 VM 自定义要求的工作负荷,可能需要创建自定义 VM 映像。 使用自定义映像时,在规模集中最多可以创建 100 个 VM。

创建用于缩放的应用

创建规模集之前,需使用 New-AzureRmResourceGroup 创建一个资源组。 以下示例在 ChinaEast 位置创建一个名为 myResourceGroupAutomate 的资源组:

New-AzureRmResourceGroup -ResourceGroupName myResourceGroupScaleSet -Location ChinaEast

在前面的教程中,你已了解如何使用自定义脚本扩展来自动执行 VM 配置。 创建一个规模集配置,然后应用自定义脚本扩展来安装并配置 IIS:

# Create a config object
$vmssConfig = New-AzureRmVmssConfig `
    -Location ChinaEast `
    -SkuCapacity 2 `
    -SkuName Standard_DS2 `
    -UpgradePolicyMode Automatic

# Define the script for your Custom Script Extension to run
$publicSettings = @{
    "fileUris" = (,"https://raw.githubusercontent.com/iainfoulds/azure-samples/master/automate-iis.ps1");
    "commandToExecute" = "powershell -ExecutionPolicy Unrestricted -File automate-iis.ps1"
}

# Use Custom Script Extension to install IIS and configure basic website
Add-AzureRmVmssExtension -VirtualMachineScaleSet $vmssConfig `
    -Name "customScript" `
    -Publisher "Microsoft.Compute" `
    -Type "CustomScriptExtension" `
    -TypeHandlerVersion 1.8 `
    -Setting $publicSettings

创建规模负载均衡器

Azure 负载均衡器是位于第 4 层(TCP、UDP)的负载均衡器,通过在正常运行的 VM 之间分发传入流量提供高可用性。 负载均衡器运行状况探测器监视每个 VM 上的给定端口,并仅将流量分发给正常运行的 VM。 有关详细信息,请参阅有关如何对 Windows 虚拟机进行负载均衡的下一个教程。

创建一个具有公共 IP 地址、对端口 80 上的 Web 流量进行分发的负载均衡器:

# Create a public IP address
$publicIP = New-AzureRmPublicIpAddress `
  -ResourceGroupName myResourceGroupScaleSet `
  -Location ChinaEast `
  -AllocationMethod Static `
  -Name myPublicIP

# Create a frontend and backend IP pool
$frontendIP = New-AzureRmLoadBalancerFrontendIpConfig `
  -Name myFrontEndPool `
  -PublicIpAddress $publicIP
$backendPool = New-AzureRmLoadBalancerBackendAddressPoolConfig -Name myBackEndPool

# Create the load balancer
$lb = New-AzureRmLoadBalancer `
  -ResourceGroupName myResourceGroupScaleSet `
  -Name myLoadBalancer `
  -Location ChinaEast `
  -FrontendIpConfiguration $frontendIP `
  -BackendAddressPool $backendPool

# Create a load balancer health probe on port 80
Add-AzureRmLoadBalancerProbeConfig -Name myHealthProbe `
  -LoadBalancer $lb `
  -Protocol tcp `
  -Port 80 `
  -IntervalInSeconds 15 `
  -ProbeCount 2

# Create a load balancer rule to distribute traffic on port 80
Add-AzureRmLoadBalancerRuleConfig `
  -Name myLoadBalancerRule `
  -LoadBalancer $lb `
  -FrontendIpConfiguration $lb.FrontendIpConfigurations[0] `
  -BackendAddressPool $lb.BackendAddressPools[0] `
  -Protocol Tcp `
  -FrontendPort 80 `
  -BackendPort 80

# Update the load balancer configuration
Set-AzureRmLoadBalancer -LoadBalancer $lb

创建规模集

现在,使用 New-AzureRmVmss 创建一个虚拟机规模集。 以下示例创建一个名为 myScaleSet 的规模集:

# Reference a virtual machine image from the gallery
Set-AzureRmVmssStorageProfile $vmssConfig `
  -ImageReferencePublisher MicrosoftWindowsServer `
  -ImageReferenceOffer WindowsServer `
  -ImageReferenceSku 2016-Datacenter `
  -ImageReferenceVersion latest

# Set up information for authenticating with the virtual machine
Set-AzureRmVmssOsProfile $vmssConfig `
  -AdminUsername azureuser `
  -AdminPassword P@ssword! `
  -ComputerNamePrefix myVM

# Create the virtual network resources
$subnet = New-AzureRmVirtualNetworkSubnetConfig `
  -Name "mySubnet" `
  -AddressPrefix 10.0.0.0/24
$vnet = New-AzureRmVirtualNetwork `
  -ResourceGroupName "myResourceGroupScaleSet" `
  -Name "myVnet" `
  -Location "ChinaEast" `
  -AddressPrefix 10.0.0.0/16 `
  -Subnet $subnet
$ipConfig = New-AzureRmVmssIpConfig `
  -Name "myIPConfig" `
  -LoadBalancerBackendAddressPoolsId $lb.BackendAddressPools[0].Id `
  -SubnetId $vnet.Subnets[0].Id

# Attach the virtual network to the config object
Add-AzureRmVmssNetworkInterfaceConfiguration `
  -VirtualMachineScaleSet $vmssConfig `
  -Name "network-config" `
  -Primary $true `
  -IPConfiguration $ipConfig

# Create the scale set with the config object (this step might take a few minutes)
New-AzureRmVmss `
  -ResourceGroupName myResourceGroupScaleSet `
  -Name myScaleSet `
  -VirtualMachineScaleSet $vmssConfig     

创建和配置所有的规模集资源和 VM 需要几分钟时间。

测试应用

若要查看 IIS 网站的实际运行情况,请使用 Get-AzureRmPublicIPAddress 获取负载均衡器的公共 IP 地址。 以下示例获取作为规模集的一部分创建的 myPublicIP 的 IP 地址:

Get-AzureRmPublicIPAddress -ResourceGroupName myResourceGroupScaleSet -Name myPublicIP | select IpAddress

将公共 IP 地址输入到 Web 浏览器中。 将显示应用,包括负载均衡器将流量分发到的 VM 的主机名:

运行 IIS 网站

若要查看规模集的实际运行情况,可以强制刷新 Web 浏览器,以查看负载均衡器如何在运行应用的所有 VM 之间分发流量。

管理任务

在规模集的整个生命周期内,可能需要运行一个或多个管理任务。 此外,可能还需要创建自动执行各种生命周期任务的脚本。 Azure PowerShell 提供了一种用于执行这些任务的快速方法。 以下是一些常见任务。

查看规模集中的 VM

若要查看规模集中运行的 VM 的列表,请使用 Get-AzureRmVmssVM,如下所示:

# Get current scale set
$scaleset = Get-AzureRmVmss `
  -ResourceGroupName myResourceGroupScaleSet `
  -VMScaleSetName myScaleSet

# Loop through the instanaces in your scale set
for ($i=1; $i -le ($scaleset.Sku.Capacity - 1); $i++) {
    Get-AzureRmVmssVM -ResourceGroupName myResourceGroupScaleSet `
      -VMScaleSetName myScaleSet `
      -InstanceId $i
}

增加或减少 VM 实例

若要查看规模集中当前包含的实例数,请使用 Get-AzureRmVmss 并查询 sku.capacity:

Get-AzureRmVmss -ResourceGroupName myResourceGroupScaleSet `
    -VMScaleSetName myScaleSet | `
    Select -ExpandProperty Sku

然后,可以使用 Update-AzureRmVmss 手动增加或减少规模集中虚拟机的数目。 以下示例将规模集中 VM 的数目设置为 5:

# Get current scale set
$scaleset = Get-AzureRmVmss `
  -ResourceGroupName myResourceGroupScaleSet `
  -VMScaleSetName myScaleSet

# Set and update the capacity of your scale set
$scaleset.sku.capacity = 5
Update-AzureRmVmss -ResourceGroupName myResourceGroupScaleSet `
    -Name myScaleSet `
    -VirtualMachineScaleSet $scaleset

这将花费数分钟来更新规模集中指定数目的实例。

配置自动缩放规则

你可以定义自动缩放规则,而不是手动缩放规模集中实例的数目。 这些规则监视规模集中的实例,并根据所定义的指标和阈值做出相应响应。 如果平均 CPU 负载高于 60% 且持续时间超过 5 分钟,以下示例将增加一个实例。 如果平均 CPU 负载低于 30% 且持续时间超过 5 分钟,则将减少一个实例:

# Define your scale set information
$mySubscriptionId = (Get-AzureRmSubscription).Id
$myResourceGroup = "myResourceGroupScaleSet"
$myScaleSet = "myScaleSet"
$myLocation = "China North"

# Create a scale up rule to increase the number instances after 60% average CPU usage exceeded for a 5 minute period
$myRuleScaleUp = New-AzureRmAutoscaleRule `
  -MetricName "Percentage CPU" `
  -MetricResourceId /subscriptions/$mySubscriptionId/resourceGroups/$myResourceGroup/providers/Microsoft.Compute/virtualMachineScaleSets/$myScaleSet `
  -Operator GreaterThan `
  -MetricStatistic Average `
  -Threshold 60 `
  -TimeGrain 00:01:00 `
  -TimeWindow 00:05:00 `
  -ScaleActionCooldown 00:05:00 `
  -ScaleActionDirection Increase `
  -ScaleActionValue 1

# Create a scale down rule to decrease the number of instances after 30% average CPU usage over a 5 minute period
$myRuleScaleDown = New-AzureRmAutoscaleRule `
  -MetricName "Percentage CPU" `
  -MetricResourceId /subscriptions/$mySubscriptionId/resourceGroups/$myResourceGroup/providers/Microsoft.Compute/virtualMachineScaleSets/$myScaleSet `
  -Operator LessThan `
  -MetricStatistic Average `
  -Threshold 30 `
  -TimeGrain 00:01:00 `
  -TimeWindow 00:05:00 `
  -ScaleActionCooldown 00:05:00 `
  -ScaleActionDirection Decrease `
  -ScaleActionValue 1

# Create a scale profile with your scale up and scale down rules
$myScaleProfile = New-AzureRmAutoscaleProfile `
  -DefaultCapacity 2  `
  -MaximumCapacity 10 `
  -MinimumCapacity 2 `
  -Rules $myRuleScaleUp,$myRuleScaleDown `
  -Name "autoprofile"

# Apply the autoscale rules
Add-AzureRmAutoscaleSetting `
  -Location $myLocation `
  -Name "autosetting" `
  -ResourceGroup $myResourceGroup `
  -TargetResourceId /subscriptions/$mySubscriptionId/resourceGroups/$myResourceGroup/providers/Microsoft.Compute/virtualMachineScaleSets/$myScaleSet `
  -AutoscaleProfiles $myScaleProfile

后续步骤

在本教程中,你已创建了一个虚拟机规模集。 你已学习了如何执行以下操作:

  • 使用自定义脚本扩展定义要缩放的 IIS 站点
  • 为规模集创建负载均衡器
  • 创建虚拟机规模集
  • 增加或减少规模集中的实例数
  • 创建自动缩放规则

请继续学习下一教程,详细了解虚拟机的负载均衡概念。