Verfügbarkeitsgruppen und Verfügbarkeitszonen

Eine einzelne Azure Virtual Machine ist anfällig für Hardwarefehler, Betriebssystemupdates und geplante Wartungsereignisse. Azure bietet zwei Mechanismen, um VM-Workloads vor diesen Störungen zu schützen: Verfügbarkeitssets und Verfügbarkeitszonen. Der Unterschied zwischen ihnen und der richtige Einsatzzeitpunkt sind für den Entwurf zuverlässiger Azure-VM-Architekturen entscheidend.

Ein Verfügbarkeitsset ist eine logische Gruppierung von VMs innerhalb eines einzelnen Azure-Rechenzentrums. Wenn Sie VMs in einem Verfügbarkeitsset platzieren, verteilt Azure sie auf mehrere Fehlerdomänen (getrennte Stromversorgungs- und Netzwerkschränke) und Updatedomänen (Gruppen, die während der Wartung nacheinander neu gestartet werden). Dadurch werden sowohl Hardwarefehler als auch geplante Neustarts abgefangen.

Fehlerdomänen stehen für Gruppen von VMs, die dieselbe physische Hardware (Stromversorgung und Netzwerk-Switch) gemeinsam nutzen. Azure verteilt VMs auf bis zu drei Fehlerdomänen, damit ein Ausfall der Stromversorgung oder eines Racks nicht alle VMs gleichzeitig außer Betrieb setzt. Updatedomänen stehen für Gruppen von VMs, die während der Wartung der Azure-Plattform gemeinsam neu gestartet werden. Azure unterstützt bis zu 20 Updatedomänen, wobei immer nur eine Domäne gleichzeitig neu gestartet wird.

Die Platzierung von mindestens zwei VMs in einem Verfügbarkeitsset berechtigt zu einem 99.95%-SLA von Microsoft. Dies ist eine deutliche Verbesserung gegenüber dem 99.9%-SLA für eine einzelne VM. Verfügbarkeitssets sind kostenlos – Sie zahlen nur für die VMs selbst. Sie eignen sich für Workloads, bei denen es akzeptabel ist, dass sich die VMs im selben Rechenzentrum befinden, da sie nicht vor einem vollständigen Ausfall des Rechenzentrums schützen.

Verfügbarkeitszonen sind physisch getrennte Rechenzentren innerhalb derselben Azure-Region. Jede Zone verfügt über eine unabhängige Stromversorgung, Kühlung und Netzwerkinfrastruktur. Azure-Regionen, die Verfügbarkeitszonen unterstützen, verfügen über mindestens drei Zonen. Wenn Sie VMs über Verfügbarkeitszonen verteilen, schützen Sie sich vor dem Ausfall eines gesamten Rechenzentrums – eine deutlich stärkere Garantie als bei Verfügbarkeitssets.

Wenn Sie zwei oder mehr VMs über verschiedene Verfügbarkeitszonen hinweg bereitstellen, gilt ein SLA von 99,99 % – der höchste verfügbare Wert für Azure-VMs. Selbst wenn eine gesamte Zone ausfällt (z. B. durch einen Ausfall des Rechenzentrums oder des Stromnetzes), werden die VMs in den anderen Zonen weiterhin ausgeführt. Der Nachteil besteht darin, dass für die Datenübertragung zwischen Zonen geringe Kosten anfallen und sich die Zonen weiterhin in derselben Region befinden.

Wählen Sie je nach Ihren Anforderungen zwischen den beiden Optionen:

• Verfügbarkeitsgruppe – dasselbe Rechenzentrum, Schutz vor Hardwarefehlern und geplanter Wartung, SLA von 99,95 %. Verwenden Sie diese Option, wenn Zonen in Ihrer Region nicht verfügbar sind oder für Legacy-Lift-and-Shift-Migrationen.
• Verfügbarkeitszone – verschiedene Rechenzentren in derselben Region, Schutz vor Ausfällen von Rechenzentren, SLA von 99,99 %. Verwenden Sie diese Option für alle neuen Produktionsworkloads, sofern Zonen unterstützt werden.

Viele Azure-PaaS-Dienste unterstützen eine zonenredundante Bereitstellung, ohne dass Sie Ressourcen manuell über Zonen verteilen müssen. Beispiele sind die Tarife Azure SQL Database Business Critical, Azure Cache for Redis Premium, Azure Kubernetes Service und Azure Load Balancer Standard. Wenn Zonenredundanz aktiviert ist, verteilt der Dienst die Replikate automatisch über mehrere Zonen.

Wenn VMs über mehrere Verfügbarkeitszonen verteilt sind, benötigen Sie einen Load Balancer, der Datenverkehr an VMs in jeder Zone weiterleiten kann. Verwenden Sie Azure Load Balancer Standard (standardmäßig zonenredundant) oder Azure Application Gateway v2, um den Datenverkehr auf zonale VMs zu verteilen. Diese Dienste unterstützen Integritätstests, die automatisch verhindern, dass Datenverkehr an nicht mehr reagierende VMs gesendet wird.

Nicht alle Azure-Regionen unterstützen Verfügbarkeitszonen – nur für Regionen, die als empfohlene Regionen ausgewiesen sind, werden mindestens drei Zonen garantiert. Verwenden Sie die Azure CLI oder das Portal, um die Zonenverfügbarkeit in Ihrer Zielregion zu prüfen, bevor Sie eine Architektur entwerfen, die von Zonen abhängt. Wenn keine Zonen verfügbar sind, sind Verfügbarkeitsgruppen die Ausweichoption.

Die Nutzung von Verfügbarkeitszonen selbst ist kostenlos – Sie zahlen nur für die darin bereitgestellten Ressourcen. Für die Datenübertragung zwischen Zonen innerhalb derselben Region wird jedoch ein Preis pro GB berechnet. Für die meisten Anwendungen sind diese Kosten gering. Workloads mit hohem Bandbreitenbedarf (z. B. Videoverarbeitung) sollten die Kosten der Übertragung zwischen Zonen jedoch bei der Architekturplanung berücksichtigen.

Testen Sie Ihr Verständnis der Konzepte von Microsoft Azure Fundamentals (AZ-900) aus dieser Lektion.

In dieser Lektion haben Sie Folgendes gelernt: Verfügbarkeitsgruppen schützen VMs innerhalb eines einzelnen Rechenzentrums mithilfe von Fehler- und Updatedomänen (SLA von 99,95 %); Verfügbarkeitszonen verteilen VMs über separate Rechenzentren innerhalb einer Region (SLA von 99,99 %); und zonenredundante PaaS-Dienste übernehmen diese Verteilung automatisch. Als Nächstes behandeln wir eine Active-Active-Architektur über mehrere Regionen für eine noch höhere Verfügbarkeit.