Conjuntos de Dimensionamento de Máquinas Virtuais

Gerenciar manualmente uma frota de VMs idênticas — adicionando servidores durante os picos de demanda e removendo-os quando a demanda cai — é trabalhoso, sujeito a erros e lento. Os Conjuntos de Dimensionamento de Máquinas Virtuais (VMSS) automatizam esse processo ao gerenciar um grupo de VMs idênticas e balanceadas como um único recurso. Quando a demanda aumenta, o VMSS adiciona automaticamente novas instâncias de VM. Quando a demanda diminui, ele remove instâncias. Isso elimina a necessidade de intervenção manual e garante que você pague apenas pela capacidade necessária em cada momento.

Um conjunto de dimensionamento é definido por um perfil de VM (imagem, tamanho, configuração de disco e extensões) compartilhado por todas as instâncias do conjunto. Ao criar um conjunto de dimensionamento, você especifica as quantidades mínima e máxima de instâncias, além da capacidade inicial. Todas as instâncias são criadas a partir da mesma imagem, garantindo consistência em toda a frota. Você pode implantar um conjunto de dimensionamento em várias zonas de disponibilidade, e o Azure distribui automaticamente as instâncias de maneira uniforme entre as zonas para garantir alta disponibilidade.

As regras de dimensionamento automático do VMSS definem quando adicionar ou remover instâncias com base em métricas. Uma regra típica é: 'Quando a utilização média da CPU exceder 70% por 5 minutos, adicione 2 instâncias. Quando a CPU média ficar abaixo de 30% por 10 minutos, remova 1 instância.' Você também pode criar regras com base em métricas personalizadas do Azure Monitor (por exemplo, profundidade da fila e taxa de solicitações HTTP) ou em uma programação (por exemplo, dimensionar para 20 instâncias todas as manhãs dos dias úteis e voltar para 5 durante a noite). A combinação de regras baseadas em métricas e em programação oferece controle preciso sobre a capacidade.

Os conjuntos de dimensionamento quase sempre são combinados com um balanceador de carga para distribuir as solicitações recebidas entre todas as instâncias íntegras. O Azure oferece duas opções: o Azure Load Balancer (Camada 4, TCP/UDP), para cenários de baixa latência e alto volume de processamento, e o Azure Application Gateway (Camada 7, HTTP/HTTPS), para aplicativos Web que precisam de roteamento baseado em URL, terminação de SSL e proteção WAF. O balanceador de carga usa sondas de integridade para detectar instâncias não íntegras e interrompe automaticamente o roteamento de tráfego para elas até que se recuperem.

O VMSS pode ser configurado com reparos automáticos de instâncias — se uma sonda de integridade determinar que uma instância não está íntegra (por exemplo, o aplicativo não responde na porta 80), o conjunto de dimensionamento poderá excluir e substituir essa instância por uma nova e íntegra. Isso é configurado por meio da definição automaticRepairsPolicy. Um período de carência (por exemplo, 10 minutos após a inicialização) impede que as instâncias sejam substituídas antes de terem tempo suficiente para iniciar o aplicativo e passar pela primeira verificação de integridade.

O Azure VMSS oferece dois modos de orquestração: modo uniforme — todas as instâncias são idênticas e gerenciadas como um grupo; ideal para cargas de trabalho sem estado, como servidores Web e filas de trabalho. Modo flexível — as instâncias podem ter tamanhos e configurações diferentes, e cada VM pode ser gerenciada de forma independente, enquanto ainda se beneficia da distribuição entre zonas e do modelo de integridade do conjunto de dimensionamento. A orquestração flexível é mais adequada para cargas de trabalho heterogêneas ou quando você precisa substituir instâncias específicas sem afetar as outras.

Quando você atualiza a imagem ou a configuração de VM em um conjunto de dimensionamento, precisa propagar a alteração para todas as instâncias. O VMSS oferece suporte a atualizações graduais, que atualizam as instâncias em pequenos lotes (por exemplo, 20% por vez), em vez de atualizar todas simultaneamente. Isso garante que a maioria das instâncias continue em serviço enquanto as atualizações são aplicadas. A política de atualização gradual permite configurar o tamanho máximo do lote e o tempo de pausa entre os lotes, oferecendo controle detalhado sobre a velocidade da atualização e minimizando o impacto para os usuários.

O VMSS pode usar Instâncias Spot (também chamadas de VMs Spot do Azure) para obter uma grande redução de custos — de até 90% em relação ao preço de pagamento conforme o uso — usando capacidade não utilizada do Azure. A desvantagem é que as instâncias Spot podem ser removidas com apenas 30 segundos de aviso quando o Azure precisar recuperar a capacidade. Por isso, as instâncias Spot no VMSS são adequadas para cargas de trabalho sem estado e tolerantes a falhas, como tarefas de processamento em lote, codificação de mídia e agentes de compilação de CI/CD que podem tolerar interrupções e continuar a partir de pontos de verificação.

Por padrão, um VMSS pode conter até 1.000 instâncias de VM ao usar imagens do Azure Marketplace, ou até 600 instâncias ao usar imagens personalizadas. As assinaturas do Azure também têm cotas de vCPU por região, que limitam quantas vCPUs você pode usar em todos os recursos. Se precisar dimensionar além dos limites padrão, você poderá solicitar um aumento de cota pelo portal do Azure. Planejar esses limites com antecedência é importante para implantações de produção em grande escala que talvez precisem dimensionar milhares de instâncias durante eventos de pico.

Embora o VMSS seja projetado principalmente para cargas de trabalho sem estado, ele também pode gerenciar aplicativos com estado usando discos persistentes do OS. Nessa configuração, cada instância mantém seu disco do OS quando é desalocada durante a redução do dimensionamento, preservando o estado específico da instância (como uma configuração exclusiva ou dados de sessão). Isso é usado em aplicativos como servidores de jogos, nos quais cada instância tem uma identidade distinta. No entanto, para a maioria dos cenários com estado (bancos de dados e caches), serviços gerenciados dedicados do Azure, como o Azure SQL ou o Azure Cache for Redis, são mais adequados do que VMs em um conjunto de dimensionamento.

Monitorar um VMSS exige visibilidade tanto no nível do conjunto de dimensionamento (contagem de instâncias ao longo do tempo e eventos de dimensionamento automático) quanto no nível de cada instância (CPU, memória, disco e logs do aplicativo). O Azure Monitor coleta automaticamente as métricas da plataforma para o conjunto de dimensionamento. Para obter métricas e logs no nível do aplicativo, instale a extensão do Agente do Azure Monitor nas instâncias por meio do perfil de VM do conjunto de dimensionamento, para que cada nova instância comece automaticamente a enviar relatórios ao seu espaço de trabalho do Log Analytics. Isso oferece observabilidade unificada de toda a frota em um único painel.

Teste sua compreensão dos conceitos do Microsoft Azure Fundamentals (AZ-900) apresentados nesta lição.

Nesta lição, você aprendeu que: os Conjuntos de Dimensionamento de Máquinas Virtuais gerenciam um grupo de VMs idênticas e balanceadas e fazem o dimensionamento automático com base em métricas ou programações; as sondas de integridade e o reparo automático de instâncias mantêm a frota íntegra sem intervenção manual; e as atualizações graduais permitem atualizações sem tempo de inatividade ao substituir as instâncias em pequenos lotes. A seguir, exploraremos o Azure Virtual Desktop como uma solução de área de trabalho hospedada na nuvem.