Programmgesteuertes Skalieren eines Service Fabric-Clusters

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Service Fabric-Cluster, die in Azure ausgeführt werden, basieren auf VM-Skalierungsgruppen. Im Artikel zur Clusterskalierung wird beschrieben, wie Service Fabric-Cluster entweder manuell oder mit Regeln für die automatische Skalierung skaliert werden können. In diesem Artikel wird beschrieben, wie Sie Anmeldeinformationen verwalten und einen Cluster horizontal hoch- oder herunterskalieren, indem Sie das Azure Fluent-Compute-SDK verwenden. Dies ist ein anspruchsvolleres Szenario. Eine Übersicht hierzu finden Sie in dem Artikel, in dem die programmgesteuerten Methoden zum Koordinieren von Azure-Skalierungsvorgängen beschrieben werden.

Hinweis

Es wird empfohlen, das Azure Az PowerShell-Modul für die Interaktion mit Azure zu verwenden. Informationen zu den ersten Schritten finden Sie unter Installieren des Azure Az PowerShell-Moduls. Informationen zum Migrieren zum Az PowerShell-Modul finden Sie unter Migrieren von Azure PowerShell von AzureRM zum Az-Modul.

Verwalten von Anmeldeinformationen

Eine Herausforderung beim Schreiben von einem Dienst für die Skalierung besteht darin, dass der Dienst ohne eine interaktive Anmeldung Zugriff auf VM-Skalierungsgruppenressourcen haben muss. Der Zugriff auf den Service Fabric-Cluster ist einfach, wenn der Skalierungsdienst seine eigene Service Fabric-Anwendung ändert, für den Zugriff auf die Skalierungsgruppe jedoch Anmeldeinformationen erforderlich sind. Für die Anmeldung können Sie einen mit der Azure CLI erstellten Dienstprinzipal verwenden.

Ein Dienstprinzipal kann mit den folgenden Schritten erstellt werden:

  1. Melden Sie sich bei der Azure CLI (az login) als Benutzer mit Zugriff auf die VM-Skalierungsgruppe an.
  2. Erstellen Sie den Dienstprinzipal mit az ad sp create-for-rbac.
    1. Notieren Sie sich App-ID (an anderer Stelle als „Client-ID“ bezeichnet), Name, Kennwort und Mandant für die spätere Verwendung.
    2. Sie benötigen auch Ihre Abonnement-ID, die mit az account list angezeigt werden kann.

Die Fluent-Computebibliothek kann wie folgt die Anmeldung mit diesen Anmeldeinformationen durchführen (beachten Sie, dass sich wichtige Fluent-Azure-Typen wie IAzure im Paket Microsoft.Azure.Management.Fluent befinden):

var credentials = new AzureCredentials(new ServicePrincipalLoginInformation {
                ClientId = AzureClientId,
                ClientSecret = 
                AzureClientKey }, AzureTenantId, AzureEnvironment.AzureGlobalCloud);
IAzure AzureClient = Azure.Authenticate(credentials).WithSubscription(AzureSubscriptionId);

if (AzureClient?.SubscriptionId == AzureSubscriptionId)
{
    ServiceEventSource.Current.ServiceMessage(Context, "Successfully logged into Azure");
}
else
{
    ServiceEventSource.Current.ServiceMessage(Context, "ERROR: Failed to login to Azure");
}

Nach der Anmeldung kann die Anzahl von Skalierungsgruppeninstanzen über AzureClient.VirtualMachineScaleSets.GetById(ScaleSetId).Capacity abgefragt werden.

Horizontales Skalieren

Mithilfe des Azure Fluent-Compute-SDKs können der VM-Skalierungsgruppe mit nur wenigen Aufrufe Instanzen hinzugefügt werden:

var scaleSet = AzureClient.VirtualMachineScaleSets.GetById(ScaleSetId);
var newCapacity = (int)Math.Min(MaximumNodeCount, scaleSet.Capacity + 1);
scaleSet.Update().WithCapacity(newCapacity).Apply();

Alternativ kann die Größe der VM-Skalierungsgruppe auch mit PowerShell-Cmdlets verwaltet werden. Get-AzVmss kann das Objekt der VM-Skalierungsgruppe abrufen. Die aktuelle Kapazität ist über die Eigenschaft .sku.capacity verfügbar. Nach der Änderung der Kapazität in den gewünschten Wert kann die VM-Skalierungsgruppe mit dem Befehl Update-AzVmss in Azure aktualisiert werden.

Wie beim manuellen Hinzufügen eines Knotens sollte zum Starten eines neuen Service Fabric-Knotens nur das Hinzufügen einer Skalierungsgruppe erforderlich sein, da die Skalierungsgruppenvorlage Erweiterungen beinhaltet, um dem Service Fabric-Cluster automatisch neue Instanzen hinzuzufügen.

Horizontales Herunterskalieren

Das horizontale Herunterskalieren ähnelt dem horizontalen Hochskalieren. Die tatsächlichen Änderungen an der VM-Skalierungsgruppe sind praktisch identisch. Aber wie zuvor erläutert bereinigt Service Fabric nur entfernte Knoten mit Dauerhaftigkeitsstufe „Gold“ oder „Silber“ automatisch. Im Falle einer horizontalen Herunterskalierung bei Dauerhaftigkeitsstufe „Bronze“ ist daher eine Interaktion mit dem Service Fabric-Cluster erforderlich, um den Knoten herunterzufahren, ihn zu entfernen und dann seinen Zustand zu entfernen.

Die Vorbereitung des Knotens auf das Herunterfahren umfasst das Suchen und Deaktivieren des zu entfernenden Knotens (dies ist die zuletzt hinzugefügte VM-Skalierungsgruppeninstanz). VM-Skalierungsgruppeninstanzen werden in der Reihenfolge nummeriert, in der sie hinzugefügt werden. Neuere Knoten lassen sich daher einfach auffinden, indem Sie die Nummernsuffixe der Knotennamen vergleichen (die Namen entsprechen den Namen der zugrunde liegenden VM-Skalierungsgruppeninstanzen).

using (var client = new FabricClient())
{
	var mostRecentLiveNode = (await client.QueryManager.GetNodeListAsync())
	    .Where(n => n.NodeType.Equals(NodeTypeToScale, StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
	    .Where(n => n.NodeStatus == System.Fabric.Query.NodeStatus.Up)
        .OrderByDescending(n =>
        {
            var instanceIdIndex = n.NodeName.LastIndexOf("_");
            var instanceIdString = n.NodeName.Substring(instanceIdIndex + 1);
            return int.Parse(instanceIdString);
        })
	    .FirstOrDefault();

Sobald der zu entfernende Knoten gefunden wurde, kann er mit denselben FabricClient- und IAzure-Instanzen wie zuvor deaktiviert und entfernt werden.

var scaleSet = AzureClient.VirtualMachineScaleSets.GetById(ScaleSetId);

// Remove the node from the Service Fabric cluster
ServiceEventSource.Current.ServiceMessage(Context, $"Disabling node {mostRecentLiveNode.NodeName}");
await client.ClusterManager.DeactivateNodeAsync(mostRecentLiveNode.NodeName, NodeDeactivationIntent.RemoveNode);

// Wait (up to a timeout) for the node to gracefully shutdown
var timeout = TimeSpan.FromMinutes(5);
var waitStart = DateTime.Now;
while ((mostRecentLiveNode.NodeStatus == System.Fabric.Query.NodeStatus.Up || mostRecentLiveNode.NodeStatus == System.Fabric.Query.NodeStatus.Disabling) &&
        DateTime.Now - waitStart < timeout)
{
    mostRecentLiveNode = (await client.QueryManager.GetNodeListAsync()).FirstOrDefault(n => n.NodeName == mostRecentLiveNode.NodeName);
    await Task.Delay(10 * 1000);
}

// Decrement VMSS capacity
var newCapacity = (int)Math.Max(MinimumNodeCount, scaleSet.Capacity - 1); // Check min count 

scaleSet.Update().WithCapacity(newCapacity).Apply();

Wie beim horizontalen Hochskalieren können auch hier PowerShell-Cmdlets zum Ändern der Kapazität von VM-Skalierungsgruppen verwendet werden, wenn ein Skriptansatz bevorzugt wird. Sobald die virtuelle Computerinstanz entfernt wurde, kann der Zustand des Service Fabric-Knotens entfernt werden.

await client.ClusterManager.RemoveNodeStateAsync(mostRecentLiveNode.NodeName);

Nächste Schritte

Für die ersten Schritte mit der Implementierung Ihrer eigenen Logik für automatische Skalierung machen Sie sich mit den folgenden Konzepten und hilfreichen APIs vertraut: