Escalar o reducir un clúster horizontalmente

  • Artículo

Advertencia

Lea esta sección antes de escalar

Escalar los recursos de proceso para obtener la carga de trabajo de la aplicación requiere una planificación intencional; esta planificación necesitará casi siempre más de una hora para completarse en un entorno de producción, y requiere que comprenda su carga de trabajo y contexto comercial. Es más, si nunca antes ha realizado esta actividad, le recomendamos que empiece leyendo las consideraciones de planificación de la capacidad del clúster de Service Fabric, antes de continuar con el resto de este documento. Esta recomendación es para evitar problemas imprevistos de LiveSite; también se recomienda que pruebe las operaciones que decida realizar en un entorno que no sea de producción. Puede notificar problemas en el entorno de producción o bien solicite soporte técnico de pago para Azure en cualquier momento. En cuanto a los ingenieros asignados para realizar estas operaciones que poseen el contexto apropiado, en este artículo se describen las operaciones de escalado, pero debe decidir qué operaciones son apropiadas para su caso de uso; por ejemplo, debe saber qué recursos escalar (CPU, almacenamiento, memoria), qué dirección de escalar (vertical u horizontal) y qué operaciones realizar (implementación de plantillas de recursos, Portal, PowerShell/CLI).

Nota:

Se recomienda usar el módulo Azure Az de PowerShell para interactuar con Azure. Consulte Instalación de Azure PowerShell para empezar. Para más información sobre cómo migrar al módulo Az de PowerShell, consulte Migración de Azure PowerShell de AzureRM a Az.

Escalado o reducción horizontal de un clúster de Service Fabric mediante reglas de escalado automático o manualmente

Los conjuntos de escalas de máquinas virtuales son un recurso de proceso de Azure que se puede usar para implementar y administrar una colección de máquinas virtuales de forma conjunta. Cada tipo de nodo que se define en un clúster de Service Fabric está configurado como un conjunto de escalado de máquinas virtuales independiente. Cada tipo de nodo se puede escalar o reducir horizontalmente de forma independiente. Cada uno cuenta con diferentes conjuntos de puertos abiertos y puede tener distintas métricas de capacidad. Puede leer más al respecto en el documento Relación entre los tipos de nodos de Service Fabric y los conjuntos de escalado de máquinas virtuales. Como los tipos de nodo de Service Fabric del clúster están formados por conjuntos de escalado de máquinas virtuales en el back-end, tendrá que configurar reglas de escalado automático para cada tipo de nodo y conjunto de escalado de máquinas virtuales.

Nota:

La suscripción debe contar con núcleos suficientes para agregar las nuevas máquinas virtuales que compondrán este clúster. En estos momentos, no hay ningún ninguna validación del modelo, así que si se alcanza algún límite de cuota, se producirá un error de tiempo de implementación.

Nota:

Si utiliza una imagen del sistema operativo Windows con el rol Hyper-V habilitado, es decir, la máquina virtual se configurará para virtualización anidada, la métrica Memoria disponible no estará disponible, ya que el controlador de la memoria dinámica de la máquina virtual estará detenido.

Selección del tipo de nodo o conjunto de escalado de máquinas virtuales para escalar

Actualmente, no es posible especificar reglas de escalado automático para conjuntos de escalado de máquinas virtuales mediante el portal para crear un clúster de Service Fabric, por lo que vamos a usar Azure PowerShell (1.0 +) para mostrar los tipos de nodo y luego agregarles reglas de escalado automático.

Para obtener la lista de conjuntos de escalado de máquinas virtuales que componen el clúster, ejecute los siguientes cmdlets:

Get-AzResource -ResourceGroupName <RGname> -ResourceType Microsoft.Compute/VirtualMachineScaleSets

Get-AzVmss -ResourceGroupName <RGname> -VMScaleSetName <virtual machine scale set name>

Establecimiento de reglas de escalado automático para el tipo de nodo y conjunto de escalado de máquinas virtuales

Si el clúster tiene varios tipos de nodo, repita este procedimiento con cada tipo de nodo y conjunto de escalado de máquinas virtuales que quiera escalar o reducir horizontalmente. Antes de configurar el escalado automático, tenga en cuenta el número de nodos que debe tener. El número mínimo de nodos que debe tener para el tipo de nodo principal está controlado por el nivel de confiabilidad que haya elegido. Más información sobre los niveles de confiabilidad.

Nota:

Reducir horizontalmente el tipo de nodo principal a un número inferior al mínimo hará que el clúster sea inestable o que se desactive. Como consecuencia, se puede producir la pérdida de datos de las aplicaciones y los servicios del sistema.

Actualmente, la característica de escalado automático no depende de las cargas que las aplicaciones pueden notificar a Service Fabric. En este momento, se controla mediante los contadores de rendimiento que emiten cada una de las instancias del conjunto de escalado de máquinas virtuales.

Siga estas instrucciones para configurar el escalado automático para cada conjunto de escalado de máquinas virtuales.

Nota:

En un escenario de reducción horizontal, a menos que su tipo de nodo tenga un nivel de durabilidad Oro o Plata, deberá llamar al cmdlet Remove-ServiceFabricNodeState con el nombre de nodo adecuado. Para la durabilidad Bronze, no se recomienda reducir horizontalmente más de un nodo a la vez.

Adición manual de máquinas virtuales a un tipo de nodo o conjunto de escalado de máquinas virtuales

Al escalar horizontalmente, agrega más instancias de máquina virtual al conjunto de escalado. Estas instancias se convierten en los nodos que usa Service Fabric. Service Fabric sabe cuándo el conjunto de escalado tiene varias instancias agregadas (mediante la escalabilidad horizontal) y reacciona automáticamente.

Nota:

El proceso de agregar máquinas virtuales lleva tiempo, así que tenga en cuenta que las adiciones no se realizan de manera instantánea. Planee agregar capacidad con la suficiente antelación como para que pasen más de 10 minutos antes de que la capacidad de las máquinas virtuales esté disponible para colocar las instancias de servicio o las réplicas.

Agregar máquinas virtuales mediante una plantilla

Siga las instrucciones o el ejemplo de la galería de plantillas de inicio rápido para cambiar el número de máquinas virtuales en cada tipo de nodo.

Agregar máquinas virtuales mediante comandos de PowerShell o CLI

El código siguiente obtiene un conjunto de escalado por el nombre y aumenta la capacidad de dicho conjunto en 1.

$scaleset = Get-AzVmss -ResourceGroupName SFCLUSTERTUTORIALGROUP -VMScaleSetName nt1vm
$scaleset.Sku.Capacity += 1

Update-AzVmss -ResourceGroupName $scaleset.ResourceGroupName -VMScaleSetName $scaleset.Name -VirtualMachineScaleSet $scaleset

Este código establece la capacidad en 6.

# Get the name of the node with
az vmss list-instances -n nt1vm -g sfclustertutorialgroup --query [*].name

# Use the name to scale
az vmss scale -g sfclustertutorialgroup -n nt1vm --new-capacity 6

Eliminar manualmente máquinas virtuales del conjunto de escalado de máquinas virtuales o tipo de nodo

Al escalar en un tipo de nodo, quite instancias de máquina virtual del conjunto de escalado. Si el tipo de nodo es el nivel de durabilidad Bronce, Service Fabric desconoce lo que ha sucedido e informa de que ha desaparecido un nodo. Service Fabric informa entonces de un estado incorrecto del clúster. Para evitar ese estado incorrecto, debe quitar expresamente el nodo del clúster y quitar el estado del nodo.

Los servicios del sistema de Service Fabric se ejecutan en el tipo de nodo principal del clúster. Al reducir horizontalmente el tipo de nodo principal, nunca reduzca el número de instancias a un número inferior al que garantiza el nivel de confiabilidad.

Para los servicios con estado, necesita que un determinado número de nodos estén siempre activos para mantener la disponibilidad y preservar el estado del servicio. Como mínimo, necesita que el número de nodos sea igual al recuento de conjuntos de réplicas de destino de la partición o el servicio.

Eliminación del nodo de Service Fabric

Los pasos para quitar manualmente el estado del nodo se aplican solo a los tipos de nodo con un nivel de durabilidad Bronce. Para los niveles de durabilidad Silver y Gold, la plataforma realiza automáticamente estos pasos. Para más información sobre la durabilidad, vea el artículo sobre el planeamiento de capacidad del clúster de Service Fabric.

Nota:

Mantenga un mínimo de cinco nodos en todos los conjuntos de escalado de máquinas virtuales que tengan habilitados los niveles de durabilidad Gold o Silver. El clúster entrará en estado de error si escala por debajo de este umbral y deberá limpiar manualmente los nodos eliminados.

Para mantener los nodos del clúster distribuidos uniformemente entre los dominios de actualización y error y, por lo tanto, permitir su uso homogéneo, primero se debe quitar el nodo creado más recientemente. En otras palabras, los nodos se deben quitar en orden inverso al que se crearon. El nodo creado más recientemente es aquel con el valor de propiedad virtual machine scale set InstanceId más grande. Los ejemplos de código siguientes devuelven el nodo creado más recientemente.

Get-ServiceFabricNode | Sort-Object NodeInstanceId -Descending | Select-Object -First 1

sfctl node list --query "sort_by(items[*], &name)[-1]"

El clúster de Service Fabric debe saber que este nodo se va a quitar. Debe realizar tres pasos:

  1. Deshabilite el nodo para que ya no se realice ninguna réplica de los datos.
    PowerShell: Disable-ServiceFabricNode
    sfctl: sfctl node disable

  2. Detenga el nodo para que el entorno de ejecución de Service Fabric se cierre sin problemas y para que la aplicación obtenga una solicitud de finalización.
    PowerShell: Start-ServiceFabricNodeTransition -Stop
    sfctl: sfctl node transition --node-transition-type Stop

  3. Quite el nodo del clúster.
    PowerShell: Remove-ServiceFabricNodeState
    sfctl: sfctl node remove-state

Una vez que estos tres pasos se han aplicado al nodo, este último se puede quitar del conjunto de escalado. Si utiliza cualquier nivel de durabilidad además de Bronce, estos pasos se realizan cuando se quita la instancia del conjunto de escalado.

El bloque de código siguiente obtiene el último nodo creado, deshabilita, detiene y quita el nodo del clúster.

#### After you've connected.....
# Get the node that was created last
$node = Get-ServiceFabricNode | Sort-Object { $_.NodeName.Substring($_.NodeName.LastIndexOf('_') + 1) } -Descending | Select-Object -First 1

# Node details for the disable/stop process
$nodename = $node.NodeName
$nodeid = $node.NodeInstanceId

$loopTimeout = 10

# Run disable logic
Disable-ServiceFabricNode -NodeName $nodename -Intent RemoveNode -TimeoutSec 300 -Force

$state = Get-ServiceFabricNode | Where-Object NodeName -eq $nodename | Select-Object -ExpandProperty NodeStatus

while (($state -ne [System.Fabric.Query.NodeStatus]::Disabled) -and ($loopTimeout -ne 0))
{
    Start-Sleep 5
    $loopTimeout -= 1
    $state = Get-ServiceFabricNode | Where-Object NodeName -eq $nodename | Select-Object -ExpandProperty NodeStatus
    Write-Host "Checking state... $state found"
}

# Exit if the node was unable to be disabled
if ($state -ne [System.Fabric.Query.NodeStatus]::Disabled)
{
    Write-Error "Disable failed with state $state"
}
else
{
    # Stop node
    $stopid = New-Guid
    Start-ServiceFabricNodeTransition -Stop -OperationId $stopid -NodeName $nodename -NodeInstanceId $nodeid -StopDurationInSeconds 300

    $state = (Get-ServiceFabricNodeTransitionProgress -OperationId $stopid).State
    $loopTimeout = 10

    # Watch the transaction
    while (($state -eq [System.Fabric.TestCommandProgressState]::Running) -and ($loopTimeout -ne 0))
    {
        Start-Sleep 5
        $state = (Get-ServiceFabricNodeTransitionProgress -OperationId $stopid).State
        Write-Host "Checking state... $state found"
    }

    if ($state -ne [System.Fabric.TestCommandProgressState]::Completed)
    {
        Write-Error "Stop transaction failed with $state"
    }
    else
    {
        # Remove the node from the cluster
        Remove-ServiceFabricNodeState -NodeName $nodename -TimeoutSec 300 -Force
    }
}

En el código de sfctl siguiente, el comando siguiente se usa para obtener el valor de node-name del último nodo creado: sfctl node list --query "sort_by(items[*], &name)[-1].name"

# Inform the node that it is going to be removed
sfctl node disable --node-name _nt1vm_5 --deactivation-intent 4 -t 300

# Stop the node using a random guid as our operation id
sfctl node transition --node-instance-id 131541348482680775 --node-name _nt1vm_5 --node-transition-type Stop --operation-id c17bb4c5-9f6c-4eef-950f-3d03e1fef6fc --stop-duration-in-seconds 14400 -t 300

# Remove the node from the cluster
sfctl node remove-state --node-name _nt1vm_5

Sugerencia

Use las siguientes consultas de sfctl para comprobar el estado de cada paso

Comprobar el estado de desactivaciónsfctl node list --query "sort_by(items[*], &name)[-1].nodeDeactivationInfo"

Comprobar el estado de detenciónsfctl node list --query "sort_by(items[*], &name)[-1].isStopped"

Reducción horizontal del conjunto de escalado

Ahora que ya se ha quitado el nodo de Service Fabric del clúster, se puede reducir horizontalmente el conjunto de escalado de máquinas virtuales. En el ejemplo siguiente, la capacidad del conjunto de escalado se reduce en 1.

$scaleset = Get-AzVmss -ResourceGroupName SFCLUSTERTUTORIALGROUP -VMScaleSetName nt1vm
$scaleset.Sku.Capacity -= 1

Update-AzVmss -ResourceGroupName SFCLUSTERTUTORIALGROUP -VMScaleSetName nt1vm -VirtualMachineScaleSet $scaleset

Este código establece la capacidad en 5.

# Get the name of the node with
az vmss list-instances -n nt1vm -g sfclustertutorialgroup --query [*].name

# Use the name to scale
az vmss scale -g sfclustertutorialgroup -n nt1vm --new-capacity 5

Comportamientos que se pueden observar en Service Fabric Explorer

Al escalar horizontalmente un clúster, Service Fabric Explorer refleja el número de nodos (instancias del conjunto de escalado de máquinas virtuales) que forman parte del clúster. Sin embargo, al reducir un clúster horizontalmente verá que el nodo o la instancia de máquina virtual quitados se mostrarán con un estado incorrecto, a menos que llame a Remove-ServiceFabricNodeState cmd con el nombre de nodo apropiado.

Esta es la explicación de este comportamiento.

Los nodos que se muestran en Service Fabric Explorer son un reflejo de lo que los servicios del sistema de Service Fabric (en concreto FM) saben acerca del número de nodos que tiene o ha tenido el clúster. Al reducir horizontalmente el conjunto de escalado de máquinas virtuales, la máquina virtual se elimina pero el servicio del sistema FM sigue pensando que el nodo (que se asignó a la máquina virtual que se ha eliminado) volverá. Por lo tanto, Service Fabric Explorer sigue mostrando el nodo (aunque el estado de mantenimiento puede indicar error o desconocido).

Para tener la seguridad de que un nodo se elimina cuando una máquina virtual se elimina, tiene dos opciones:

  1. Elija un nivel de durabilidad Gold o Silver para los tipos de nodo del clúster. Esto permitirá realizar la integración de la infraestructura. Al reducir horizontalmente, los nodos se quitarán automáticamente del estado de nuestros servicios del sistema (FM). Vea los detalles sobre los niveles de durabilidad aquí.

Nota:

Mantenga un mínimo de cinco nodos en todos los conjuntos de escalado de máquinas virtuales que tengan habilitados los niveles de durabilidad Gold o Silver. El clúster entrará en estado de error si escala por debajo de este umbral y deberá limpiar manualmente los nodos eliminados.

  1. Cuando haya reducido horizontalmente la instancia de máquina virtual, necesitará llamar al cmdlet Remove-ServiceFabricNodeState.

Nota:

Los clústeres de Service Fabric requieren que un número determinado de nodos esté siempre arriba para mantener la disponibilidad y conservar el estado, lo que se conoce como "mantener el quórum". Por lo tanto, normalmente no es seguro cerrar todos los equipos del clúster a menos que primero haya realizado una copia de seguridad completa de su estado.

Pasos siguientes

Lea la información siguiente para aprender sobre el planeamiento de la capacidad del clúster, la actualización de un clúster y los servicios de creación de particiones: