Aplicación web de varias regiones con replicación de Cosmos DB

Front Door
App Service
Functions
Cosmos DB
Cache for Redis

Idea de solución

Si le gustaría que expandamos este artículo con más información, como posibles casos de uso, servicios alternativos, consideraciones de implementación o una guía de precios, comuníquese a través de los Comentarios de GitHub.

La arquitectura descrita en este artículo aumenta la disponibilidad en comparación con la implementación de una sola región. Proporciona dos regiones activas y una región en espera que puede activarse si se produce un error en una de las dos regiones activas. Cada región tiene su propia base de datos de Azure Cosmos DB. Las funcionalidades de replicación de Azure Cosmos DB garantizan que los cambios en la base de datos de una región también se realicen en las bases de datos correspondientes a otras regiones. Dado que Azure Cosmos DB realiza la replicación, los desarrolladores de aplicaciones no tienen que hacerlo en su código, lo que simplifica considerablemente la implementación.

Además de replicar bases de datos en otras regiones configuradas en una cuenta de Azure Storage, Azure Cosmos DB aumenta aún más la disponibilidad al mantener cuatro réplicas de bases de datos dentro de cada región.

Azure Cosmos DB admite un rendimiento ilimitado y una latencia inferior a 10 ms para ayudar a las aplicaciones a proporcionar una respuesta predecible y evitar errores debidos a los problemas de latencia. Asimismo, hay una memoria caché para cada base de datos a fin de reducir la carga de acceso y mejorar la respuesta de la aplicación.

Nota

La replicación proporciona cinco niveles de coherencia. Para obtener más información, consulte Niveles de coherencia en Azure Cosmos DB.

Posibles casos de uso

La arquitectura puede ser adecuada para cualquier aplicación que use grandes cantidades de datos que siempre deban estar disponibles. Algunos ejemplos son las aplicaciones que:

  • Hacen un seguimiento de los hábitos de gasto y del comportamiento de compra de los clientes.
  • Pronostican el tiempo.
  • Ofrecen o implementan sistemas de tráfico inteligentes, o bien usan tecnología inteligente para supervisar el tráfico.
  • Analizan los datos de fabricación del Internet de las cosas (IoT).
  • Muestran los datos de medidores inteligentes o usan la tecnología inteligente para supervisar los datos de los medidores.

Arquitectura

Arquitectura de un sistema resistente que usa Azure Cosmos DB. Puede tener varias regiones activas y puede conmutar por error a una región en espera.

Descargue un archivo Visio de esta arquitectura.

  1. El cliente se autentica con Azure Active Directory (Azure AD) y se le concede acceso a las aplicaciones web hospedadas en Azure App Service.
  2. Azure Front Door, un firewall y un equilibrador de carga de nivel 7, cambia el tráfico de usuario a otra región de Azure en caso de una interrupción regional.
  3. Azure App Service hospeda sitios web y API web RESTful. Los clientes del explorador ejecutan aplicaciones AJAX que usan las API.
  4. Las API web delegan aplicaciones de función para controlar las tareas en segundo plano. Las tareas se ponen en cola en Azure Queue Storage.
  5. Las aplicaciones de función que hospeda Azure Functions realizan las tareas en segundo plano, y las desencadenan los mensajes en cola.
  6. Azure Cache for Redis copia en caché los datos de base de datos de las aplicaciones de función. Esto descarga la actividad de la base de datos y acelera las aplicaciones de función y las aplicaciones web.
  7. Azure Cosmos DB contiene los datos que usan las aplicaciones web y garantiza que los cambios en una base de datos también se reproduzcan en todas las regiones.

Componentes

  • Azure Active Directory (Azure AD) es un servicio de administración multiinquilino de identidades y acceso que se puede sincronizar con un directorio local.
  • Azure DNS es un servicio de hospedaje de alta disponibilidad para dominios DNS que proporciona a las aplicaciones consultas de DNS y actualizaciones rápidas de los registros DNS. Administrar Azure DNS es como la administración de otros servicios de Azure. Además, usa las mismas credenciales, API, herramientas y facturación.
  • Azure Front Door es una red de entrega de contenido segura (CDN) y un equilibrador de carga con conmutación por error instantánea. Funciona de forma perimetral cerca de los usuarios, lo que acelera la entrega de contenido y protege las aplicaciones, las API y los sitios web frente a amenazas cibernéticas.
  • Azure App Service es un servicio totalmente administrado para compilar, implementar y escalar aplicaciones web. Puede compilar aplicaciones mediante .NET, .NET Core, Node.js, Java, Python o PHP. Las aplicaciones se pueden ejecutar en contenedores o en Windows y Linux. En una migración del sistema central, las pantallas de front-end o la interfaz web se pueden programar como API REST basadas en HTTP. Se pueden segregar y pueden no tener estado para organizar un sistema basado en microservicios. Para obtener más información sobre las API web, consulte Diseño de API web RESTful.
  • Azure Functions proporciona un entorno para ejecutar pequeños fragmentos de código, denominados funciones, sin tener que establecer una infraestructura de aplicaciones. Puede usarlo para procesar datos masivos, integrar sistemas, trabajar con IoT, y crear API y microservicios sencillos. Con los microservicios, puede crear servidores que se conecten a los servicios de Azure y estén siempre actualizados.
  • Azure Storage es un conjunto de servicios en la nube seguros y escalables de forma masiva para datos, aplicaciones y cargas de trabajo. Incluye Azure Files, Azure Table Storage y Azure Queue Storage. Azure Files suele ser una herramienta eficaz para migrar cargas de trabajo del sistema central.
  • Azure Queue Storage proporciona colas de mensajes sencillas, rentables y duraderas para cargas de trabajo grandes.
  • Azure Cache for Redis es un servicio de almacenamiento en caché en memoria totalmente administrado y un agente de mensajes para compartir los datos y el estado entre los recursos de los procesos. Incluye el producto de código abierto Redis y el producto comercial de Redis Labs como servicios administrados. Se puede mejorar el rendimiento de las aplicaciones de procesamiento de transacciones en líneas de alto rendimiento si se diseñan para escalarlas y para usar un almacén de datos en memoria como Azure Cache for Redis.
  • Azure Cosmos DB es un servicio de bases de datos multimodelo y de distribución global que permite a las soluciones escalar el rendimiento y la capacidad de almacenamiento en un número indefinido de regiones geográficas. Los Acuerdos de Nivel de Servicio (SLA) integrales garantizan el rendimiento, la latencia, la disponibilidad y la coherencia.

Alternativas

  • Azure Traffic Manager dirige las solicitudes DNS entrantes en las regiones globales de Azure en función de los métodos de enrutamiento de tráfico elegidos. También proporciona las opciones de conmutación automática por error y de enrutamiento de rendimiento.
  • Azure Content Delivery Network (CDN) copia en caché el contenido estático en los servidores perimetrales para una respuesta rápida y usa optimizaciones de red para mejorar la respuesta con el contenido dinámico. CDN es especialmente útil cuando la base de usuarios es global.
  • Azure Kubernetes Service (AKS) es un servicio de Kubernetes administrado para la implementación y la administración de aplicaciones contenedorizadas. Se puede usar para implementar una arquitectura de microservicios con componentes que se escalan de forma independiente a petición.
  • Azure Container Instances es una manera rápida y sencilla de ejecutar tareas sin tener que administrar la infraestructura. Es útil durante el desarrollo o para la ejecución de tareas no programadas.
  • Azure Service Fabric es una plataforma para escalar y organizar los contenedores y los microservicios.
  • Azure Service Bus es un servicio de mensajería en la nube confiable para una integración híbrida sencilla. Se puede usar en lugar de Queue Storage en esta arquitectura. Para obtener más información, consulte Colas de Storage y de Service Bus: comparación y diferencias.

Consideraciones

  • Con Azure Cosmos DB, puede realizar la replicación de datos con un solo clic en cualquier número de regiones de Azure.
  • Tenga en cuenta que, a medida que los datos crecen, Cosmos DB se vuelve más costoso. Es posible que tenga que implementar estrategias de niveles de datos para controlar el costo.
  • Si va a migrar los datos de un sistema de almacenamiento antiguo, debe escribir las rutinas para copiar los datos antiguos en Cosmos DB. Asegúrese de que tenga marcas de tiempo y marcas de copia para supervisar el progreso de la migración de datos.

Pasos siguientes