Tutorial: Creación de reglas de escalado automático de conjuntos de escalado de máquinas virtuales con Azure PowerShell

Artículo
09/17/2021
12 minutos para leer

Se aplica a: ✔️ máquinas virtuales Linux ✔️ máquinas virtuales Windows ✔️ conjuntos de escalado flexibles ✔️ conjuntos de escalado uniformes

Importante

El uso de esta característica de Azure desde PowerShell requiere que tenga el módulo AzureRM instalado. Se trata de un módulo anterior que solo está disponible para Windows PowerShell 5.1 que ya no obtiene nuevas características. Los módulos Az y AzureRMno son compatibles cuando se instalan para las mismas versiones de PowerShell. Si necesita ambas versiones:

Desinstale el módulo Az desde una sesión de PowerShell 5.1.
Instale el módulo AzureRM desde una sesión de PowerShell 5.1.
Descargue e instale PowerShell Core 6.x o posterior.
Instale el módulo Az en una sesión de PowerShell Core.

Al crear un conjunto de escalado, puede definir el número de instancias de máquina virtual que quiere ejecutar. A medida que cambia la demanda de las aplicaciones, puede aumentar o reducir automáticamente el número de estas instancias. La posibilidad de realizar el escalado automático le permite satisfacer la demanda del cliente o responder a los cambios de rendimiento de la aplicación a lo largo del ciclo de vida de esta. En este tutorial, aprenderá a:

Usar el escalado automático con un conjunto de escalado
Crear y usar reglas de escalado automático
Realizar pruebas de esfuerzo de instancias de máquina virtual y desencadenar reglas de escalado automático
Reducir el escalado automáticamente cuando se reduzca la demanda

Si no tiene una suscripción a Azure, cree una cuenta gratuita antes de empezar.

Existe un problema conocido que afecta a la versión 6.8.1 o posterior del módulo de Azure PowerShell, incluida la versión actual de Azure Cloud Shell. Este tutorial solo se puede realizar con la versión 6.0.0 a 6.8.0 del módulo de Azure PowerShell. Ejecute Get-Module -ListAvailable AzureRM para encontrar la versión. Si PowerShell se ejecuta localmente, también debe ejecutar Connect-AzureRmAccount para crear una conexión con Azure.

Creación de un conjunto de escalado

Para facilitar la creación de las reglas de escalado automático, defina algunas de las variables para el conjunto de escalado. En el siguiente ejemplo se definen variables para el conjunto de escalado denominado myScaleSet del grupo de recursos myResourceGroup en la región Este de EE. UU. El identificador de la suscripción se obtiene con Get-AzureRmSubscription. Si tiene varias suscripciones asociadas a su cuenta, solo se devolverá la primera de ellas. Ajuste los nombres y los identificadores de la suscripción como se indica a continuación:

$mySubscriptionId = (Get-AzureRmSubscription)[0].Id
$myResourceGroup = "myResourceGroup"
$myScaleSet = "myScaleSet"
$myLocation = "East US"

Ahora, cree un conjunto de escalado de máquinas virtuales con New-AzureRmVmss. Para distribuir el tráfico a las instancias individuales de VM, también se crea un equilibrador de carga. El equilibrador de carga incluye reglas para distribuir el tráfico en el puerto TCP 80, y permitir el tráfico de Escritorio remoto en el puerto TCP 3389 y la conexión remota de PowerShell en el puerto TCP 5985. Cuando se le solicite, proporcione sus propias credenciales administrativas para las instancias de máquina virtual en el conjunto de escalado:

New-AzureRmVmss `
  -ResourceGroupName $myResourceGroup `
  -VMScaleSetName $myScaleSet `
  -Location $myLocation `
  -VirtualNetworkName "myVnet" `
  -SubnetName "mySubnet" `
  -PublicIpAddressName "myPublicIPAddress" `
  -LoadBalancerName "myLoadBalancer"

Se tardan unos minutos en crear y configurar todos los recursos de conjunto de escalado y máquinas virtuales.

Creación de una regla de escalado automático horizontal

Si aumenta la demanda de la aplicación, la carga de las instancias de máquina virtual del conjunto de escalado aumenta. Si este aumento de la carga es continuado, en lugar de ser algo puntual, puede configurar reglas de escalado automático para aumentar el número de instancias de máquina virtual en el conjunto de escalado. Cuando se crean estas instancias de máquina virtual y se implementan las aplicaciones, el conjunto de escalado empieza a distribuir el tráfico entre ellas mediante el equilibrador de carga. Puede controlar qué métricas se deben supervisar como, por ejemplo, la CPU o el disco, cuánto tiempo debe cumplir la carga de la aplicación un límite determinado y cuántas instancias de máquina virtual se deben agregar al conjunto de escalado.

Vamos a crear una regla con New-AzureRmAutoscaleRule que aumenta el número de instancias de máquina virtual de un conjunto de escalado cuando la carga promedio de la CPU es superior al 70 % durante un período de más de 5 minutos. Cuando se desencadena la regla, aumenta el número de instancias de máquina virtual en tres.

Los siguientes parámetros se utilizan para esta regla:

Parámetro	Explicación	Value
-MetricName	La métrica de rendimiento del conjunto de escalado sobre el que realizar las acciones de supervisión y aplicación.	Porcentaje de CPU
-TimeGrain	Frecuencia de recopilación de las métricas para el análisis.	1 minuto.
-MetricStatistic	Define cómo se deben agregar las métricas recopiladas para el análisis.	Average
-TimeWindow	El periodo durante el que se realiza la supervisión antes de que se comparen los valores de métricas y umbrales.	5 minutos
-Operator	El operador que se utiliza para comparar los datos de las métricas con los umbrales.	Mayor que
-Threshold	El valor que hace que la regla de escalado automático desencadene una acción.	70%
-ScaleActionDirection	Define si el conjunto de escalado debe escalarse o reducirse verticalmente.	Aumento
-ScaleActionScaleType	Indica que el número de instancias de máquina virtual debe cambiarse por un valor especificado.	Nº de cambios
-ScaleActionValue	El porcentaje de instancias de máquina virtual se debe cambiar al desencadenarse la regla.	3
-ScaleActionCooldown	El periodo que hay que esperar hasta que la regla se vuelva a aplicar, para que las acciones de escalado automático tengan tiempo de surtir efecto.	5 minutos

En el ejemplo siguiente se crea un objeto denominado myRuleScaleOut que contiene esta regla de escalado vertical. - MetricResourceId usa las variables definidas anteriormente para el identificador de la suscripción, el nombre del grupo de recursos y el nombre del conjunto de escalado:

$myRuleScaleOut = New-AzureRmAutoscaleRule `
  -MetricName "Percentage CPU" `
  -MetricResourceId /subscriptions/$mySubscriptionId/resourceGroups/$myResourceGroup/providers/Microsoft.Compute/virtualMachineScaleSets/$myScaleSet `
  -TimeGrain 00:01:00 `
  -MetricStatistic "Average" `
  -TimeWindow 00:05:00 `
  -Operator "GreaterThan" `
  -Threshold 70 `
  -ScaleActionDirection "Increase" `
  -ScaleActionScaleType "ChangeCount" `
  -ScaleActionValue 3 `
  -ScaleActionCooldown 00:05:00

Creación de una regla de escalado automático horizontal de reducción

La demanda de la aplicación puede reducirse por las tardes o durante los fines de semana. Si esta reducción es constante a lo largo de un período, puede configurar reglas de escalado automático para reducir el número de instancias de máquina virtual del conjunto de escalado. Esta acción de reducción horizontal permite rebajar el costo de ejecutar el conjunto de escalado ya que solo se ejecuta el número de instancias necesario para satisfacer la demanda actual.

Cree otra regla con New-AzureRmAutoscaleRule que reduzca el número de instancias de máquina virtual de un conjunto de escalado cuando la carga promedio de la CPU sea inferior al 30 % durante un período de más de 5 minutos. Cuando se desencadena la regla, el número de instancias de máquina virtual se reduce en una. En el ejemplo siguiente se crea un objeto denominado myRuleScaleOut que contiene esta regla de reducción vertical. - MetricResourceId usa las variables definidas anteriormente para el identificador de la suscripción, el nombre del grupo de recursos y el nombre del conjunto de escalado:

$myRuleScaleIn = New-AzureRmAutoscaleRule `
  -MetricName "Percentage CPU" `
  -MetricResourceId /subscriptions/$mySubscriptionId/resourceGroups/$myResourceGroup/providers/Microsoft.Compute/virtualMachineScaleSets/$myScaleSet `
  -Operator "LessThan" `
  -MetricStatistic "Average" `
  -Threshold 30 `
  -TimeGrain 00:01:00 `
  -TimeWindow 00:05:00 `
  -ScaleActionCooldown 00:05:00 `
  -ScaleActionDirection "Decrease" `
  -ScaleActionScaleType "ChangeCount" `
  -ScaleActionValue 1

Definición de un perfil de escalado automático

Cree un perfil para asociar las reglas de escalado automático a un conjunto de escalado. El perfil de escalado automático define la capacidad predeterminada, mínima y máxima del conjunto de escalado y asocia las reglas de escalado automático. Cree un perfil de escalado automático con New-AzureRmAutoscaleProfile. En el ejemplo siguiente se establece la capacidad predeterminada y la mínima para 2 instancias de máquina virtual y un máximo de 10. Las reglas de escalado y reducción horizontal creadas en los pasos anteriores se asocian ahora:

$myScaleProfile = New-AzureRmAutoscaleProfile `
  -DefaultCapacity 2  `
  -MaximumCapacity 10 `
  -MinimumCapacity 2 `
  -Rule $myRuleScaleOut,$myRuleScaleIn `
  -Name "autoprofile"

Aplicación del perfil de escalabilidad automática a un conjunto de escalado

El último paso consiste en aplicar el perfil de escalado automático al conjunto de escalado. Posteriormente, el conjunto de escalado se podrá escalar o reducir horizontalmente en función de la demanda de la aplicación. Aplique el perfil de escalado automático con Add-AzureRmAutoscaleSetting como se indica a continuación:

Add-AzureRmAutoscaleSetting `
  -Location $myLocation `
  -Name "autosetting" `
  -ResourceGroup $myResourceGroup `
  -TargetResourceId /subscriptions/$mySubscriptionId/resourceGroups/$myResourceGroup/providers/Microsoft.Compute/virtualMachineScaleSets/$myScaleSet `
  -AutoscaleProfile $myScaleProfile

Generación de carga de CPU en el conjunto de escalado

Para probar las reglas de escalado automático, genere cargas de CPU en las instancias de máquina virtual del conjunto de escalado. Esta carga de CPU simulada hace que las reglas de escalado automático escalen horizontalmente y aumenten el número de instancias de máquina virtual. Como la carga simulada de la CPU se reduce, las reglas de escalado automático reducen horizontalmente el número de instancias de máquina virtual.

Para obtener una lista de los puertos NAT para conectarse a instancias de máquina virtual en un conjunto de escalado, primero obtenga el objeto de equilibrador de carga con el comando Get-AzureRmLoadBalancer. Después, consulte las reglas NAT entrantes con Get-AzureRmLoadBalancerInboundNatRuleConfig:

# Get the load balancer object
$lb = Get-AzureRmLoadBalancer -ResourceGroupName "myResourceGroup" -Name "myLoadBalancer"

# View the list of inbound NAT rules
Get-AzureRmLoadBalancerInboundNatRuleConfig -LoadBalancer $lb | Select-Object Name,Protocol,FrontEndPort,BackEndPort

La salida del ejemplo siguiente muestra el nombre de instancia, la dirección IP pública del equilibrador de carga y el número de puerto al que las reglas NAT reenvían el tráfico:

Name        Protocol FrontendPort BackendPort
----        -------- ------------ -----------
myRDPRule.0 Tcp             50001        3389
myRDPRule.1 Tcp             50002        3389

El nombre de la regla se alinea con el nombre de la instancia de máquina virtual como se muestra en un comando Get-AzureRmVmssVM anterior. Por ejemplo, para conectarse a la instancia de máquina virtual 0, use myRDPRule.0 y conéctese al puerto 50001. Para conectarse a la instancia de máquina virtual 1, utilice el valor de myRDPRule.1 y conéctese al puerto 50002.

Consulte la dirección IP pública del equilibrador de carga con Get-AzureRmPublicIPAddress:

Get-AzureRmPublicIpAddress -ResourceGroupName "myResourceGroup" -Name myPublicIP | Select IpAddress

Salida de ejemplo:

IpAddress
---------
52.168.121.216

Cree una conexión remota a la primera instancia de máquina virtual. Especifique su dirección IP pública y el número de puerto de la instancia de máquina virtual necesaria, tal como se muestra en los comandos anteriores. Cuando se le solicite, escriba las credenciales que ha utilizado al crear el conjunto de escalado (de forma predeterminada en los comandos de ejemplo, azureuser y P@ssw0rd! ). Si se utiliza Azure Cloud Shell, realice este paso desde un símbolo del sistema local de PowerShell o un cliente de Escritorio remoto. En el ejemplo siguiente se realiza una conexión a la instancia de máquina virtual 0:

mstsc /v 52.168.121.216:50001

Con la sesión iniciada, abra Internet Explorer desde la barra de tareas.

Seleccione Aceptar para aceptar Usar la configuración recomendada de compatibilidad, privacidad y seguridad en el símbolo del sistema.
Escriba http://download.sysinternals.com/files/CPUSTRES.zip en la barra de direcciones.
Como la configuración de seguridad mejorada de Internet Explorer está habilitada, elija Agregar el dominio http://download.sysinternals.com a la lista de sitios de confianza.
Cuando se le solicite la descarga del archivo, seleccione Abrir, y seleccione y haga clic en Ejecutar para ejecutar la herramienta CPUSTRES.EXE.

Para generar carga de la CPU, marque dos casillas de subprocesos activos. Desde el menú desplegable Actividad de ambos subprocesos, seleccione Máximo. Puede abrir el Administrador de tareas para confirmar que la carga de CPU en la máquina virtual está al 100 %.

Generación de carga en la instancia de máquina virtual con la utilidad CPU stress

Deje abierta la sesión de conexión a Escritorio remoto y abra otra. Conéctese a la segunda instancia de máquina virtual con el número de puerto del cmdlet Get-AzureRmLoadBalancerInboundNatRuleConfig anterior:

mstsc /v 52.168.121.216:50002

Una vez iniciada la sesión en la segunda instancia de máquina virtual, repita los pasos anteriores para descargar y ejecutar CPUSTRES.EXE. De nuevo, inicie dos subprocesos activos y establezca la actividad en Máximo.

Para permitir que la herramienta CPU Stress continúe ejecutándose, deje abierta ambas sesiones de conexión a Escritorio remoto.

Supervisión de las reglas de escalado automático activas

Para supervisar el número de instancias de máquina virtual del conjunto de escalado, use while. Las reglas de escalado automático tardan 5 minutos en empezar el proceso de escalado horizontal en respuesta a la carga de CPU generada por CPUStress en cada instancia de máquina virtual:

while (1) {Get-AzureRmVmssVM `
    -ResourceGroupName $myResourceGroup `
    -VMScaleSetName $myScaleSet; sleep 10}

Cuando se alcanza el umbral de la CPU, las reglas de escalado automático aumentan el número de instancias de máquina virtual en el conjunto de escalado. La siguiente salida muestra tres máquinas virtuales que se crean durante el escalado horizontal automático:

ResourceGroupName         Name Location          Sku Capacity InstanceID ProvisioningState
-----------------         ---- --------          --- -------- ---------- -----------------
MYRESOURCEGROUP   myScaleSet_2   eastus Standard_DS2                   2         Succeeded
MYRESOURCEGROUP   myScaleSet_3   eastus Standard_DS2                   3         Succeeded
MYRESOURCEGROUP   myScaleSet_4   eastus Standard_DS2                   4          Creating
MYRESOURCEGROUP   myScaleSet_5   eastus Standard_DS2                   5          Creating
MYRESOURCEGROUP   myScaleSet_6   eastus Standard_DS2                   6          Creating

Cierre la herramienta CPU Stress en todas las sesiones de conexión a Escritorio remoto de las instancias de máquina virtual. La carga de CPU media del conjunto de escalado vuelve al estado normal. Después de otros 5 minutos, las reglas de escalado automático reducen horizontalmente el número de instancias de máquina virtual. Con las acciones de reducción horizontal se eliminan instancias de máquina virtual en orden, empezando por los identificadores mayores. Cuando un conjunto de escalado usa conjuntos de disponibilidad o zonas de disponibilidad, las acciones de reducción horizontal se distribuyen por igual entre esas instancias de máquina virtual. En la salida de ejemplo siguiente se muestra la eliminación de una instancia de máquina virtual con la reducción horizontal del conjunto de escalado:

MYRESOURCEGROUP   myScaleSet_6   eastus Standard_DS2                   6          Deleting

Salga de while con Ctrl-c. El conjunto de escalado continúa la reducción horizontal cada 5 minutos y quita una instancia de máquina virtual hasta que se alcanza el mínimo de dos instancias.

Limpieza de recursos

Para quitar el conjunto de escalado y los recursos adicionales, elimine el grupo de recursos y todos sus recursos con Remove-AzureRmResourceGroup. El parámetro -Force confirma que desea eliminar los recursos sin pedir confirmación adicional. El parámetro -AsJob devuelve el control a la petición de confirmación sin esperar a que finalice la operación.

Remove-AzureRmResourceGroup -Name "myResourceGroup" -Force -AsJob

Pasos siguientes

En este tutorial aprendió cómo escalar y reducir horizontalmente de forma automática con Azure PowerShell:

Usar el escalado automático con un conjunto de escalado
Crear y usar reglas de escalado automático
Realizar pruebas de esfuerzo de instancias de máquina virtual y desencadenar reglas de escalado automático
Reducir el escalado automáticamente cuando se reduzca la demanda