Репликация службы хранилища Azure

Статья
01/05/2024

В службе хранилища Azure всегда хранится несколько копий данных для защиты от запланированных и незапланированных событий, включая временные сбои оборудования, сети или энергоснабжения, масштабные стихийные бедствия и т. д. Избыточность гарантирует, что учетная запись хранения будет соответствовать целям доступности и устойчивости даже в случае сбоев.

При принятии решения о том, какой вариант обеспечения избыточности лучше всего подходит для вашего сценария, постарайтесь найти оптимальное сочетание цены и высокого уровня доступности. Чтобы выбрать подходящий вариант обеспечения избыточности, ответьте на следующие вопросы.

Как данные реплика в основном регионе.
Реплицируются ли данные в другой регион, географически удаленный от основного, для защиты от региональных аварий (георепликация).
Требуется ли приложению доступ на чтение для реплицированных данных в дополнительном регионе, если основной регион по какой-либо причине становится недоступен (георепликация с доступом на чтение).

Примечание.

Функции и доступность по регионам, описанные в этой статье, также доступны для учетных записей с иерархическим пространством имен (Хранилище BLOB-объектов Azure).

Службы, составляющие службу хранилища Azure, управляются с помощью общего ресурса Azure, называемого учетной записью хранения. Учетная запись хранения представляет общий пул хранилища, который можно использовать для развертывания ресурсов хранилища, таких как контейнеры BLOB-объектов (Хранилище BLOB-объектов), общие папки (Файлы Azure), таблицы (Хранилище таблиц) или очереди (Хранилище очередей). Дополнительные сведения об учетных записях хранения Azure см. в статье Общие сведения об учетной записи хранения.

Параметр избыточности для учетной записи хранения является общим для всех служб хранения, предоставляемых этой учетной записью. Все ресурсы хранилища, развернутые в одной учетной записи хранения, имеют одинаковый параметр избыточности. Возможно, удобно будет изолировать различные типы ресурсов в отдельных учетных записях хранения, если они имеют разные требования к избыточности.

Избыточность в основном регионе

Данные в учетной записи хранения Azure всегда реплицируются в основном регионе три раза. Служба хранения Azure предлагает два варианта репликации данных в основном регионе:

Локально избыточное хранилище (LRS) синхронно копирует данные три раза в пределах одного физического расположения в основном регионе. Хранилище LRS является наименее дорогостоящим вариантом репликации, но его не рекомендуется использовать для приложений, требующих высокой доступности и надежности.
Хранилище, избыточное между зонами (ZRS), синхронно копирует данные между тремя зонами доступности Azure в основном регионе. Для приложений, которым требуется высокий уровень доступности, корпорация Майкрософт рекомендует использовать ZRS в основном регионе, а также репликацию в дополнительный регион.

Примечание.

Корпорация Майкрософт рекомендует использовать ZRS в основном регионе для рабочих нагрузок Azure Data Lake Storage 2-го поколения.

Локально избыточное хранилище

Локально избыточное хранилище (LRS) реплицирует учетную запись хранения три раза в пределах одного центра обработки данных в основном регионе. LRS обеспечивает устойчивость объектов как минимум на уровне 99,999999999 % (11 девяток) в течение заданного года.

LRS стоит меньше всего и обеспечивает самый низкий уровень избыточности по сравнению с другими вариантами репликации. LRS защищает ваши данные от сбоев в стойках сервера и на дисках. Однако в случае аварии в центре обработки данных, например пожара или наводнения, все реплики учетной записи хранения, использующие LRS, могут быть утрачены или оказаться непригодными для восстановления. Чтобы уменьшить этот риск, корпорация Майкрософт рекомендует использовать хранилище, избыточное между зонами (ZRS), геоизбыточное хранилище (GRS) или хранилище, геоизбыточное между зонами (GZRS).

Запрос на запись в учетную запись хранения, использующую LRS, выполняется синхронно. Операция записи считается успешно выполненной только после записи данных во все три реплики.

На следующей диаграмме показано, как реплицируются данные в одном центре обработки данных с помощью LRS:

Diagram showing how data is replicated in a single data center with LRS

LRS хорошо подходит для следующих сценариев:

Если в вашем приложении хранятся данные, которые можно легко воссоздать в случае их потери, можно выбрать LRS.
LRS можно выбрать, если ваше приложение реплицирует данные только в одной стране или регионе из-за нормативных требований. В некоторых случаях парные регионы, в которых данные реплицируются в географически удаленные расположения, могут находиться в другой стране или регионе. Дополнительные сведения о парных регионах см. на странице Регионы Azure.
Если в вашем сценарии используются неуправляемые диски Azure, вы можете выбрать LRS. Для них можно создать учетную запись хранения, использующую GRS, но это не рекомендуется из-за потенциальных проблем с согласованностью при асинхронной георепликации.

Хранилище, избыточное между зонами

Хранилище, избыточное между зонами (ZRS), синхронно реплицирует учетную запись хранения в трех Зонах доступности Azure в основном регионе. Каждая зона доступности — это отдельное физическое расположение с независимым питанием, охлаждением и сетью. ZRS обеспечивает устойчивость ресурсов хранилища как минимум на уровне 99,9999999999 % (12 девяток) в течение определенного года.

С ZRS ваши данные будут по-прежнему доступны для чтения и записи, даже если зона становится недоступной. Если зона недоступна, Azure выполняет обновления сети, например перенаправление DNS. Такие обновления могут повлиять на приложение, если вы получаете доступ к своим данным до завершения обновлений. При разработке приложений для ZRS следуйте рекомендациям по обработке временных сбоев, в том числе по реализации политик повтора с экспоненциальной задержкой.

Запрос на запись в учетную запись хранения, использующую ZRS, выполняется синхронно. Операция записи считается успешно выполненной только после записи данных во все реплики во всех трех зонах доступности. Если зона доступности временно недоступна, операция успешно возвращается после записи данных во все доступные зоны.

Корпорация Майкрософт рекомендует использовать ZRS в основном регионе для сценариев, требующих высокой доступности. ZRS также рекомендуется для ограничения репликации данных в пределах определенной страны или региона в соответствии с требованиями для управления данными.

Корпорация Майкрософт рекомендует использовать ZRS для рабочих нагрузок Файлов Azure. Если зона становится недоступной, повторного подключения общих папок Azure от подключенных клиентов не требуется.

На следующей диаграмме показано, как данные реплицируются между зонами доступности в основном регионе с помощью ZRS:

Diagram showing how data is replicated in the primary region with ZRS

ZRS обеспечивает отличную производительность, низкую задержку и устойчивость данных, если они становятся временно недоступными. Однако само по себе хранилище ZRS не может защитить данные от региональной аварии, при которой полностью выходит из строя несколько зон. Чтобы защититься от региональных аварий, корпорация Майкрософт рекомендует использовать хранилище, геоизбыточное между зонами (GZRS), которое использует ZRS в основном регионе, а также георепликацию данных в дополнительный регион.

Уровень архива для служба хранилища BLOB-объектов в настоящее время не поддерживается для учетных записей ZRS, GZRS или RA-GZRS. Неуправляемые диски не поддерживают ZRS и GZRS.

Дополнительные сведения о том, какие регионы поддерживают ZRS, см. в статье Регионы Azure с зонами доступности.

Учетные записи хранения Standard

ZRS поддерживается для службы хранилища Azure через стандартные учетные записи хранения общего назначения версии 2, включая:

хранилище BLOB-объектов Azure (горячие и прохладные блочные BLOB-объекты, добавочные BLOB-объекты, страничные BLOB-объекты без диска);
Файлы Azure (все стандартные уровни: оптимизированные для транзакций, горячие и холодные);
Хранилище таблиц Azure
Хранилище очередей Azure

Список регионов, поддерживающих хранилище, избыточное между зонами (ZRS) для стандартных учетных записей, см. в регионах Azure, поддерживающих хранилище, избыточное между зонами (ZRS) для стандартных учетных записей хранения.

Учетные записи блочных BLOB-объектов уровня "Премиум"

ZRS поддерживается для учетных записей блочных BLOB-объектов ценовой категории "Премиум". Дополнительные сведения о блочных BLOB-объектах категории "Премиум" см. статье Блочные BLOB-объекты (цен. категории "Премиум").

Список регионов, поддерживающих хранилище, избыточное между зонами (ZRS) для учетных записей больших двоичных объектов уровня "Премиум", см. в регионах Azure, поддерживающих хранилище, избыточное между зонами (ZRS) для учетных записей блочных BLOB-объектов уровня "Премиум".

ZRS поддерживается для общих папок категории "Премиум" (Файлы Azure) через тип учетной записи хранения FileStorage.

Список регионов, поддерживающих хранилище, избыточное между зонами (ZRS) для учетных записей общих папок уровня "Премиум", см. в разделе Файлы Azure хранилище, избыточное между зонами, для общих папок уровня "Премиум".

Управляемые диски

ZRS поддерживается для управляемых дисков со следующими ограничениями.

Список регионов, поддерживающих хранилище, избыточное между зонами (ZRS) для управляемых дисков, см. в разделе о региональной доступности.

Избыточность в дополнительном регионе

Для приложений, которым требуется высокий уровень надежности, можно также скопировать данные из учетной записи хранения в дополнительный регион, который находится в сотнях километров от основного. Если данные в учетной записи хранения копируются в дополнительный регион, они будут устойчивы даже в случае отключения электричества во всем регионе или аварии, в результате которой основной регион восстановить невозможно.

При создании учетной записи хранения вы выбираете первичный регион для учетной записи. Парный дополнительный регион определяется на основе основного региона, его невозможно изменить. Дополнительные сведения о регионах, поддерживаемых Azure, см. на странице Регионы Azure.

Служба хранилища Azure предлагает два варианта копирования данных в дополнительный регион.

Геоизбыточное хранилище (GRS) синхронно копирует данные три раза в пределах одного физического расположения в основном регионе, используя LRS. Затем данные копируются асинхронно в одно физическое расположение в дополнительном регионе. В дополнительном регионе ваши данные синхронно копируются три раза с помощью LRS.
Хранилище, геоизбыточное между зонами (GZRS), синхронно копирует данные в трех Зонах доступности Azure в основном регионе, используя ZRS. Затем данные копируются асинхронно в одно физическое расположение в дополнительном регионе. В дополнительном регионе ваши данные синхронно копируются три раза с помощью LRS.

Примечание.

Основное различие между GRS и GZRS заключается в способе репликации данных в основном регионе. В дополнительном регионе данные всегда реплицируются синхронно три раза с использованием LRS. LRS в дополнительном регионе защищает данные от сбоев оборудования.

При использовании GRS или GZRS данные в дополнительном регионе недоступны для доступа на чтение или запись, если не существует отработки отказа в основной регион. Чтобы получить доступ на чтение к дополнительному региону, настройте для своей учетной записи хранения использование геоизбыточного хранилища с доступом на чтение (RA-GRS) или хранилища, геоизбыточного между зонами, с доступом на чтение (RA-GZRS). Дополнительные сведения см. в разделе Доступ на чтение для данных в дополнительном регионе.

Если основной регион становится недоступным, можно выбрать отработку отказа в дополнительном регионе. После завершения отработки отказа дополнительный регион станет основным и вы снова сможете считывать и записывать данные. Дополнительные сведения об аварийном восстановлении и отработке отказа в дополнительном регионе см. в разделе Аварийное восстановление и отработка отказа учетной записи хранения.

Важно!

Так как данные реплицируются в дополнительный регион асинхронно, сбой в основном регионе может привести к утере данных, если этот регион восстановить невозможно. Интервал между последними операциями записи в основном регионе и последней записью в дополнительный регион называется целевой точкой восстановления (RPO). RPO указывает момент времени, до которого данные могут быть восстановлены. Обычно RPO в платформе службы хранилища Azure не превышает 15 минут, хотя на данный момент нет какого-либо Соглашения об уровне обслуживания, регулирующего интервалы репликации данных в дополнительный регион.

Геоизбыточное хранилище

Геоизбыточное хранилище (GRS) синхронно копирует данные три раза в пределах одного физического расположения в основном регионе, используя LRS. Затем данные копируются асинхронно в одно расположение в дополнительном регионе, который находится в сотнях километров от основного. GRS обеспечивает устойчивость ресурсов хранилища как минимум на уровне 99,99999999999999 % (16 девяток) в течение определенного года.

Операция записи сначала фиксируется в основное расположение и реплицируется с использованием LRS. Затем обновление реплицируется асинхронно в дополнительный регион. При записи данных в дополнительное расположение они также реплицируются в этом расположении с использованием LRS.

На следующей диаграмме показано, как данные реплицируются с помощью GRS или RA-GRS:

Diagram showing how data is replicated with GRS or RA-GRS

Хранилище, геоизбыточное между зонами

Хранилище, геоизбыточное между зонами (GZRS), сочетает в себе высокий уровень доступности за счет избыточности зон доступности и защиту от региональных сбоев за счет георепликации. Данные в учетной записи хранения GZRS копируются в три зоны доступности Azure в основном регионе, а также реплицируются в дополнительный географический регион для защиты от региональных аварий. Корпорация Майкрософт рекомендует использовать GZRS для приложений, которым необходима максимальная согласованность, устойчивость и доступность, а также отличная производительность и устойчивость для аварийного восстановления.

С помощью учетной записи хранения GZRS можно продолжить чтение и запись данных, если зона доступности становится недоступной или непригодной для восстановления. Кроме того, данные будут устойчивы в случае сбоя во всем регионе или аварии, в результате которой основной регион восстановить невозможно. GZRS обеспечивает устойчивость объектов как минимум на уровне 99,99999999999999 % (16 девяток) в течение определенного года.

На следующей диаграмме показано, как данные реплицируются с помощью GZRS или RA-GZRS:

Diagram showing how data is replicated with GZRS or RA-GZRS

GZRS поддерживают только учетные записи хранения общего назначения версии 2 цен. категории "Стандартный". GZRS поддерживается службой хранилища Azure, включая:

Хранилище BLOB-объектов Azure (горячие и холодные блочные BLOB-объекты, страничные BLOB-объекты без диска);
Файлы Azure (все стандартные уровни: оптимизированные для транзакций, горячие и холодные);
Хранилище таблиц Azure
Хранилище очередей Azure

Список регионов, поддерживающих геоизбыточное хранилище (GZRS), см. в регионах Azure, поддерживающих геоизбыточное хранилище (GZRS).

Доступ на чтение для данных в дополнительном регионе

Геоизбыточное хранилище (с GRS или GZRS) реплицирует данные в другое физическое расположение в дополнительном регионе для защиты от региональных сбоев. При использовании учетной записи, настроенной для GRS или GZRS, данные в дополнительном регионе недоступны напрямую для пользователей или приложений, пока не произойдет отработка отказа. Процесс отработки отказа обновляет запись DNS, предоставленную службой хранилища Azure, и теперь вторичная конечная точка становится основной конечной точкой этой учетной записи хранения. Во время отработки отказа данные недоступны. Когда отработка отказа завершится, вы можете считывать и записывать данные в новый основной регион. Дополнительные сведения см. в статье о том, как работает отработка отказа управляемой клиентом учетной записи хранения.

Если для приложений требуется высокий уровень доступности, можно настроить учетную запись хранения для доступа на чтение в дополнительный регион. Если включить доступ на чтение в дополнительном регионе, данные будут всегда доступны из него для чтения, даже если основной регион вновь станет недоступным. Геоизбыточное хранилище с доступом на чтение (RA-GRS) или хранилище, геоизбыточное между зонами, с доступом на чтение (RA-GZRS) обеспечивают доступ на чтение к дополнительному региону.

Примечание.

Файлы Azure не поддерживают геоизбыточное хранилище с доступом на чтение (RA-GRS) и хранилище, геоизбыточное между зонами, с доступом на чтение (RA-GZRS).

Разработка приложений для доступа на чтение в дополнительном регионе

Если ваша учетная запись хранения настроена для доступа на чтение в дополнительном регионе, вы можете разрабатывать приложения таким образом, чтобы в них можно было легко переключаться на чтение данных из дополнительного региона в случае недоступности основного по той или иной причине.

Дополнительный регион доступен для чтения после включения RA-GRS или RA-GZRS, поэтому вы можете протестировать приложение заранее и убедиться, что оно будет считывать из него данные в случае сбоя. Дополнительные сведения о проектировании приложений для обеспечения геоизбыточности см. в разделе Разработка высокодоступных приложений с геоизбыточностью.

При включенном доступе на чтение в дополнительном регионе данные приложения могут считываться как из дополнительной, так и из основной конечных точек. Вторичная конечная точка добавляет суффикс -secondary к имени учетной записи. Например, если основная конечная точка для хранилища BLOB-объектов — myaccount.blob.core.windows.net, то дополнительной конечной точкой будет myaccount-secondary.blob.core.windows.net. Ключи доступа для учетной записи хранения одинаковые как для основной, так и для дополнительной конечных точек.

Планирование потери данных

Поскольку данные реплицируются из основного в дополнительный регион асинхронно, дополнительный регион обычно находится за основным регионом с точки зрения операций записи. Если авария должна была ударить по основному региону, скорее всего, некоторые данные будут потеряны и что файлы в каталоге или контейнере не будут согласованы. Дополнительные сведения о планировании потенциальной потери данных см. в разделе "Потеря данных и несоответствия".

Сводка по вариантам обеспечения избыточности

В таблицах в следующих разделах приведена сводка по вариантам обеспечения избыточности, доступным для службы хранилища Azure.

Параметры устойчивости и доступности

В следующей таблице описаны основные параметры для каждого варианта обеспечения избыточности.

Параметр	LRS	ZRS	Учетная запись	GZRS или RA-GZRS
Устойчивость объектов в процентах в течение определенного года	не менее 99,999999999 % (11 девяток)	не менее 99,9999999999 % (12 девяток)	не менее 99,99999999999999 % (16 девяток)	не менее 99,99999999999999 % (16 девяток)
Доступность для запросов на чтение	По крайней мере 99,9% (99% для уровней доступа к холодным и холодным и архивным)	По крайней мере 99,9% (99 % для уровня холодного и холодного доступа)	По крайней мере 99,9 % (99 % для уровней доступа к холодному и холодному и архиву) для GRS По крайней мере 99,99% (99,9% для уровней доступа к холодным и холодным и архивным) для RA-GRS	По крайней мере 99,9% (99 % для уровня холодного и холодного доступа) для GZRS По крайней мере 99,99% (99,9% для уровня холодного и холодного доступа) для RA-GZRS
Доступность для запросов на запись	По крайней мере 99,9% (99% для уровней доступа к холодным и холодным и архивным)	По крайней мере 99,9% (99 % для уровня холодного и холодного доступа)	По крайней мере 99,9% (99% для уровней доступа к холодным и холодным и архивным)	По крайней мере 99,9% (99 % для уровня холодного и холодного доступа)
Число копий данных, хранимых на отдельных узлах	Три копии в одном регионе	Три копии в отдельных зонах доступности в одном регионе	Всего шесть копий, включая три копии в основном регионе и три копии в дополнительном регионе	Всего шесть копий, включая три копии в отдельных зонах доступности в основном регионе и три локальные избыточные копии в дополнительном регионе.

Дополнительные сведения см. в Соглашении об уровне обслуживания для учетных записей хранения.

Устойчивость и доступность для отдельных сценариев сбоя

В следующей таблице указано, являются ли данные устойчивыми и доступными в определенных сценариях в зависимости от типа избыточности, который применяется для учетной записи хранения.

Сценарий сбоя	LRS	ZRS	Учетная запись	GZRS или RA-GZRS
Узел в центре обработки данных становится недоступным	Да	Да	Да	Да
Весь центр обработки данных (зональный или не зональный) становится недоступным	No	Да	Да¹	Да
Происходит сбой на уровне всего основного региона	No	No	Да¹	Да¹
В случае недоступности основного региона можно воспользоваться доступом на чтение в дополнительном регионе	No	No	Да (с RA-GRS)	Да (с RA-GZRS)

¹ Для восстановления доступности записанных данных в случае недоступности основного региона необходима отработка отказа учетной записи. Дополнительные сведения см. в статье Аварийное восстановление и отработка отказа учетной записи хранения.

Поддерживаемые службы хранилища Azure

В приведенной ниже таблице показано, какие варианты обеспечения избыточности поддерживаются каждой службой хранилища Azure.

Service	LRS	ZRS	GRS	RA-GRS	GZRS	RA-GZRS
Хранилище BLOB-объектов (включая Data Lake служба хранилища)	✅	✅	✅	✅	✅	✅
Хранилище очередей	✅	✅	✅	✅	✅	✅
Хранилище таблиц	✅	✅	✅	✅	✅	✅
Файлы Azure	✅^1,2	✅^1,2	✅¹		✅¹
Управляемые диски Azure	✅	✅³
Azure Elastic SAN	✅	✅

¹ Общие папки уровня "Стандарт" поддерживаются для LRS и ZRS. Общие папки уровня "Стандарт" поддерживаются для GRS и GZRS, если их размер не превышает 5 ТиБ.
² Общие папки уровня "Премиум" поддерживаются для LRS и ZRS.
³ У управляемых ZRS дисков ZRS есть некоторые ограничения. Подробные сведения см. в разделе Ограничения статьи об избыточных параметрах для управляемых дисков.

Поддерживаемые типы учетных записей хранения

В следующей таблице показано, какие варианты обеспечения избыточности поддерживаются каждым типом учетной записи хранения. Дополнительные сведения о типах учетных записей хранения см. в статье Общие сведения об учетной записи хранения.

Типы учетных записей хранения	LRS	ZRS	Учетная запись	GZRS или RA-GZRS
Рекомендуется	Общего назначения версии 2 цен. категории "Стандартный" (`StorageV2`)¹ Блочные BLOB-объекты цен. категории "Премиум" (`BlockBlobStorage`)¹ Общие папки уровня "Премиум" (`FileStorage`) Страничные BLOB-объекты класса Premium (`StorageV2`)	Общего назначения версии 2 цен. категории "Стандартный" (`StorageV2`)¹ Блочные BLOB-объекты цен. категории "Премиум" (`BlockBlobStorage`)¹ Общие папки цен. категории "Премиум" (`FileStorage`)	Общего назначения версии 2 цен. категории "Стандартный" (`StorageV2`)¹	Общего назначения версии 2 цен. категории "Стандартный" (`StorageV2`)¹
Наследие	Общего назначения версии 1 цен. категории "Стандартный" (`Storage`) Устаревший BLOB-объект (`BlobStorage`)	Н/П	Общего назначения версии 1 цен. категории "Стандартный" (`Storage`) Устаревший BLOB-объект (`BlobStorage`)	Н/П

¹ Учетные записи этого типа с иерархическим пространством имен также поддерживают указанный вариант обеспечения избыточности.

Все данные всех учетных записей хранения копируются из основного региона в дополнительный соответствующим образом в зависимости от варианта обеспечения избыточности учетной записи хранения. Копируются объекты, включая блочные, добавочные и страничные BLOB-объекты, очереди, таблицы и файлы.

Данные во всех уровнях, включая архивный уровень, всегда копируются из первичного в вторичный во время геоза реплика. Уровень архива для служба хранилища BLOB-объектов в настоящее время поддерживается для учетных записей LRS, GRS и RA-GRS, но не для учетных записей ZRS, GZRS или RA-GZRS. Дополнительные сведения о уровнях BLOB-объектов см. в разделе "Уровни доступа" для данных BLOB-объектов.

Неуправляемые диски не поддерживают ZRS и GZRS.

Сведения о каждом варианте обеспечения избыточности данных приведены в обзоре цен на службу хранилища Azure.

Примечание.

Учетные записи хранения блочных BLOB-объектов поддерживают локально избыточное хранилище (LRS) и (в определенных регионах) хранилище, избыточное между зонами (ZRS).

Целостность данных

Служба хранилища Azure регулярно проверяет целостность хранимых данных с помощью циклических проверок избыточности (CRC). Если будет обнаружено повреждение данных, они будут восстановлены с использованием избыточных данных. Служба хранилища Azure также вычисляет контрольные суммы во всему сетевому трафику для обнаружения повреждений в пакетах данных при сохранении или извлечении.

Репликация службы хранилища Azure