Управление последовательными обновлениями для облачных приложений с помощью активной георепликации базы данных SQL

Применимо к: База данных SQL Azure

Узнайте, как использовать активную георепликацию в Базе данных SQL Azure для последовательных обновлений облачного приложения. Так как операции обновления нарушают работу, это должно учитываться при планировании и проектировании непрерывности бизнес-процессов. В этой статье мы рассмотрим два разных метода для оркестрации процесса обновления, а также преимущества и недостатки каждого из них. В рамках этой статьи мы используем приложение, состоящее из веб-сайта, подключенного к отдельной базе данных в качестве уровня данных. Наша цель заключается в обновлении версии 1 (V1) приложения до версии 2 (V2) без значительного влияния на взаимодействие с пользователем.

При оценке вариантов обновления учитывайте следующие факторы:

• Влияние на доступность приложения во время обновления, например, как долго функциональные возможности приложения могут быть ограничены или понижены.
• Возможность отката в случае сбоя обновления.
• Уязвимость приложения к не связанному с ним разрушительному сбою во время обновления.
• Общие денежные затраты. Сюда входят затраты на дополнительную избыточность баз данных и добавочные затраты на временные компоненты, используемые в процессе обновления.

Обновление приложений, полагающихся на резервные копии базы данных в случае аварийного восстановления

Если приложение полагается на создаваемые автоматически резервные копии базы данных и использует геовосстановление для аварийного восстановления, оно развертывается в одном регионе Azure. Чтобы свести к минимуму влияние на работу пользователей, создайте промежуточную среду в этом регионе со всеми компонентами приложения, участвующими в обновлении. На первой схеме показана рабочая среда до начала процесса обновления. Конечная точка contoso.azurewebsites.net представляет рабочую среду веб-приложения. Чтобы обеспечить возможность отката обновления, сначала создайте промежуточную среду с полностью синхронизированной копией базы данных. Чтобы создать промежуточную среду для обновления, выполните следующие действия.

1. Создайте базу данных-получатель в том же регионе Azure. Осуществляйте ее мониторинг, чтобы определить завершение процесса заполнения (1).
2. Создайте новую среду для веб-приложения и назовите ее Staging. Она будет зарегистрирована в Azure DNS с URL-адресом contoso-staging.azurewebsites.net (2).

По завершении этих действий приложение будет готово к фактическому обновлению. Шаги, входящие в процесс обновления, показаны на следующей схеме.

1. Настройте базу данных-источник в режиме только для чтения (3). Такой режим гарантирует, что рабочая среда веб-приложения (V1) останется доступной только для чтения во время обновления. Это предотвратит расхождение данных между экземплярами базы данных V1 и V2.
2. Отключите базу данных-получатель, используя режим планового завершения (4). При этом создается полностью синхронизированная независимая копия базы данных-источника. Эта база данных будет обновлена.
3. Переключите базу данных-получатель в режим чтения и записи, а затем запустите сценарий обновления (5).

Если обновление завершится успешно, то все будет готово к переключению пользователей на обновленную копию приложения, которая станет рабочей средой. Для такого переключения нужно выполнить несколько дополнительных действий, как показано на следующей схеме.

1. Активируйте операцию переключения между рабочей и промежуточной средами веб-приложения (6). При этом переключаются URL-адреса этих двух сред. Теперь contoso.azurewebsites.net указывает на версию V2 веб-сайта и базы данных (в рабочей среде).
2. Если вам больше не требуется версия V1, которая стала промежуточной копией после замены, промежуточную среду можно списать (7).

Если обновление не удалось выполнить (например, из-за ошибки в сценарии обновления), то промежуточную среду следует считать несогласованной. Чтобы выполнить откат приложения до состояния перед обновлением, верните приложение в рабочей среде в режим полного доступа. На следующей схеме показаны действия для отката обновления.

1. Переключите копию базы данных в режим чтения и записи (8). Будет восстановлена полная функциональность версии V1 рабочей копии.
2. Выполните анализ первопричин и спишите промежуточную среду (9).

На этом этапе приложение полностью работоспособно, и можно повторить действия по обновлению.

Ключевым преимуществом этого варианта является возможность обновить приложение в одном регионе с помощью набора простых шагов. Денежная стоимость обновления сравнительно мала.

Главный недостаток заключается в том, что в случае разрушительного сбоя во время обновления для восстановления до состояния перед обновлением потребуется повторно развернуть приложение в другом регионе и восстановить базу данных из резервной копии с помощью геовосстановления. Этот процесс приведет к значительному простою.

Обновление приложений, полагающихся на геовосстановление базы данных в случае аварийного восстановления

Если приложение использует активные группы георепликации или отработки отказа для непрерывности бизнес-процессов, оно развертывается по крайней мере в двух разных регионах. В основном регионе размещается база данных-источник, а в резервном регионе размещается база данных-получатель, доступная только для чтения. Помимо факторов, упомянутых в начале этой статьи, процесс обновления также должен гарантировать следующее:

• Приложение остается защищенным от разрушительного сбоя на протяжении всего обновления.
• Геоизбыточные компоненты приложения обновляются параллельно с активными компонентами.

Для достижения этих целей, помимо сред веб-приложений, вы воспользуетесь преимуществами диспетчера трафика Azure, применив профиль отработки отказа с одной активной и одной резервной конечными точками. На следующей схеме показана рабочая среда до начала процесса обновления. Веб-сайты contoso-1.azurewebsites.net и contoso-dr.azurewebsites.net представляют рабочую среду приложения с полной географической избыточностью. Рабочая среда состоит из следующих компонентов:

• рабочая среда веб-приложения contoso-1.azurewebsites.net в основном регионе (1);
• база данных-источник в основном регионе (2);
• резервный экземпляр веб-приложения в резервном регионе (3);
• геореплицируемая база данных-получатель в резервном регионе (4);
• профиль производительности диспетчера трафика Azure с конечной точкой contoso-1.azurewebsites.net в сети и конечной точкой contoso-dr.azurewebsites.net вне сети.

Чтобы обеспечить возможность отката обновления, нужно создать промежуточную среду с полностью синхронизированной копией приложения. Так как необходимо убедиться, что приложение можно быстро восстановить в случае разрушительного сбоя во время обновления, промежуточная среда также должна быть геоизбыточной. Чтобы создать промежуточную среду для обновления, выполните следующие действия:

1. Разверните промежуточную среду веб-приложения в основном регионе (6).
2. Создайте базу данных-получатель в основном регионе Azure (7). Настройте промежуточную среду веб-приложения для подключения к ней.
3. Создайте еще одну геоизбыточную базу данных-получатель в резервном регионе путем репликации базы данных-получателя в основной регион. Этот метод называется цепной георепликацией (8).
4. Разверните промежуточную среду экземпляра веб-приложения в резервном регионе (9) и настройте его для подключения к геореплицируемой базе данных-получателю, созданной на шаге (8).

По завершении подготовительных действий промежуточная среда будет готова к обновлению. Шаги обновления показаны на следующей схеме.

1. Переключите базу данных-источник в рабочей среде в режим только для чтения (10). Такой режим гарантирует, что рабочая база данных (V1) не будет изменена во время обновления. Это предотвратит расхождение данных между экземплярами базы данных V1 и V2.

-- Set the production database to read-only mode
ALTER DATABASE [<Prod_DB>]
SET READ_ONLY

2. Завершите георепликацию, отменив соединение с получателем (11). При этом создается независимая, но полностью синхронизированная копия рабочей базы данных-источника. Эта база данных будет обновлена. В следующем примере используется язык Transact-SQL, но также доступен PowerShell.

-- Disconnect the secondary, terminating geo-replication
ALTER DATABASE [<Prod_DB>]
REMOVE SECONDARY ON SERVER [<Partner-Server>]

3. Запустите сценарий обновления contoso-1-staging.azurewebsites.net, contoso-dr-staging.azurewebsites.net и промежуточной базы данных-источника (12). Изменения в базе данных автоматически реплицируются в промежуточную базу данных-получатель.

После успешного обновления все будет готово к переключению пользователей на версию V2 приложения. Соответствующие шаги показаны на следующей схеме.

1. Активируйте операцию переключения между рабочей и промежуточной средами веб-приложения в основном регионе (13) и резервном регионе (14). Версия V2 приложения теперь станет рабочей средой с избыточной копией в резервном регионе.
2. Если версия V1 приложения больше не требуется (15 и 16), можно списать промежуточную среду.

Если обновление не удастся выполнить (например, из-за ошибки в сценарии обновления), промежуточную среду следует считать несогласованной. Чтобы выполнить откат приложения до состояния перед обновлением, верните версию V1 приложения в рабочую среду. Необходимые действия указаны на приведенной ниже схеме.

1. Переключите копию базы данных-источника в рабочей среде в режим чтения и записи (17). Будет восстановлена полная функциональность версии V1 в рабочей среде.
2. Выполните анализ первопричин и исправьте или удалите промежуточную среду (18 и 19).

На этом этапе приложение полностью работоспособно, и можно повторить действия по обновлению.

Ключевым преимуществом этого варианта является возможность параллельно обновить приложение и его геоизбыточную копию, не нарушая непрерывность бизнес-процессов во время обновления.

Главный недостаток заключается в двукратной избыточности каждого компонента приложения, что влечет за собой повышенную стоимость. Кроме того, этот вариант подразумевает более сложный рабочий процесс.

Итоги

Два описанных здесь метода обновления отличаются по сложности и стоимости, но они оба позволяют минимизировать период, в течение которого пользователь сможет выполнять только операции чтения. Это время напрямую зависит от длительности выполнения сценария обновления. Оно не зависит от размера базы данных, выбранного уровня служб, конфигурации веб-сайта и других факторов, которыми нелегко управлять. Подготовительные действия отделены от действий по обновлению и не влияют на рабочее приложение. Эффективность сценария обновления — ключевой фактор, определяющий взаимодействие с пользователем во время обновления. Поэтому для улучшения всей процедуры рекомендуется сосредоточиться на повышении эффективности сценария обновления.

Связанный контент

• Обзор непрерывности бизнес-процессов.
• Создание доступных для чтения баз данных-получателей с помощью активной георепликации.
• Используйте группы отработки отказа для обеспечения прозрачной и скоординированной отработки отказа нескольких баз данных.
• Настройка промежуточных сред в Службе приложений Azure.
• Управление профилем Диспетчер трафика Azure.