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Blog · Mirko Peters

Azure Virtual Machine Scale Sets Uniform vs. Flexible: Welcher Orchestrierungsmodus sollten Sie wählen?

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Vergleichen Sie die Orchestrierungsmodi Uniform und Flexible für Azure Virtual Machine Scale Sets. Erfahren Sie die wichtigsten Unterschiede, Tipps zur Migration und welches Modell zu Ihrer Cloud-Anwendung passt.

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Cover: Azure Virtual Machine Scale Sets - Simply Explained

Die Wahl des richtigen Orchestrierungsmodus beim Bereitstellen von Azure Virtual Machine Scale Sets ist entscheidend für die langfristige Verwaltbarkeit, die Kostenoptimierung und die Zuverlässigkeit der Anwendung. In diesem Deep Dive vergleichen wir den Uniform- und den Flexible-Orchestrierungsmodus, damit Cloud-Architekten entscheiden können, welches Modell am besten zu ihren Infrastrukturanforderungen passt.

Das Wichtigste in Kürze

Der Uniform-Orchestrierungsmodus im Überblick

Der Uniform-Orchestrierungsmodus ist seit der Einführung von Azure Virtual Machine Scale Sets der grundlegende Ansatz. Er wurde speziell für großskalige, zustandslose Anwendungen entwickelt und behandelt jede Instanz als identischen Klon eines Hauptprofils. Wenn Sie einen Uniform-Scale-Set definieren, legen Sie eine zentrale Konfigurationsvorlage fest. Diese bestimmt das Betriebssystem-Image, das Datenträgerlayout, die Netzwerkschnittstellen und die Erweiterungen für jede Maschine im Bestand.

Da die Instanzen strikt identisch sind, spielt der Uniform-Modus seine Stärken dort aus, wo Vorhersagbarkeit und Konsistenz im Vordergrund stehen. Wenn Ihre Webanwendung bei plötzlichen Lastspitzen über Scale-out-Logik skaliert, stellt der Uniform-Modus sicher, dass jeder neu bereitgestellte Worker-Knoten exakt denselben Softwarestand und dieselben Konfigurationseinstellungen erhält. Außerdem vergibt der Uniform-Modus fortlaufende Instanz-IDs, etwa instance_0, instance_1 und so weiter. Diese vorhersagbare Namenskonvention vereinfacht automatisierte Nachverfolgungs- und Überwachungsskripte, besonders in Kombination mit nativen Load Balancern und Integritätstests.

Diese strikte Einheitlichkeit bringt jedoch auch Einschränkungen mit sich. Innerhalb eines Uniform-Scale-Sets können Sie keine unterschiedlichen VM-Größen mischen. Ebenso wenig lassen sich VMs mit Standardpriorität und kostengünstige Azure Spot Virtual Machines problemlos in derselben Gruppe kombinieren. Wenn Ihre Architektur eine heterogene Mischung an Rechenleistung erfordert, kann der Uniform-Modus für Ihre Produktionsumgebung schnell zu starr werden.

Den Flexible-Orchestrierungsmodus im Detail

Der Flexible-Orchestrierungsmodus wurde eingeführt, um mehr architektonische Flexibilität zu bieten. Er beseitigt viele der historischen Einschränkungen herkömmlicher Skalierungsgruppen. Im Flexible-Modus abstrahiert Azure die zugrunde liegende Orchestrierungslogik. So können Sie virtuelle Computer unterschiedlicher Größen, Typen und Konfigurationen in einer einzigen logischen Gruppierung kombinieren und behalten gleichzeitig die automatisierten Vorteile von Skalierung und Lastverteilung einer Skalierungsgruppe.

Diese Flexibilität verändert, wie Cloud-Administratoren Kostenoptimierung und Hochverfügbarkeit angehen. Sie können beispielsweise eine mehrstufige oder Microservice-Architektur aufbauen, in der unterschiedliche Backend-Worker jeweils ein eigenes Verhältnis von CPU zu Arbeitsspeicher benötigen. Dennoch profitieren alle von einheitlichen Skalierungsregeln. Zudem erleichtert der Flexible-Modus erheblich die Kombination von Azure Spot Virtual Machines mit regulären On-Demand-Instanzen. So kann Ihre Organisation die Cloud-Kosten für fehlertolerante Batchverarbeitung oder Hintergrund-Queue-Worker deutlich senken.

Die Flexible-Orchestrierung orientiert sich außerdem stärker an den üblichen Benennungs- und Verwaltungskonzepten für Azure Virtual Machines. Statt auf starre, automatisch generierte fortlaufende IDs zu setzen, können Sie einzelne VM-Namen explizit festlegen und verwalten. Das vereinfacht die Integration bestehender Automatisierungsskripte, Desired State Configuration (DSC)-Werkzeuge und Überwachungsagenten von Drittanbietern erheblich. Aus administrativer Sicht verhalten sich die Instanzen wie herkömmliche eigenständige virtuelle Computer.

Architekturvergleich: Uniform vs. Flexible

Beim Entwurf Ihrer Cloud-Infrastruktur unterstützt Sie die Bewertung der technischen Unterschiede zwischen Uniform- und Flexible-Modus entlang zentraler Betriebsaspekte bei der Entscheidung.

Instanzverwaltung und Benennung

Im Uniform-Modus verwaltet Azure die zugrunde liegenden VM-Objekte vollständig auf Basis des Skalierungsgruppenmodells. Sie können eine einzelne VM nicht unabhängig ändern, ohne das gesamte Skalierungsgruppenprofil zu aktualisieren. Im Flexible-Modus haben Sie eine granulare Kontrolle über einzelne Instanzen. Sie können Wartungsarbeiten durchführen, gezielte Patches anwenden oder Datenträger an einzelne Instanzen anhängen, ohne eine fortlaufende Aktualisierung der gesamten Flotte zu erzwingen.

Hochverfügbarkeit und Fehlerdomänen

Beide Modi unterstützen Hochverfügbarkeitskonstrukte wie Verfügbarkeitszonen und Fehlerdomänen, implementieren sie aber unterschiedlich. Der Uniform-Modus verteilt die Fehlerdomänen automatisch über die fortlaufend nummerierten Instanzen. Der Flexible-Modus erlaubt es Ihnen, die Anzahl der Fehlerdomänen explizit festzulegen und virtuelle Computer mit hoher Präzision auf die zugrunde liegenden physischen Hardware-Racks zu verteilen. So lassen sich Resilienzmuster abbilden, die traditionell für eigenständige Verfügbarkeitsgruppen reserviert waren.

Heterogenität der Rechenressourcen

Wenn Ihre Anwendungsarchitektur eine einzige Verwaltungsgrenze für unterschiedliche Maschinentypen erfordert, etwa speicheroptimierte Datenbank-Cache-Knoten zusammen mit rechenoptimierten Webservern, ist der Flexible-Orchestrierungsmodus klar die bessere Wahl. Der Uniform-Modus beschränkt jede Skalierungsgruppenbereitstellung weiterhin auf eine einzige VM-SKU.

Bewährte Methoden für die Wahl des Orchestrierungsmodus

Die Wahl des richtigen Orchestrierungsmodus erfordert eine sorgfältige Prüfung Ihrer Anwendungsanforderungen, Bereitstellungspipelines und betrieblichen Arbeitsabläufe im Team. Wenn Sie eine einfache Web- oder API-Schicht aufbauen, in der jeder Knoten vollständig zustandslos und austauschbar ist und auf identischen Marketplace- oder benutzerdefinierten Images basiert, bietet der Uniform-Orchestrierungsmodus eine schlanke, stark automatisierte Lösung, die nur minimalen laufenden Wartungsaufwand erfordert.

Wenn Ihre Unternehmensworkloads dagegen gemischte VM-Größen, fortgeschrittene Spot-Instanz-Strategien oder eine engere Integration mit bestehenden Konfigurationsmanagement-Werkzeugen erfordern, die traditionelle VM-Benennungskonventionen voraussetzen, ist der Flexible-Orchestrierungsmodus der empfohlene Weg. Testen Sie Ihre Bereitstellungsautomatisierung und Health-Probe-Konfigurationen stets gründlich, bevor Sie eine neue Architektur in der Produktion einsetzen.

Fazit

Die Verwaltung von Azure Virtual Machine Scale Sets erfordert ein Verständnis dafür, wie sich das Orchestrierungsmodell auf die Skalierbarkeit, Ausfallsicherheit und den betrieblichen Aufwand Ihrer Anwendung auswirkt. Ob Sie den vorhersehbaren, klonbasierten Ansatz des Uniform-Modus oder das flexible, heterogene Design des Flexible-Modus wählen: Entscheidend für den Erfolg in der Cloud ist, dass Ihre Infrastrukturwahl zu den architektonischen Zielen Ihrer Anwendung passt. Um mehr über grundlegende Azure-Compute-Konzepte und automatisierte Skalierungsstrategien zu erfahren, hören Sie sich die vollständige Episode an und abonnieren Sie den Podcast für tägliche Einblicke in das Microsoft-Cloud-Ökosystem.

Häufige Fragen

Kann ich einen bestehenden Uniform-Scale-Set in Azure in den Flexible-Orchestrierungsmodus umwandeln?

Nein, Azure unterstützt derzeit keine Umwandlung zwischen dem Uniform- und dem Flexible-Orchestrierungsmodus direkt am bestehenden Scale Set. Sie müssen ein neues Scale Set im gewünschten Modus bereitstellen und Ihre Workloads entsprechend migrieren.

Unterstützt der Flexible-Orchestrierungsmodus Autoskalierung genauso wie der Uniform-Modus?

Ja, sowohl der Uniform- als auch der Flexible-Orchestrierungsmodus unterstützen vollständig Azure-Autoskalierungsregeln, geplante Skalierung, metrikbasierte Skalierung und vorausschauende Autoskalierung.

Welchen Orchestrierungsmodus sollte ich für containerisierte Microservices verwenden, die direkt auf VMs laufen?

Für Microservices und heterogene Workloads wird häufig der Flexible-Modus bevorzugt, weil Sie verschiedene VM-Größen und SKUs gemeinsam gruppieren können und dennoch von der Verwaltung durch Scale Sets profitieren.

Gibt es Unterschiede bei den Begrenzungen der Instanzanzahl zwischen den beiden Modi?

Ja. Der Uniform-Modus unterstützt in der Regel bis zu 1.000 Instanzen mit Marketplace- oder benutzerdefinierten Images, während der Flexible-Modus umfassendere Orchestrierungsfunktionen bietet, mit Skalierungsgrenzen, die je nach Ihrem konkreten Architekturdesign kleiner oder größer ausfallen können.

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