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Blog · Mirko Peters

Azure Virtual Machine Scale Sets の Uniform と Flexible: どちらのオーケストレーション モードを選ぶべきか?

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Azure Virtual Machine Scale Sets の Uniform と Flexible のオーケストレーション モードを比較します。主な違い、移行のヒント、そしてどのモデルがクラウド アプリに適しているかを解説します。

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Cover: Azure Virtual Machine Scale Sets - Simply Explained

Azure Virtual Machine Scale Sets をデプロイする際に適切なオーケストレーション モードを選ぶことは、長期的な管理性、コスト最適化、アプリケーションの信頼性にとって非常に重要です。今回の詳細解説では、Uniform と Flexible のオーケストレーション モードを比較し、クラウド アーキテクトが自社のインフラ要件に最も合うモデルを判断できるようにします。

重要なポイント

Uniform オーケストレーション モードの理解

Uniform オーケストレーション モードは、登場以来 Azure Virtual Machine Scale Sets の基本となってきた方式です。大規模なステートレス アプリケーション向けに設計されており、すべての仮想マシン インスタンスを、マスター プロファイルの同一のクローンとして扱います。Uniform スケール セットを定義するときは、オペレーティング システム イメージ、ディスク レイアウト、ネットワーク インターフェイス、拡張機能を、フリート内のすべてのマシンに適用する単一の構成ルールを設定します。

インスタンスは厳密に同一であるため、Uniform モードは予測可能性と一貫性が最も重要となるシナリオで優れています。Web アプリケーションがスケールアウトのロジックによって急激なユーザー トラフィックの増加に対応する場合、Uniform モードでは、新たにプロビジョニングされるすべてのワーカー ノードが、まったく同じソフトウェアの状態と構成設定で起動します。さらに、Uniform モードはインスタンスに連続したインスタンス ID(instance_0、instance_1 など)を割り当てて管理します。この予測しやすい命名規則により、特にネイティブのロード バランサーやヘルス プローブと組み合わせた場合に、自動化された追跡や監視スクリプトが簡単になります。

ただし、この厳密な均一性には一定の制約があります。単一の Uniform スケール セット内で異なる VM サイズを混在させることはできず、同じグループ内で標準優先度の VM と、コスト削減に役立つ Azure Spot Virtual Machines を簡単に組み合わせることもできません。アーキテクチャの要件が変化し、異種混在のコンピューティング能力が必要になった場合、Uniform モードは本番環境には硬直しすぎてしまう可能性があります。

Flexible オーケストレーション モードの詳細

多様なアーキテクチャに対応するために導入されたFlexibleオーケストレーション モードは、従来のスケール セットに伴っていた制約の多くを取り除きます。Flexible モードでは、Azure が基盤のオーケストレーション ロジックを抽象化するため、サイズ、種類、構成の異なる仮想マシンを 1 つの論理グループにまとめられます。そのうえで、スケール セットの自動スケーリングと負荷分散の利点も維持できます。

この柔軟性によって、クラウド管理者のコスト最適化と高可用性への取り組み方が変わります。たとえば、バックエンドのワーカーごとに異なる CPU とメモリの比率が必要なマルチティアやマイクロサービスのアーキテクチャを構築できます。それでも、すべてのワーカーで統一されたスケーリング ルールの恩恵を受けられます。さらに Flexible モードを使うと、Azure Spot Virtual Machines を通常のオンデマンド インスタンスと組み合わせることが格段に容易になります。耐障害性のあるバッチ処理やバックグラウンドのキュー ワーカーでは、組織のクラウド支出を大幅に削減できます。

Flexible オーケストレーションは、標準的な Azure Virtual Machine の命名と管理の考え方にも近づいています。厳格で自動生成された連番 ID に頼る代わりに、Flexible モードでは個々の VM 名を明示的に定義または管理できます。管理の観点から見ると、インスタンスは従来のスタンドアロン仮想マシンと同じように見えて動作するため、既存の自動化スクリプト、Desired State Configuration (DSC) ツール、サードパーティの監視エージェントとの統合がはるかに簡単になります。

アーキテクチャの比較: Uniform と Flexible

クラウド インフラストラクチャを設計する際は、主要な運用の柱ごとに Uniform モードと Flexible モードの技術的な違いを評価することで、意思決定の指針になります。

インスタンスの管理と命名

Uniform モードでは、Azure がスケール セットのモデルに基づいて基盤の仮想マシン オブジェクトを完全に管理します。スケール セット全体のプロファイルを更新せずに、個々の VM を変更することはできません。Flexible モードでは、個々のインスタンスを細かく制御できます。全体のフリート (ローリング更新) を強制せずに、個別のインスタンスでメンテナンスを実施したり、特定のパッチを適用したり、ディスクを接続したりできます。

高可用性と障害ドメイン

どちらのモードも、可用性ゾーンや障害ドメインといった高可用性の仕組みをサポートしますが、実装方法が異なります。Uniform モードでは、連番のインスタンス間で障害ドメインの配置を自動的に抽象化します。Flexible モードでは、障害ドメインの数を明示的に定義し、基盤の物理ラックに仮想マシンを高い精度で分散できます。従来はスタンドアロンの可用性セットでのみ使われていた耐障害性のパターンを再現できます。

コンピューティングの異種混在

たとえば、メモリ最適化されたデータベース キャッシュ ノードとコンピューティング最適化された Web サーバーを組み合わせるなど、アプリケーション アーキテクチャで多様な種類のマシンを 1 つの管理単位にまとめる必要がある場合、Flexible オーケストレーション モードが明らかに適しています。Uniform モードでは、スケール セットのデプロイごとに VM SKU を 1 種類に限定されたままです。

オーケストレーション モードを選ぶためのベスト プラクティス

適切なオーケストレーション モードを選ぶには、アプリケーションの要件、デプロイ パイプライン、チームの運用ワークフローを慎重に確認する必要があります。すべてのノードが完全にステートレスで、互換性があり、同一のマーケットプレース イメージまたはカスタム イメージに依存する単純な Web 層や API 層を構築する場合、Uniform オーケストレーション モードは、継続的な保守をほとんど必要とせず、合理化された自動化の高い運用環境を提供します。

逆に、エンタープライズ ワークロードで複数の VM サイズ、高度な Spot インスタンスの戦略、または従来の VM 命名規則を前提とする既存の構成管理ツールとの緊密な統合が求められる場合は、Flexible オーケストレーション モードが推奨される方向です。新しいアーキテクチャを本番環境に導入する前に、デプロイの自動化とヘルス プローブの構成を必ず十分にテストしてください。

まとめ

Azure Virtual Machine Scale Sets を使いこなすには、オーケストレーションモードがアプリケーションのスケーラビリティ、回復性、運用負荷にどう影響するかを理解することが欠かせません。Uniform mode の予測しやすいクローンベースのアプローチを選ぶ場合でも、Flexible mode の柔軟で異種構成に対応した設計を選ぶ場合でも、インフラストラクチャの選択をアプリケーションのアーキテクチャ目標に合わせることが、クラウド活用の成功の鍵です。Azure のコンピューティングの基礎概念と自動スケーリング戦略について詳しく知りたい場合は、エピソード全体を聴いて、Microsoft クラウドエコシステムに関する日々の知見を得るためにポッドキャストを購読してください。

よくある質問

既存の Uniform スケールセットを、Azure で Flexible オーケストレーションモードに変換できますか?

いいえ。Azure は現在、Uniform と Flexible のオーケストレーションモード間での既存リソースのその場での変換をサポートしていません。目的のモードで新しいスケールセットをデプロイし、それに合わせてワークロードを移行する必要があります。

Flexible オーケストレーションモードも、Uniform mode と同様に自動スケーリングをサポートしていますか?

はい。Uniform と Flexible のどちらのオーケストレーションモードも、Azure Autoscale のルール、スケジュールに基づくスケーリング、メトリックベースのスケーリング、予測型の自動スケーリングを完全にサポートしています。

VM 上で直接実行されるコンテナー化されたマイクロサービスには、どのオーケストレーションモードを使用すべきですか?

マイクロサービスや異種ワークロードには、多くの場合 Flexible mode が推奨されます。異なる VM サイズや SKU をまとめて構成できる一方で、スケールセットの管理機能も引き続き活用できるためです。

2 つのモードの間で、インスタンス数の上限に違いはありますか?

はい。Uniform mode は一般に、Marketplace イメージまたはカスタムイメージを使用して最大 1,000 インスタンスをサポートします。一方、Flexible mode は、具体的なアーキテクチャ設計に応じて、小規模から大規模までのデプロイ範囲にわたる幅広いオーケストレーション機能を提供します。

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