Создание гибридного облачного решения с Azure Stack Hub

Почему гибридное облако требует единого подхода

Сегодня организации сталкиваются с фундаментальным напряжением между оперативной гибкостью общедоступного облака и требованиями безопасности, задержки или соответствия, которые требуют локальной инфраструктуры. Стратегия гибридного облака решает эту проблему, позволяя размещать рабочие нагрузки там, где они работают лучше всего - будь то в центральном центре обработки данных, на краю или в гипермасштабном облачном провайдере. Microsoft Azure Stack Hub расширяет платформу Azure в ваш собственный центр обработки данных, предоставляя последовательный набор услуг, инструментов управления и API-интерфейсов разработчика в обеих средах. Эта статья предоставляет всеобъемлющее руководство по планированию, развертыванию и эксплуатации гибридного облачного решения с Azure Stack Hub, уделяя особое внимание решениям в области архитектуры реального мира и практическим шагам.

Обсуждение Azure Stack Hub

Azure Stack Hub представляет собой интегрированную систему программного обеспечения и проверенного оборудования, которая предоставляет услуги Azure локальным средам. Он предоставляет подмножество поставщиков ресурсов Azure - вычислительные, хранилища, сетевые и ключевые услуги платформы - которые работают на оборудовании, которым вы владеете или арендуете. Результатом является облачная среда, которая ведет себя аналогично Azure, позволяя вашим командам использовать те же шаблоны Azure Resource Manager, скрипты PowerShell и конвейеры Azure DevOps.

Последовательность Azure в ядре

Основная ценность Azure Stack Hub — это его API согласованность. Приложения, написанные для Azure, могут быть развернуты на Azure Stack Hub с минимальными изменениями или без них. Это означает, что вы можете создать одно приложение, которое работает в обоих местах, динамически масштабируясь между локальными и облачными системами на основе спроса или политики. Рынок Azure Stack Hub, как и глобальный рынок Azure, предлагает предварительно построенные шаблоны, виртуальные машины и расширения, которые работают одинаково.

Обзор архитектуры

Azure Stack Hub развёрнут в качестве штампа в вашем дата-центре, как правило, с использованием интегрированных систем от партнёров Dell EMC, HPE или Lenovo. Штамп состоит из 4—16 серверных узлов, плюс сетевые коммутаторы и устройства хранения. Каждое развертывание включает в себя встроенный экземпляр Azure Resource Manager, портал и CLI. Система управляется через портал администрирования Azure Stack и портал Azure при подключении к облаку.

Основные преимущества гибридного облака с Azure Stack Hub

Создание гибридной архитектуры с Azure Stack Hub обеспечивает конкретные преимущества, которые выходят за рамки простой гибкости. Ниже приведены наиболее эффективные преимущества для корпоративных ИТ.

Резидентство и соответствие данных

Во многих отраслях — здравоохранении, финансах, правительстве — действуют строгие правила о том, где данные могут физически находиться. Azure Stack Hub позволяет вам полностью запускать службы Azure в своем собственном центре обработки данных, гарантируя, что конфиденциальные данные никогда не покинут ваш контроль. Вы все еще можете использовать общедоступные Azure для нечувствительных рабочих нагрузок при сохранении регулируемых данных на местах, все в рамках одной и той же системы управления.

Низкая задержка и Edge Computing

Приложения, требующие однозначного времени отклика в миллисекундах — промышленный IoT, аналитика в реальном времени, системы выполнения производства — не могут выдержать задержку в оба конца удаленного облачного центра обработки данных. Azure Stack Hub может быть развернут в пограничных местах, таких как розничные магазины, нефтяные вышки или заводы, предоставляя облачные услуги локально там, где генерируются данные.

Бесшовные DevOps и опыт разработчиков

Разработчики могут использовать одни и те же инструменты — Azure DevOps, Visual Studio, GitHub Actions — для создания и развертывания приложений независимо от целевой среды. Это устраняет трение при обслуживании двух отдельных стеков для локального и облачного тестирования. Трубопроводы развертывания могут включать условные этапы, которые подталкивают к Azure Stack Hub для постановки и к Azure для производства.

Восстановление после стихийных бедствий и непрерывность бизнеса

Azure Stack Hub может служить вторичным сайтом для аварийного восстановления локальных приложений, особенно в сочетании с Azure Site Recovery.Вы можете реплицировать критические рабочие нагрузки из вашего основного центра обработки данных в Azure Stack Hub в другом месте или использовать Azure Stack Hub в качестве основного и не передавать публичному Azure во время регионального отключения.

Оптимизация затрат за счет размещения рабочей нагрузки

Не все рабочие нагрузки являются экономически эффективными в общедоступном облаке. Наследственные приложения с высоким устойчивым использованием ресурсов могут быть дешевле для запуска на собственном оборудовании. Azure Stack Hub позволяет размещать эти рабочие нагрузки на местах, все еще используя Azure для пропускной способности, разработки или аналитики. Постоянная плоскость управления позволяет избежать сложности отдельных инструментов.

Планирование гибридной облачной архитектуры

Перед развертыванием Azure Stack Hub необходимо тщательное планирование. Следующие шаги охватывают основные решения, которые вам нужно будет принять.

Оценка требований к рабочей нагрузке

Определите, какие приложения являются кандидатами на гибридное развертывание. Рассмотрим факторы: требования к резидентности данных, чувствительность к задержкам, интеграция с локальными ресурсами (Active Directory, базы данных) и модели потребления ресурсов. Не каждая рабочая нагрузка выигрывает от гибридного размещения; расставьте приоритеты тем, которые требуют локального исполнения по соображениям соответствия или производительности.

Планирование и размер потенциала

Шкала Azure Stack Hub в единицах узлов. Четырехузловая система обеспечивает ограниченные ресурсы; 16-узловая система может поддерживать сотни виртуальных машин и нескольких арендаторов. Оцените свои требования к вычислениям, памяти, хранению и ввода-вывода. Используйте инструмент Azure Stack Capacity Planner, предоставляемый Microsoft для моделирования плотности рабочей нагрузки. Помните, что Azure Stack Hub требует определенного объема накладных расходов для системных услуг - обычно 15-20% ресурсов.

Сетевой дизайн и связь

Чтобы создать истинное гибридное облако, ваша локальная сеть должна подключаться к Azure. Используйте VPN-соединение между сайтами для небольших развертываний или Azure ExpressRoute для выделенной частной полосы пропускания. Планируйте диапазоны IP-адресов, чтобы избежать перекрытий. Рассмотрите возможность использования пиринга Azure Virtual Network между виртуальными сетями Azure Stack Hub и существующими сетями центров обработки данных, поддерживаемыми поставщиком сетевых ресурсов Azure Stack Hub.

Управление идентификацией и доступом

Azure Stack Hub интегрируется с Azure Active Directory (Azure AD) или Active Directory Federation Services (AD FS). Для бесшовного гибридного опыта выберите Azure AD, чтобы пользователи могли один раз аутентифицировать как локальную, так и облачную аутентификацию. Внедрите управление доступом на основе ролей (RBAC) в Azure Stack Hub для делегирования разрешений на управление различным командам.

Развертывание Azure Stack Hub

Развертывание Azure Stack Hub включает в себя приобретение интегрированного оборудования у партнера Microsoft, установку программного обеспечения Azure Stack Hub и подключение его к подписке Azure.

Подготовка и закупка оборудования

Выберите проверенную интегрированную систему от партнеров Microsoft по оборудованию. Аппаратное обеспечение будет поставляться с предварительно настроенной версией прошивки и драйвера. Убедитесь, что ваш центр обработки данных соответствует экологическим требованиям: достаточное количество энергии, охлаждения и места в стойке. Процесс развертывания обычно занимает несколько дней и может выполняться поставщиком или вашей собственной командой.

Варианты развертывания: подключенный против отключенного

Azure Stack Hub может работать , подключенный (с периодическим подключением Azure) или , отключенный (полностью изолированный). Подключенный режим позволяет синдикацию рынка, отчетность об использовании и более простое исправление. Отключенный режим требуется для сред с воздушным зазором и использует AD FS для идентификации и ручных обновлений. Выберите режим на основе вашей позиции безопасности.

Автоматизация развертывания

Microsoft обеспечивает автоматизацию развертывания через скрипты PowerShell, которые применяют параметры конфигурации. Процесс развертывания проверяет аппаратное обеспечение, устанавливает программное обеспечение Azure Stack Hub и настраивает штамп. Планирование сетевых тайм-аутов — процесс может занять до 48 часов. После развертывания проверяется функциональность с помощью Test-AzureStack cmdlet.

Интеграция Azure Stack Hub с Public Azure

Интеграция делает гибридное облако работоспособным. Ключевые точки интеграции включают управление, сетевые сети и DevOps.

Единый менеджмент через портал Azure

После регистрации Azure Stack Hub с подпиской Azure на портал Azure можно увидеть обе среды. Используйте одну и ту же панель инструментов для мониторинга ресурсов, настройки резервного копирования и обеспечения соблюдения политик. Портал администратора Azure Stack Hub обрабатывает локальную конфигурацию; портал Azure обеспечивает глобальный обзор.

Подключение сетей

Создать VPN-соединение между Azure Stack Hub и виртуальной сетью Azure. Настроить шлюзы локальной сети с обеих сторон и установить туннели IPsec/IKE. Для большей пропускной способности и надежности используйте ExpressRoute с провайдером, который расширяет подключение к вашему дата-центру. Убедитесь, что маршрутизация правильно установлена, чтобы виртуальные машины в Azure могли достигать виртуальных машин в Azure Stack Hub и наоборот.

CI/CD с Azure DevOps

Настройка сервисных соединений в Azure DevOps как в Azure, так и в Azure Stack Hub. Определение конвейеров развертывания, использующих шаблоны Azure Resource Manager (ARM-шаблоны). Использование переменных для дифференциации сред. Например, развертывание VM может использовать небольшой размер в разработке (Azure Stack Hub) и больший размер в производстве (Azure). Агенты могут работать на местах, чтобы избежать проблем с брандмауэром.

Мониторинг и лесозаготовка

Azure Monitor может собирать метрики и журналы из Azure Stack Hub. Установить агента Log Analytics на виртуальные машины Azure Stack Hub для отправки данных в рабочее пространство Log Analytics. Используйте Azure Sentinel для информации о безопасности и управления событиями (SIEM) в обеих средах. Azure Stack Hub также генерирует журналы инфраструктуры, доступные через портал администратора.

Соображения в отношении безопасности и соблюдения

Безопасность в гибридном облаке требует тщательного внимания к идентификации, защите данных и безопасности сети.

Данные в режиме покоя и транзита

Azure Stack Hub шифрует данные в состоянии покоя с помощью BitLocker (для хранения) и шифрует сетевой трафик между узлами. Для рабочих нагрузок арендатора можно включить Azure Disk Encryption для виртуальных машин IaaS. Используйте HTTPS для всего административного доступа. Для данных, находящихся в пути между Azure Stack Hub и Azure, используйте VPN или ExpressRoute с шифрованием.

Управление доступом на основе ролей (RBAC)

Определить пользовательские роли, чтобы ограничить, кто может управлять инфраструктурой Azure Stack Hub и ресурсами арендатора. Отдельные обязанности: облачные операторы контролируют печать; администраторы арендаторов управляют подписками. Интегрируйтесь с Azure AD для управления жизненным циклом пользователей.

Сертификаты соответствия

Azure Stack Hub имеет сертификаты, такие как ISO 27001, SOC и FedRAMP (для программных компонентов). Однако физическая безопасность вашего центра обработки данных является вашей ответственностью. Убедитесь, что вы применяете контроль соответствия к аппаратному уровню, включая журналирование доступа и мониторинг окружающей среды.

Реальные случаи использования

Организации разных отраслей применяют Azure Stack Hub для решения конкретных бизнес-задач. Ниже приведены подробные примеры.

Регулируемые финансовые услуги

Банк должен хранить данные о транзакциях клиентов в пределах страны по нормативным причинам. Они развертывают Azure Stack Hub в своем основном центре обработки данных и запускают на нем основные банковские приложения. Нагрузки аналитики, которые не требуют необработанных данных, загружаются в общедоступную Azure через безопасный VPN. Это соответствует требованиям, не отрицая преимуществ облачной аналитики.

Производство на краю

Глобальный производитель управляет сотнями заводов, где подключение к Интернету ненадежно. Каждый завод получает небольшое развертывание Azure Stack Hub с оптимизированными по краям виртуальными машинами для вывода машинного обучения и мониторинга оборудования. Модели обучаются в общедоступном Azure, синхронизируются с каждым Azure Stack Hub по прерывистым соединениям и запускаются локально, чтобы делать прогнозы в реальном времени с задержкой до секунды.

Отключенные военные операции

Оборонные организации требуют воздушно-защищенные среды в полевых операциях. Azure Stack Hub в отключенном режиме обеспечивает полное облако Azure-сопоставимости без какого-либо исходящего подключения. Персонал использует инструменты Azure локально для управления логистикой, коммуникациями и разведывательными приложениями. Обновления программного обеспечения применяются вручную, и данные никогда не покидают безопасный периметр.

Гибридная лаборатория DevOps

Для локального тестирования интеграционных решений требуется аппаратное обеспечение, но для этого необходимо использовать инструменты DevOps, созданные на основе облачных вычислений. В лаборатории разработчики запускают небольшой Azure Stack Hub. Разработчики нажимают код на Azure Repos, который запускает конвейер, который развертывается как в Azure Stack Hub (для тестирования), так и в Azure (для постановки). Это обеспечивает согласованность между тестовой и производственной средами.

Оперативные лучшие практики

Запуск гибридного облака требует постоянных операций. Следуйте этим лучшим практикам для поддержания надежности.

Обновление управления

Azure Stack Hub получает ежемесячные пакеты обновлений, которые содержат исправления ошибок и исправления безопасности. Применять обновления с помощью окна обслуживания — системе обычно требуется несколько часов. Всегда тестируйте обновления в непроизводственной марке. Используйте встроенный механизм обновления в портале администратора; не патчируйте отдельные узлы.

Резервное копирование и аварийное восстановление

Резервное копирование инфраструктуры Azure Stack Hub (базы данных сервера SQL, реестр служб) с использованием внутренней службы резервного копирования Azure Stack Hub для внешнего обмена файлами. Для виртуальных машин-арендаторов используйте Azure Backup Server или сторонний инструмент для резервного копирования виртуальных машин в хранилище Azure или локальный носитель. Регулярно тестируйте процедуры восстановления.

Мониторинг потенциала

Мониторинг хранения, вычислений и использования сети через портал администратора. Установите оповещения, когда емкость достигает 80%, чтобы дать время для масштабирования. Azure Stack Hub поддерживает добавление узлов к существующей марке, но процесс разрушительный. Планируемая емкость как минимум на шесть месяцев вперед.

Аудит и управление

Включите диагностические журналы для всех компонентов инфраструктуры. Используйте Azure Policy для управления - определите разрешенные размеры виртуальных машин, применяйте теги и ограничивайте типы ресурсов. Периодически проверяйте состояние Azure Stack Hub с помощью диагностического теста Test-AzureStack .

Заключение

Azure Stack Hub позволяет организациям создавать гибридное облако, которое сочетает в себе сильные стороны локальной инфраструктуры с гибкостью публичной Azure. Предоставляя последовательные API, инструменты управления и богатый рынок, он устраняет традиционные трения между средами. Нужно ли вам соблюдать строгие требования соответствия, выполнять рабочие нагрузки с низкими задержками или просто модернизировать свои операции в центре обработки данных, Azure Stack Hub предлагает проверенный путь вперед.

Успешное развертывание зависит от тщательного планирования: правильной оценки ваших рабочих нагрузок, емкости размера, проектирования сетевого подключения и создания надежных средств управления безопасностью. Для дальнейшего чтения изучите официальную документацию Azure Stack Hub , просмотрите блог Microsoft Azure Stack для реальных реализаций и посмотрите, как Microsoft позиционирует Azure Stack Hub в своей общей гибридной стратегии. Начните с малого, проверьте свои предположения и постепенно расширяйте свой гибридный след, когда вы обретаете уверенность. Результатом является ИТ-среда, которая является гибкой и контролируемой, готовой удовлетворить требования современного бизнеса.