建立可擴展應用程式於 Azure | 原創，AI翻譯

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本篇部落格文章是由 ChatGPT-4o 協助撰寫。

目錄

簡介

在雲端計算的世界中，Microsoft Azure 作為一個強大的平台，用於建立、部署和管理應用程式。在我們最近的專案中，我們利用了多項 Azure 服務，包括 Azure 訂閱、Azure Kubernetes Service (AKS)、Application Insights、虛擬機器 (VMs)、Event Hubs、API Management Services 和 SQL 資料庫，以建立一個可擴展且監控的應用程式基礎架構。本篇部落格文章概述了我們的方法、使用的工具、最佳實踐以及管理集群、提取日誌和查詢日誌的詳細步驟。

開始使用 Azure 訂閱

Azure 訂閱是您存取 Azure 服務的入口。它作為一個容器，包含所有您的資源，例如虛擬機器、資料庫和 Kubernetes 集群。

  1. 設定 Azure 訂閱：
    • 註冊：如果您沒有 Azure 帳戶，請從 Azure 入口網站 開始註冊。
    • 建立訂閱：導航至「訂閱」部分並建立新訂閱。這將是您的計費和管理容器。
  2. 資源組織：
    • 資源群組：根據其生命週期和管理標準，將資源組織成資源群組。
    • 標籤：使用標籤以便於資源管理和計費。

使用 Azure Kubernetes Service (AKS) 部署應用程式

Azure Kubernetes Service (AKS) 是一項受管理的 Kubernetes 服務，簡化了部署、管理和擴展容器化應用程式的流程。

建立和管理 AKS 集群

  1. 在 Azure 入口網站建立 AKS 集群：
    • 設定：在 Azure 入口網站中，搜尋 AKS 並建立新的 Kubernetes 集群。
    • 設定：選擇您的集群大小，設定節點池，並設定網路。
    • 驗證：使用 Azure Active Directory (AAD) 進行安全存取控制。
    • 監控：在設定過程中啟用監控和日誌記錄。
  2. 使用 Azure CLI 建立 AKS 集群： 
    az aks create \
  --resource-group myResourceGroup \
  --name myAKSCluster \
  --node-count 3 \
  --enable-addons monitoring \
  --generate-ssh-keys
  3. 管理您的 AKS 集群：
    • 擴展集群： 
      az aks scale \
  --resource-group myResourceGroup \
  --name myAKSCluster \
  --node-count 5
    • 升級集群： 
      az aks upgrade \
  --resource-group myResourceGroup \
  --name myAKSCluster \
  --kubernetes-version 1.21.2

部署應用程式

  1. 使用 Kubernetes 清單：為您的部署、服務和其他 Kubernetes 物件編寫 YAML 檔案。 
    apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: myapp
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: myapp
  template:
    metadata:
      labels:
        app: myapp
    spec:
      containers:
      - name: myapp
        image: myregistry.azurecr.io/myapp:latest
        ports:
        - containerPort: 80
  2. 使用 kubectl 部署： 
    kubectl apply -f myapp-deployment.yaml
  3. Helm 圖表：使用 Helm 管理 Kubernetes 應用程式和版本控制。 
    helm install myapp ./mychart

從 Pod 提取日誌

  1. 附加到 Pod 並提取日誌： 
    kubectl logs <pod-name>
    • 以串流方式提取日誌： 
      kubectl logs <pod-name> -f
  2. 使用 Sidecar 進行日誌記錄：
    • 在 Pod 規範中建立日誌記錄 Sidecar 容器，以將日誌發送到集中式日誌記錄服務。
    spec:
  containers:
  - name: myapp
    image: myregistry.azurecr.io/myapp:latest
    ...
  - name: log-shipper
    image: log-shipper:latest
    ...

使用 Azure Application Insights 進行監控和診斷

Application Insights 提供強大的監控和診斷功能，用於您的應用程式。

  1. 設定 Application Insights：
    • 整合：將 Application Insights SDK 添加到您的應用程式代碼中。
    • 工具配置：使用 Application Insights 資源中的工具配置鍵配置您的應用程式。
  2. 追蹤效能：
    • 指標：監控響應時間、失敗率和應用程式依賴性。
    • 即時指標串流：查看即時效能指標以獲取即時見解。
  3. 診斷和故障排除：
    • 應用程式地圖：可視化依賴性並識別效能瓶頸。
    • 交易診斷：使用分散式追蹤跨服務追蹤請求。

使用 Azure 虛擬機器 (VMs)

Azure VMs 提供了靈活性，可運行未容器化的自訂應用程式和服務。

  1. 配置虛擬機器：
    • 建立 VMs：在 Azure 入口網站中建立新的虛擬機器並選擇適當的大小和作業系統。
    • 網路設定：設定虛擬網路、子網和安全群組以控制流量。
  2. 設定 VMs：
    • 軟體安裝：安裝所需的軟體和依賴項。
    • 安全性：定期應用補丁和更新，設定防火牆，並使用網路安全群組 (NSGs)。
  3. 管理 VMs：
    • 備份和還原：使用 Azure 備份進行 VM 備份。
    • 監控：使用 Azure Monitor 監控 VM 效能。

使用 Azure Event Hubs 進行即時數據攝取

Azure Event Hubs 是一個大數據串流平台和事件攝取服務，能夠接收和處理每秒數百萬個事件。

  1. 設定 Event Hubs：
    • 建立 Event Hub 命名空間：在 Azure 入口網站中建立 Event Hub 命名空間以容納您的 Event Hubs。
    • 建立 Event Hubs：在命名空間中建立一個或多個 Event Hubs 以捕獲您的數據串流。
  2. 攝取數據：
    • 生產者：設定您的應用程式或服務以使用多種語言（例如 .NET、Java、Python）提供的 SDK 將事件發送到 Event Hubs。
    • 分區：使用分區以擴展事件處理，確保高吞吐量和並行性。
  3. 處理事件：
    • 消費者：使用消費者群組讀取和處理事件。Azure 提供了多種處理選項，包括 Azure Stream Analytics、Azure Functions 和使用 Event Hubs SDK 的自訂處理。
  4. 監控 Event Hubs：
    • 指標：通過 Azure 入口網站監控吞吐量、延遲和事件處理指標。
    • 警示：設定警示以通知您任何問題，例如高延遲或丟失的消息。

使用 Azure API Management Services 管理 API

Azure API Management Services 提供了一種方法，可為現有後端服務建立一致且現代化的 API 閘道。

  1. 設定 API Management：
    • 建立 API Management 服務：在 Azure 入口網站中搜尋 API Management 並建立新服務。
    • 設定 API：從 OpenAPI 規範、Azure Functions 或其他後端定義和導入 API。
  2. 保護 API：
    • 驗證和授權：使用 OAuth2、JWT 驗證和其他機制保護您的 API。
    • 速率限制和節流：實施策略以保護您的 API 不受濫用。
  3. 監控和分析：
    • API Insights：追蹤使用情況、監控效能並分析日誌。
    • 開發者入口網站：為開發者提供一個入口網站以發現和使用您的 API。
  4. 管理生命週期：
    • 版本控制和修訂：無縫管理您的 API 的不同版本和修訂。
    • 策略管理：應用策略以轉換、驗證和路由請求和響應。

使用 Azure SQL 資料庫

Azure SQL 資料庫是一個完全受管理的關聯式資料庫，具有內建智能、高可用性和可擴展性。

  1. 設定 Azure SQL 資料庫：
    • 建立 SQL 資料庫：在 Azure 入口網站中導航至 SQL 資料庫並建立新資料庫。
    • 設定資料庫：設定資料庫大小、效能級別並設定網路設定。
  2. 連接到 SQL 資料庫：
    • 連接字串：使用提供的連接字串將您的應用程式連接到 SQL 資料庫。
    • 防火牆規則：設定防火牆規則以允許來自您的應用程式或本地機器的存取。
  3. 管理資料庫：
    • 備份和還原：使用自動備份和按時間點還原以保護您的數據。
    • 擴展：根據您的效能需求擴展或縮減資料庫。
  4. 監控和效能調優：
    • 查詢效能洞察：監控和優化查詢效能。
    • 自動調優：啟用自動調優功能以提高效能。

使用 Kusto 查詢語言 (KQL) 查詢日誌

Kusto 查詢語言 (KQL) 用於查詢 Azure Monitor 日誌，提供強大的日誌數據洞察。

  1. 基本 KQL 查詢： 
    // 從特定表中檢索記錄
LogTableName
| where TimeGenerated > ago(1h)
| project TimeGenerated, Level, Message
  2. 篩選和聚合數據： 
    LogTableName
| where TimeGenerated > ago(1h) and Level == "Error"
| summarize Count=count() by bin(TimeGenerated, 5m)
  3. 連接表： 
    Table1
| join kind=inner (Table2) on $left.UserId == $right.UserId
| project Table1.TimeGenerated, Table1.Message, Table2.AdditionalInfo
  4. 根據查詢建立警示：
    • 在 Azure 入口網站中導航至 Log Analytics 工作區。
    • 點擊 Logs 並輸入您的 KQL 查詢。
    • 點擊 新增警示規則 以根據查詢結果建立警示。

設定警示以進行主動監控

Azure 警示可幫助您了解資源的健康狀況和效能。

  1. 建立警示：
    • 指標警示：根據指標（例如 CPU 使用率、記憶體使用率和響應時間）設定警示。
    • 日誌警示：使用 KQL 建立基於日誌搜索查詢的警示。
  2. 設定操作：
    • 操作群組：定義操作群組以指定誰將收到通知以及如何通知（電子郵件、短訊、網路鉤子）。
    • 整合：與 ITSM 工具（如 ServiceNow）整合以進行自動化事件管理。
  3. 回應警示：
    • 儀表板：設定 Azure 儀表板以提供警示的集中式視圖。
    • 自動化：使用 Azure 自動化自動回應某些警示。

結論

透過利用 Azure 訂閱、AKS、Application Insights、虛擬機器、Event Hubs、API Management Services 和 SQL 資料庫，我們建立了一個可擴展、穩健且監控的應用程式基礎架構。Azure 綜合套件的工具確保我們能夠高效地部署、管理和監控應用程式。此設定不僅提高了我們的應用程式效能，還為我們提供了所需的洞察力，以主動維護和優化資源。

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