Zuverlässigkeit in der Azure-Containerregistrierung

In diesem Artikel wird die Zuverlässigkeitsunterstützung in der Azure Container Registry beschrieben. Es wird erläutert, wie widerstandsfähige Bereitstellungen mithilfe von Verfügbarkeitszonen geplant werden. Außerdem wird beschrieben, wie Sie die regionsübergreifende Resilienz mithilfe der Georeplikation verbessern.

Container Registry ist ein verwalteter Containerregistrierungsdienst, der zum Speichern und Verwalten Ihrer privaten Docker-Containerimages und der zugehörigen Artefakte für Ihre Containerbereitstellungen verwendet wird. Weitere Informationen finden Sie in der Einführung in Container Registry.

Zuverlässigkeit ist eine gemeinsame Verantwortung zwischen Ihnen und Microsoft. Mit diesem Leitfaden können Sie ermitteln, welche Zuverlässigkeitsoptionen Ihre spezifischen Geschäftsziele und Uptime-Ziele erfüllen.

Bereitstellungsempfehlungen für die Produktion

Für Produktionsworkloads wird empfohlen, die folgenden Aktionen auszuführen:

• Verwenden Sie die Premium-Dienstebene von Container Registry, die die umfassendsten Zuverlässigkeitsfeatures bietet. Die Premium-Stufe bietet außerdem höhere Leistungsbeschränkungen, erweiterte Sicherheitsfeatures und erweiterte Funktionen, die für Produktionscontainerworkloads unerlässlich sind. Weitere Informationen zu Dienstebenen und Features finden Sie unter Container Registry-Dienstebenen.

• Stellen Sie Ihre Containerregistrierung in einer Region bereit, die Verfügbarkeitszonen unterstützt.

• Konfigurieren Sie für Szenarien mit mehreren Regionen die Georeplikation, um Ihr Registry auf der Grundlage Ihrer spezifischen geografischen und Compliance-Anforderungen zu verteilen.

Übersicht über die Zuverlässigkeitsarchitektur

Container Registry basiert auf der verteilten Azure-Infrastruktur, um hohe Verfügbarkeit und Datenbeständigkeit sicherzustellen. Der Dienst besteht aus mehreren wichtigen Komponenten, die zusammenarbeiten, um zuverlässigkeit zu gewährleisten. Das folgende Diagramm veranschaulicht die Kerndienstarchitektur.

• Die Steuerungsebene ist eine zentrale Verwaltungskomponente in der Heimatregion für Registrierungskonfiguration, Authentifizierungskonfiguration und Replikationsrichtlinien.

• Die Datenebene ist ein verteilter Dienst, der Push- und Pullvorgänge für Containerimages über Regionen und Verfügbarkeitszonen hinweg verarbeitet.

• Die Speicherebene ist eine inhaltsadressierbare Azure Storage-Lösung, die Containerimages und Artefakte speichert. Sie umfasst die automatische Deduplizierung, die Verschlüsselung ruhender Daten und die integrierte Replikation.

Microsoft ist für die Verwaltung der zugrunde liegenden Container Registry-Infrastruktur verantwortlich, was die folgenden Wartungstypen umfasst:

• Wartung der Steuerungsebene für die Registrierungsverwaltung

• Wartung der Datenebene für Containerimagevorgänge über Regionen und Verfügbarkeitszonen hinweg

Als Kunde sind Sie für die folgenden Aktionen verantwortlich:

• Resilienz auf Anwendungsebene: Implementieren Sie geeignete Wiederholungslogik und Failoverbehandlung in Ihren Containeranwendungen und Orchestrierungsplattformen.

• Konfiguration der Zonenresilienz: Stellen Sie sicher, dass Ihre Containerregistrierung in einer Region bereitgestellt wird , die Verfügbarkeitszonen unterstützt.

• Georeplikationskonfiguration: Wählen Sie basierend auf Ihren geografischen Verteilungs-, Compliance- und Leistungsanforderungen geeignete Regionen für die Georeplikation aus.

Container Registry unterstützt auch Tasks, mit denen Sie Ihre Containerbuilds und Wartungsvorgänge automatisieren können. Tasks werden in der von Microsoft verwalteten Computeinfrastruktur ausgeführt und unterstützen manuelle, ereignisbasierte oder geplante Trigger. Weitere Informationen finden Sie unter Automatisieren von Containerimagebuilds und Wartung mithilfe von Container Registry-Tasks.

Vorübergehende Fehler

Vorübergehende Fehler sind kurze, zeitweilige Fehler in Komponenten. Sie treten häufig in einer verteilten Umgebung wie der Cloud auf und sind ein normaler Bestandteil von Vorgängen. Vorübergehende Fehler korrigieren sich nach kurzer Zeit. Es ist wichtig, dass Ihre Anwendungen vorübergehende Fehler behandeln können, in der Regel durch Wiederholen betroffener Anforderungen.

Alle in der Cloud gehosteten Anwendungen sollten die Anleitung zur vorübergehenden Fehlerbehandlung von Azure befolgen, wenn sie mit cloudgehosteten APIs, Datenbanken und anderen Komponenten kommunizieren. Weitere Informationen finden Sie unter Empfehlungen zur Behandlung vorübergehender Fehler.

Container Registry verarbeitet vorübergehende Fehler intern über mehrere Mechanismen. Der Dienst implementiert automatische Wiederholungslogik für Registrierungsvorgänge und verwaltet das Verbindungspooling für eine effiziente Ressourcennutzung. Container Registry-Vorgänge sind so konzipiert, dass sie idempotent sind und somit sichere Wiederholungen von Push- und Pullvorgängen ermöglichen. Tasks behandeln vorübergehende Fehler automatisch, wenn sie viele verschiedene Arten von Vorgängen ausführen.

Implementieren Sie für Clientanwendungen, die Container Registry verwenden, geeignete Wiederholungsrichtlinien mit exponentiellem Backoff, wenn Registrierungsvorgänge ausgeführt werden. Verwenden Sie die offiziellen Docker-Client- oder Container Registry-SDKs, die integrierte Wiederholungsmechanismen für häufige vorübergehende Fehler enthalten.

Unterstützung für Verfügbarkeitszonen

Verfügbarkeitszonen sind physisch getrennte Gruppen von Rechenzentren innerhalb jeder Azure-Region. Wenn eine Zone ausfällt, erfolgt ein Failover der Dienste zu einer der verbleibenden Zonen.

Zonenredundanz schützt Ihre Containerregistrierung vor Fehlern bei einzelnen Zonen, indem Registrierungsdaten und -vorgänge über mehrere Verfügbarkeitszonen innerhalb der Region verteilt werden. Pull- und Pushvorgänge für Containerimages funktionieren während Zonenausfällen weiterhin, wobei ein automatisches Failover zu fehlerfreien Zonen erfolgt.

Zonenredundanz ist standardmäßig für alle Registrierungen in Regionen aktiviert, die Verfügbarkeitszonen unterstützen, wodurch Ihre Ressourcen automatisch und ohne zusätzliche Kosten resilienter werden. Diese Erweiterung gilt für alle Dienstebenen, einschließlich Basic und Standard, und wurde sowohl auf neue als auch auf vorhandene Registrierungen angewendet.

Regionsunterstützung

Zonenredundanzregistrierungen können in jeder Region bereitgestellt werden, die Verfügbarkeitszonen unterstützt.

Wenn sich Ihre Registrierung in einer Region befindet, die keine Verfügbarkeitszonen unterstützt, müssen Sie jedoch eine neue Registrierung in einer Region erstellen, die Verfügbarkeitszonen unterstützt, um Zonenredundanz zu gewährleisten. Anschließend müssen Sie Ihre Containerimages migrieren, indem Sie eine Übertragungspipeline erstellen oder Containerimages importieren.

Considerations

• Aufgaben: Containerregistrierungsaufgaben unterstützen derzeit keine Verfügbarkeitszonen. Zonenredundanz gilt für den Registry-Dienst selbst, aber nicht für Aufgaben oder deren Vorgänge.

• Georeplikation: Wenn Ihre Registrierung georeplikation verwendet, werden alle Replikate, die in Regionen mit Verfügbarkeitszonen erstellt wurden, automatisch zonenredundiert.

Cost

Zonenredundanz ist in Containerregistrierungen ohne zusätzliche Kosten enthalten.

Konfigurieren der Unterstützung von Verfügbarkeitszonen

• Erstellen Sie eine zonenredundante Registrierung. Wenn Sie eine Registrierung in einer unterstützten Region erstellen, ist sie automatisch zonenredundant. Weitere Informationen zum Erstellen einer neuen Registrierung finden Sie unter Erstellen einer zonenredundanten Registrierung in der Containerregistrierung.

• Aktivieren Sie Zonenredundanz für eine vorhandene Registrierung. Registrierungsstellen, die sich in Regionen mit Verfügbarkeitszonen befinden, sind automatisch zonenredundant. Sie müssen keine Zonenredundanz aktivieren.

• Zonenredundanz deaktivieren. Zonenredundanz kann nicht deaktiviert werden.

Normalbetrieb

In diesem Abschnitt wird beschrieben, was Sie erwarten müssen, wenn Container Registry-Ressourcen für Zonenredundanz konfiguriert und alle Verfügbarkeitszonen betriebsbereit sind.

• Datenverkehrsrouting zwischen Zonen: Container Registry verwendet interne Routingfunktionen, um Vorgänge auf Datenebene automatisch über alle Verfügbarkeitszonen innerhalb einer Region zu verteilen. Der Registrierungsdienst leitet Anforderungen automatisch an fehlerfreie Zonen weiter, ohne dass externe Lastenausgleichsgeräte erforderlich sind.

• Datenreplikation zwischen Zonen: Registrierungsdaten, einschließlich Containerimages, Manifeste und Metadaten, werden asynchron in mehreren Verfügbarkeitszonen repliziert. Änderungen werden schnell über Zonen hinweg repliziert, um hohe Verfügbarkeit und Datenbeständigkeit aufrechtzuerhalten. Die Replikation ist asynchron, wird jedoch in der Regel innerhalb von Minuten abgeschlossen, und alle Zonen bleiben während der Replikation für Lese- und Schreibvorgänge verfügbar.

Zonenausfall

In diesem Abschnitt wird beschrieben, was Sie erwarten müssen, wenn Container Registry-Ressourcen für Zonenredundanz konfiguriert sind und eine Verfügbarkeitszone ausfällt.

Wenn eine Zone nicht mehr verfügbar ist, übernimmt Container Registry automatisch den Failoverprozess mit minimalen Auswirkungen auf Registrierungsvorgänge.

• Erkennung und Reaktion: Die Container Registry-Plattform erkennt automatisch Fehler in einer Verfügbarkeitszone und initiiert eine Antwort. Der Dienst leitet den Datenverkehr automatisch an die verbleibenden fehlerfreien Zonen weiter. Es ist kein manueller Eingriff erforderlich, um ein Zonenfailover zu initiieren.

• Benachrichtigung: Azure Container Registry benachrichtigt Sie nicht, wenn eine Zone deaktiviert wurde. Sie können jedoch Azure Service Health verwenden, um den allgemeinen Status des Azure Container Registry-Diensts zu verstehen, einschließlich aller Zonenfehler.

  Richten Sie Warnungen ein, um Benachrichtigungen über Probleme auf Zonenebene zu erhalten. Weitere Informationen finden Sie unter Erstellen einer Service Health-Warnung über das Azure-Portal.

  Sie können auch Registrierungsverfügbarkeitsmetriken in Azure Monitor überwachen.

• Aktive Anforderungen: Wenn eine Verfügbarkeitszone nicht verfügbar ist, werden alle in Bearbeitung befindlichen Anforderungen, die mit Ressourcen in der fehlerhaften Verfügbarkeitszone verbunden sind, beendet. Sie müssen wiederholt werden.

• Erwarteter Datenverlust: Die letzten Schreibvorgänge, die in der fehlerhaften Zone vorgenommen wurden, werden möglicherweise nicht in andere Regionen repliziert. Das bedeutet, dass sie verloren gehen können, bis die Zone wiederhergestellt wird. Der Datenverlust wird in der Regel auf weniger als 15 Minuten geschätzt, dies kann jedoch nicht garantiert werden.

• Erwartete Downtime: Während des automatischen Failovers kann ein wenig Downtime auftreten, da der Datenverkehr zu fehlerfreien Zonen umgeleitet wird. Diese Downtime beträgt für die meisten Registrierungsvorgänge in der Regel ein paar Sekunden. Es wird empfohlen, bewährte Methoden für die vorübergehende Fehlerbehandlung zu befolgen, um die Auswirkungen des Zonenfailovers auf Ihre Anwendungen zu minimieren.

• Datenverkehrsumleitung: Die Plattform leitet den Datenverkehr automatisch zu fehlerfreien Zonen um, ohne dass Sie Konfigurationsänderungen vornehmen müssen.

Zonenwiederherstellung

Wenn die betroffene Verfügbarkeitszone wiederhergestellt wird, verteilt die Container Registry Vorgänge automatisch über alle verfügbaren Zonen, einschließlich der wiederhergestellten Zone. Der Dienst schränkt den Datenverkehr und die Datenverteilung um, ohne dass ein manueller Eingriff erforderlich ist oder Dienstunterbrechungen verursacht werden.

Test auf Zonenversagen

Die Container Registry-Plattform verwaltet Datenverkehrsrouting, Failover und Failback für zonenredundante Registrierungen. Da dieses Feature vollständig verwaltet ist, müssen Sie die Ausfallprozesse für Verfügbarkeitszonen weder einleiten noch überprüfen.

Unterstützung für mehrere Regionen

Container Registry bietet durch Georeplikation native Unterstützung für mehrere Regionen, wenn Ihre Registrierung die Premium-Ebene verwendet. Georeplikation erstellt Registrierungsreplikate in mehreren Regionen Ihrer Wahl. Die Region, in der Sie die Registrierungsressource bereitstellen, wird als Heimatregion bezeichnet.

Georeplikation ermöglicht Resilienz gegenüber regionalen Ausfallen. Wenn Ihre Registrierung georepliziert wird und ein regionaler Ausfall auftritt, stehen die Registrierungsdaten weiterhin in den anderen von Ihnen ausgewählten Regionen zur Verfügung. Wenn Sie die Georeplikation nicht aktivieren, sind Ihre Daten während des Ausfalls einer Region möglicherweise nicht verfügbar.

Sie können auch die Georeplikation verwenden, um lokalen Zugriff auf Containerimages innerhalb dieser Regionen zu erhalten und die Latenz für global verteilte Anwendungen zu verringern.

Wenn Sie Container Registry bereitstellen und die Georeplikation aktivieren, wird Azure Traffic Manager von Microsoft zum Verteilen von Datenebenenanforderungen zwischen Ihren Replikaten und zum automatischen Failover zwischen Replikaten verwendet, wenn ein regionales Replikat nicht verfügbar ist.

Die Georeplikation von Container Registry basiert nicht auf gekoppelten Azure-Regionen. Sie können eine beliebige Kombination von Azure-Regionen für die Replikation basierend auf Ihren spezifischen geografischen, Leistungs- und Complianceanforderungen auswählen. Jede georeplizierte Registrierung fungiert als Registrierungsendpunkt. Die meisten Registrierungsvorgänge, einschließlich Image-Pushes, Pulls und Verwaltungsaufgaben, werden unterstützt.

In diesem Abschnitt werden Informationen zur Georeplikation in Bezug auf Zuverlässigkeit zusammengefasst. Weitere Informationen finden Sie unter Georeplikation in Container Registry.

Regionsunterstützung

Die Georeplikation ist in allen Azure-Regionen verfügbar, in denen die Premium-Stufe unterstützt wird. Sie können in einer beliebigen Kombination von Regionen replizieren, unabhängig davon, ob Azure diese Regionen koppelt.

Requirements

Sie müssen die Premium-Stufe verwenden, um die Georeplikation zu aktivieren.

Considerations

• Zonenredundante Replikate: Jedes Replikat, das Sie in einer Region mit Verfügbarkeitszonen erstellen, ist automatisch zonenredundant.

• Steuerebene: Die Steuerebene wird in der Heimregion ausgeführt. Wenn die Heimregion nicht verfügbar ist, sind Steuerungsebenenvorgänge nicht verfügbar, und Möglicherweise können Sie die Konfiguration der Registrierung nicht ändern.

• Tasks: Container Registry-Tsks unterstützen derzeit keine Georeplikate. Aufgaben werden immer in der Heimatregion ausgeführt. Wenn die Heimregion nicht verfügbar ist, wird die Aufgabe nicht ausgeführt.

Cost

Jede geo-replizierte Region wird separat gemäß den Premium-Tarifpreisen für die jeweilige Region abgerechnet. Zudem fallen für die Datenübertragung zwischen Regionen während der ersten Replikation und der fortlaufenden Synchronisierung Gebühren für ausgehenden Datenverkehr an.

Konfigurieren der Unterstützung für mehrere Regionen

Die Georeplikation kann während der Registrierungserstellung konfiguriert oder vorhandenen Premium-Registrierungen hinzugefügt werden. Die Georeplikation kann über das Azure-Portal, die Azure CLI-, Azure PowerShell- oder Azure Resource Manager-Vorlagen konfiguriert werden.

• Erstellen Sie eine georeplizierten Registrierung. Konfigurieren Sie die Georeplikation nach der Registrierungserstellung, indem Sie zusätzliche Regionen angeben.

• Aktivieren Sie die Georeplikation für eine vorhandene Registrierung. Um Georeplikationsfunktionen zu aktivieren, aktualisieren Sie vorhandene Registrierungen der Dienstebene „Basic“ oder „Standard“ auf die Premium-Ebene. Sie können die Replikationsregionen jederzeit ändern. Weitere Informationen finden Sie unter Konfigurieren der Georeplikation.

• Deaktivieren Sie die Georeplikation. Entfernen Sie einzelne regionale Replikate über das Azure-Portal oder Befehlszeilentools. Die Registrierung der Heimregion kann nicht entfernt werden.

Normalbetrieb

In diesem Abschnitt wird beschrieben, was Sie erwarten müssen, wenn eine Registrierung für die Georeplikation konfiguriert ist und alle Regionen betriebsbereit sind.

• Datenverkehrsrouting zwischen Regionen: Container Registry wird in einer Aktiv/Aktiv-Konfiguration ausgeführt, in der jeder regionale Endpunkt alle Datenebenenvorgänge unabhängig durchführen kann, einschließlich der Lese- und Schreibvorgänge. Datenebenenvorgänge, z. B. Container-Push- und Pullvorgänge, werden automatisch mithilfe von Traffic Manager mit leistungsbasierten Kriterien weitergeleitet, um den optimalen regionalen Endpunkt für die Leistung zu ermitteln.

• Datenreplikation zwischen Regionen: Bei der Georeplikation werden Containerimages und Artefakte automatisch mithilfe einer asynchronen Replikation mit letztendlicher Konsistenz in allen konfigurierten Regionen synchronisiert. Der Dienst verwendet inhaltsadressierbaren Speicher, um nur die eindeutigen Bildebenen effizient zu replizieren. Dieser Ansatz minimiert die Bandbreitennutzung und Replikationszeit. Lese- und Schreibvorgänge funktionieren für alle georeplizierten Regionen. Änderungen, die in irgendeiner Region vorgenommen wurden, werden in alle anderen Regionen repliziert.

  Die Replikation wird in der Regel innerhalb von Minuten nach Änderungen abgeschlossen. Es gibt jedoch keine Garantie für die Zeitsteuerung der Datenreplikation. Bei großen Containerimages oder hochfrequenten Updates kann es länger dauern, bis sie in allen Regionen repliziert werden.

Regionsausfall

In diesem Abschnitt wird beschrieben, was Sie erwarten müssen, wenn eine Registrierung für die Georeplikation konfiguriert ist und es einen Ausfall in der primären Region gibt.

Wenn eine Region nicht verfügbar ist, können Containervorgänge weiterhin alternative regionale Endpunkte verwenden.

• Erkennung und Reaktion: Container Registry überwacht die Integrität jedes regionalen Replikats und ist für die Umleitung von Datenverkehr zu einer anderen Region verantwortlich.

• Benachrichtigung: Azure Container Registry benachrichtigt Sie nicht, wenn eine Region deaktiviert wurde. Sie können jedoch Azure Service Health verwenden, um den allgemeinen Status des Azure Container Registry-Diensts zu verstehen, einschließlich aller Regionsfehler.

  Richten Sie Warnungen ein, um Benachrichtigungen über Probleme auf Regionsebene zu erhalten. Weitere Informationen finden Sie unter Erstellen einer Service Health-Warnung über das Azure-Portal.

  Sie können auch Registrierungsverfügbarkeitsmetriken für jeden regionalen Endpunkt in Azure Monitor überwachen.

• Aktive Anforderungen: Alle aktiven Anforderungen, die derzeit an eine nicht verfügbare Region übertragen werden, schlagen fehl und müssen erneut ausgeführt werden, damit sie an eine fehlerfreie Region weitergeleitet werden können.

• Erwarteter Datenverlust: Alle kürzlich in der fehlerhaften Region vorgenommenen Schreibvorgänge werden möglicherweise nicht in andere Regionen repliziert. Dieser Fehler bedeutet, dass sie möglicherweise verlustig sind, bis die Region wiederhergestellt wird. In der Regel wird der Datenverlust auf weniger als 15 Minuten geschätzt, aber das ist nicht garantiert.

• Erwartete Downtime: Bei Vorgängen auf der Datenebene wird eine geringe Downtime für Vorgänge auf der Datenebene erwartet, während das Failover abgeschlossen wird, was in der Regel 1 bis 2 Minuten dauert.

  Wenn die Heimatregion nicht verfügbar ist, sind Steuerungsebenenvorgänge nicht verfügbar, bis die Region wiederhergestellt wird.

• Datenverkehrsumleitung: Wenn eine Region nicht verfügbar ist, werden Containervorgänge automatisch an ein anderes Replikat in einer fehlerfreien Region weitergeleitet. Clients müssen den Endpunkt, in dem sie mit der Registrierung interagieren, nicht ändern. Microsoft behandelt automatisch Routing, Failover und Failback.

Regionswiederherstellung

Wenn eine Region wiederhergestellt wird, werden Datenebenenvorgänge für diesen regionalen Endpunkt automatisch über das Traffic Manager-Routing fortgesetzt. Der Dienst synchronisiert alle Änderungen, die während des Ausfalls aufgetreten sind, mithilfe der asynchronen Replikation mit letztlicher Konsistenz.

Test auf Regionsfehler

Sie können den Ausfall einer Regionen, die Ihrer Registrierung zugeordnet ist, nicht simulieren, aber Sie können die Fähigkeit Ihrer Anwendung testen, ein Failover zwischen Regionen durchzuführen. Sie können ein regionales Failover simulieren, indem Sie Georeplikate vorübergehend deaktivieren, wodurch sie aus dem Traffic Manager-Routing entfernt werden. Anschließend können Sie überprüfen, ob für Containervorgänge ein erfolgreiches Failover zu alternativen Regionen durchgeführt wird, ohne dass tatsächlich ein regionaler Ausfall auftritt. Weitere Informationen finden Sie unter Vorübergehendes Deaktivieren des Routings zur Replikation.

Wenn Sie das Replikat erneut aktivieren, setzt Traffic Manager das Routing des Datenverkehrs an das reaktivierte Replikat fort. Zudem werden Metadaten und Images mit letztlicher Konsistenz auf das neu aktivierte Replikat synchronisiert, um die Datenkonsistenz in allen Regionen sicherzustellen.

Backups

Für die meisten Lösungen sollten Sie sich nicht ausschließlich auf Sicherungen verlassen. Verwenden Sie stattdessen die in diesem Handbuch beschriebenen anderen Funktionen, um Ihre Resilienzanforderungen zu unterstützen. Sicherungen schützen jedoch vor einigen Risiken, die andere Ansätze nicht vermeiden. Weitere Informationen finden Sie unter Redundanz, Replikation und Sicherung.

Container Registry unterstützt das Exportieren von Containerimages und Artefakten aus Ihrer Registrierung in externen Speicher oder alternative Registrierungen. Verwenden Sie Import- und Exportfunktionen von Container Registry oder Docker-Standardbefehle, um Kopien kritischer Containerimages für Notfallwiederherstellungsszenarien zu erstellen.

Service-Level-Vereinbarung

Die Vereinbarung zum Servicelevel (SLA) für Container Registry beschreibt die erwartete Verfügbarkeit des Diensts sowie die Bedingungen, die erfüllt werden müssen, um diese Verfügbarkeitserwartungen zu erfüllen. Weitere Informationen finden Sie unter SLAs für Onlinedienste.

Verwandte Inhalte

• Azure-Zuverlässigkeit
• Azure Container Registry-Dienstebenen
• Bewährte Methoden für Azure Container Registry
• Überwachen von Azure Container Registry
• Azure Container Registry-Tarife
• Importieren von Containerimages in eine Containerregistrierung