一、引言

在当今数字化时代，企业对于云服务的需求日益增长，对应用程序的稳定性和可用性要求也越来越高。Azure虚拟机规模集（VMSS）作为一种计算资源，为企业提供了高效、灵活的虚拟机管理方式。而自动修复策略作为VMSS的重要功能之一，能够进一步提升应用程序的可靠性。本文将深入探讨Azure虚拟机规模集与自动修复策略的相关内容。

二、Azure虚拟机规模集概述

（一）定义与功能

Azure虚拟机规模集是一种计算资源，允许用户轻松部署和管理一组相同的虚拟机实例。通过规模集，用户可以实现虚拟机的自动化部署、管理及扩展，同时集成自动缩放和均衡功能，轻松构建高度可扩展的应用程序服务。它适用于需要部署和管理大规模虚拟机实例的场景，例如大型计算、大数据处理、容器化工作等。

（二）创建方式

创建VMSS主要有两种方式：Azure门户和Azure CLI/PowerShell。通过Azure门户，用户可以在浏览器中打开并登录Azure门户，在搜索框中输入“虚拟机规模集”，然后选择在服务中选择虚拟机规模集，按照向导进行配置即可创建规模集。而使用Azure CLI或PowerShell，则可以通过命令行工具进行更灵活的配置和管理。例如，使用Azure CLI创建VMSS的命令示例为：az vmss create --resource-group myResourceGroup --name myVMSS --image UbuntuLTS --admin-username azureuser --generate-ssh-keys --instance-count 2 --vm-sku Standard_DS1_v2。

（三）优势

VMSS具有诸多优势。首先，它易于创建和管理多个虚拟机，所有VM实例都是根据相同的基础操作系统映像和配置来创建的，用户无需对每个虚拟机进行单独配置，大大节省了时间和精力。其次，它提供了高可用性和应用程序弹性，通过将虚拟机分布在可用性区域或容错域中，即使某个虚拟机出现故障，其他虚拟机仍能继续运行，确保应用程序的可用性。此外，VMSS支持自动缩放，可以根据需求或定义的计划自动增减虚拟机实例的数量，在需求增加时自动添加更多的实例，而在需求减少时减少实例数量，从而降低成本并提高资源利用率。

三、自动修复策略工作原理

（一）运行状况监视

自动修复策略依赖于规模集中单个实例的运行状况监视。规模集中的虚拟机实例可以配置为使用应用程序运行状况扩展或均衡器运行状况探测发出应用程序运行状况。应用程序运行状况扩展或均衡器运行状况探测对规模集中每个虚拟机内的应用程序终结点执行ping操作，以获取每个实例的应用程序运行状况。如果终结点响应状态为200（OK），则实例将标记为“正常”；在所有其他情况下（包括无法访问终结点的情况），实例都将标记为“不正常”。

（二）修复操作

当发现实例运行不正常时，触发自动修复。目前，自动修复提供了三种可用的修复操作：替换、重置映像（预览版）和重启（预览版）。默认修复操作是替换，即删除运行不正常的实例，并使用最新的虚拟机规模集模型创建新实例来替换它。重置映像会向运行不正常的实例应用重置映像操作，而重启则会向运行不正常的实例应用重启操作。不过，重置映像和重启操作目前处于预览状态，不适合用于生产工作。

（三）批量执行与限制

自动实例修复操作是批量执行的，在任意给定时间，规模集中要修复的实例不得超过总实例数的5%。如果规模集的实例数少于20个，则每次对一个不正常的实例进行修复。上述过程将继续进行，直到修复规模集中所有不正常的实例。这种批量执行的方式有助于防止在发现不正常实例时同时删除和重新创建大量实例，从而减少对系统的影响。

四、自动修复策略操作步骤

（一）启用自动修复

要启用自动修复功能，需要确保规模集实例配置了应用程序终结点，能够发出应用程序运行状况。可以使用应用程序运行状况扩展或均衡器运行状况探测来完成运行状况监视，但一次只能启用其中一个。然后，在虚拟机规模集模型中使用automaticRepairsPolicy对象启用自动实例修复。例如，在Azure CLI中，可以通过设置相应的参数来启用自动修复策略。

（二）配置运行状况状态

在应用程序运行状况扩展上配置运行状况状态时，可以使用二元运行状况状态或丰富运行状况状态。若要使用均衡器运行状况探测配置运行状况，需要参考探测行为的相关设置。对于标记为“不正常”或“未知”状态的实例（“未知”状态仅适用于应用程序运行状况扩展 - 丰富运行状况状态），触发自动修复。

（三）暂停与恢复自动修复

虚拟机规模集提供了在需要时临时暂停自动实例修复的功能。在虚拟机规模集的实例视图中，orchestrationServices属性下的自动修复的serviceState显示了自动修复的当前状态。如果选择将规模集加入自动修复，则将参数serviceState的值设置为“运行”；如果为规模集暂停自动修复，则参数serviceState将设置为“暂停”。如果在规模集上定义了automaticRepairsPolicy，但未启用自动修复功能，则参数serviceState将被设置为“未运行”。如果用于替换规模集中不正常实例的新创建的实例仍然不正常，即使在重复执行修复操作后仍如此，则会将自动修复的serviceState更新为“暂停”。可以通过将自动修复的serviceState的值设置为“运行”再次恢复自动修复。

五、自动修复策略限制与注意事项

（一）限制

自动修复策略存在一些限制。目前不支持对规模集进行资源或订阅移动，也不支持Service Fabric规模集。自动修复不支持虚拟机实例因预配失败而被标记为“运行不正常”的场景，必须成功初始化虚拟机才能启用运行状况监视和自动修复功能。此外，repairAction设置目前处于预览状态，不适合用于生产工作。

（二）注意事项

在启用自动修复策略之前，需要确保正确配置应用程序终结点，以防止在配置终结点时执行意外的实例修复。同时，要注意自动修复策略的批量执行限制，合理规划规模集的实例数量，以确保在触发自动修复时不会对系统造成过大的影响。另外，由于自动修复策略可能会对实例进行删除、重置映像或重启等操作，因此需要提前做好数据备份和应用程序的容错处理，以防止数据丢失和应用程序中断。

六、案例分析

假设某电商企业在促销活动期间，流量会大幅增加。为了应对这种流量波动，该企业使用了Azure虚拟机规模集来部署其服务器。在促销活动前，企业根据历史数据和预期流量，设置了自动缩放规则，当CPU超过70%时，自动增加虚拟机实例数量；当CPU低于30%时，自动减少虚拟机实例数量。

同时，为了确保高可用性，企业启用了自动修复策略。在促销活动期间，由于流量激增，部分虚拟机实例出现了故障，运行状况被标记为“不正常”。自动修复策略立即触发，对这些不正常的实例进行了替换操作，创建了新的虚拟机实例来替换故障实例。由于自动修复是批量执行的，且每次修复的实例数量不超过总实例数的5%，因此整个修复过程影响较小，用户几乎感觉不到中断。

通过使用Azure虚拟机规模集和自动修复策略，该电商企业成功应对了促销活动期间的流量高峰，保障了稳定运行，提高了用户体验，同时也降低了运维成本。

七、结论

Azure虚拟机规模集与自动修复策略为企业提供了一种高效、可靠的云服务解决方案。VMSS通过自动化部署、管理及扩展虚拟机实例，实现了应用程序的高可用性和弹性扩展；而自动修复策略则进一步保障了应用程序的稳定运行，能够在实例出现故障时自动进行修复。然而，在使用自动修复策略时，需要注意其限制和注意事项，合理配置和规划，以确保其能够发挥最大的作用。未来，随着云计算技术的不断发展，Azure虚拟机规模集和自动修复策略也将不断完善和优化，为企业提供更加优质的服务。企业应积极探索和应用这些技术，以提升自身的竞争力和业务连续性。