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将 ExpressRoute 与 Azure 虚拟机的灾难恢复集成

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本文介绍在将 Azure 虚拟机的灾难恢复设置为次要 Azure 区域时，如何将 Azure ExpressRoute 与 Azure Site Recovery 相集成。

Site Recovery 通过将 Azure 虚拟机数据复制到 Azure 来实现 Azure 虚拟机的灾难恢复。

  • 如果 Azure 虚拟机使用 Azure 托管磁盘，则虚拟机数据将复制到次要区域中复制的托管磁盘。
  • 如果 Azure 虚拟机不使用托管磁盘，则会将虚拟机数据复制到 Azure 存储帐户。
  • 复制终结点是公共的，但 Azure 虚拟机的复制流量不会通过 Internet。

使用 ExpressRoute 可通过连接服务提供商所提供的专用连接，将本地网络扩展到 Microsoft Azure 云。 如果配置了 ExpressRoute，则它与 Site Recovery 的集成如下所示：

  • 在 Azure 区域之间进行复制期间：Azure 虚拟机灾难恢复的复制流量仅存在于 Azure 中，无需 ExpressRoute 或不使用 ExpressRoute 进行复制。 但是，如果从本地站点连接到主要 Azure 站点中的 Azure 虚拟机，则在为这些 Azure 虚拟机设置灾难恢复时，需要注意许多问题。
  • Azure 区域之间的故障转移：在服务发生中断时，可将 Azure 虚拟机从主要 Azure 区域故障转移到次要 Azure 区域。 在故障转移到次要区域后，要使用 ExpressRoute 访问次要区域中的 Azure 虚拟机，需执行多个步骤。

开始之前

在开始之前，请确保了解以下概念：

一般建议

为采取最佳做法，并确保有效的灾难恢复恢复时间目标 (RTO)，建议在设置 Site Recovery 以与 ExpressRoute 集成时执行以下操作：

  • 在故障转移到次要区域前预配网络组件：
    • 为 Azure 虚拟机启用复制时，Site Recovery 可以使用源网络设置自动部署网络资源。 例如，目标 Azure 区域中的网络、子网和网关。
    • Site Recovery 无法自动设置网络资源，如 VNet 网关。
    • 建议在故障转移前预配这些额外的网络资源。 此部署会导致较短的停机时间，如果在部署规划期间未考虑此停机时间，则它可能会影响整体恢复时间。
  • 定期进行灾难恢复演练：
    • 演练如何在不丢失数据或不停机的情况下验证复制策略，并且不影响生产环境。 它有助于避免可能对 RTO 产生负面影响的最新配置问题。
    • 为演练运行测试故障转移时，建议使用单独的 Azure 虚拟机网络，而不是复制期间设置的默认网络。
  • 如果具有单一 ExpressRoute 线路，请使用不同的 IP 地址空间。
    • 建议为目标虚拟网络使用不同的 IP 地址空间。 这可避免在区域中断期间建立连接时出现的问题。
    • 如果无法使用单独的地址空间，请确保在具有不同 IP 地址的独立测试网络上运行灾难恢复演练测试故障转移。 无法将具有重叠 IP 地址空间的两个 VNet 连接到同一 ExpressRoute 线路。

使用 ExpressRoute 时复制 Azure 虚拟机

如果要在主站点中为 Azure 虚拟机设置复制，并且要通过 ExpressRoute 从本地站点连接到这些虚拟机，则需要执行以下操作：

  1. 为每个 Azure 虚拟机启用复制。
  2. （可选）让 Site Recovery 设置网络：
    • 配置和启用复制时，Site Recovery 会在目标 Azure 区域中设置网络、子网和网关子网，以匹配源区域中的网络、子网和网关子网。 此外，Site Recovery 还会在源虚拟网络和目标虚拟网络之间进行映射。
    • 如果不希望 Site Recovery 自动执行此操作，请在启用复制前创建目标端网络资源。
  3. 创建其他网络元素：
    • Site Recovery 不会在次要区域中创建路由表、VNet 网关、VNet 网关连接、VNet 对等互连或其他网络资源和连接。
    • 在从主要区域运行故障转移之前，需要在次要区域中创建这些额外的网络元素。
    • 可以使用恢复计划和自动化脚本来设置和连接这些网络资源。
  4. 如果为控制网络流量而部署了网络虚拟设备 (NVA)：
    • Azure 虚拟机复制的默认系统路由为 0.0.0.0/0。
    • 通常，NVA 部署还会定义默认路由 (0.0.0.0/0)，用于强制出站 Internet 流量流经 NVA。 如果找不到其他特定路由配置，则将使用默认路由。
    • 在这种情况下，如果所有复制流量都通过 NVA，则 NVA 可能会过载。
    • 使用默认路由将所有 Azure 虚拟机流量路由到本地部署时，也存在这种限制。
    • 在本方案中，建议在虚拟网络中为 Microsoft.Storage 服务创建网络服务终结点，以便复制流量不会离开 Azure 边界。

复制示例

在典型的企业部署中，工作负载分布在多个 Azure VNet 中，并有一个管理 Internet 和本地连接的中心。 此设置通常使用带有 ExpressRoute 的中心辐射型拓扑。

故障转移之前使用 ExpressRoute 建立本地到 Azure 的连接

  • 区域。 应用部署在“Azure 东亚”区域。
  • 分支 VNet。 应用部署在两个分支 vNet 中：
    • 源 vNet1：10.1.0.0/24。
    • 源 vNet2：10.2.0.0/24。
    • 每个分支虚拟网络都连接到“中心 vNet” 。
  • 中心 vNet。 中心 vNet“源中心 vNet”：10.10.10.0/24 。
    • 此中心 vNet 充当网关守卫。
    • 跨子网的所有通信都通过此中心进行。
      • 中心 vNet 子网。 中心 vNet 具有两个子网：
      • NVA 子网：10.10.10.0/25。 此子网包含 NVA (10.10.10.10)。
      • 网关子网：10.10.10.128/25。 此子网包含连接到 ExpressRoute 连接的 ExpressRoute 网关，该连接通过专用对等互连路由域路由到本地站点。
  • 本地数据中心通过香港特别行政区的合作伙伴边缘建立了 ExpressRoute 线路连接。
  • 所有路由都通过 Azure 路由表 (UDR) 进行控制。
  • vNet 之间或流向本地数据中心的所有出站流量都经过 NVA 路由。

中心和分支对等互连设置

分支到中心

方向 设置 State
分支到中心 允许虚拟网络地址 已启用
分支到中心 允许转发流量 已启用
分支到中心 允许网关传输 已禁用
分支到中心 使用删除网关 已启用

分支到中心对等互连配置

中心到分支

方向 设置 State
中心到分支 允许虚拟网络地址 已启用
中心到分支 允许转发流量 已启用
中心到分支 允许网关传输 已启用
中心到分支 使用删除网关 已禁用

中心到分支对等互连配置

示例步骤

在本示例中，当在源网络中为 Azure 虚拟机启用复制时，将发生以下情况：

  1. 为虚拟机启用复制。
  2. Site Recovery 将在目标区域中创建副本 vNet、子网和网关子网。
  3. Site Recovery 将在源网络和它创建的副本目标网络之间创建映射。
  4. 手动创建虚拟网络网关、虚拟网络网关连接、虚拟网络对等互连，或者其他任何网络资源或连接。

使用 ExpressRoute 时故障转移 Azure 虚拟机

在使用 Site Recovery 将 Azure 虚拟机故障转移到目标 Azure 区域后，可以使用 ExpressRoute 专用对等互连对其进行访问。

  • 需要使用新连接将 ExpressRoute 连接到目标 vNet。 现有的 ExpressRoute 连接不会自动传输。
  • 将 ExpressRoute 连接设置为目标 vNet 的方式取决于 ExpressRoute 拓扑。

使用两条线路进行访问

具有两个对等互连位置的两条线路

此配置有助于保护 ExpressRoute 线路免遭区域性灾难。 如果主要对等互连位置发生故障，可以从其他位置继续连接。

  • 连接到生产环境的线路通常为主要线路。 次要线路的带宽通常较低，如果发生灾难，可以增加此带宽。
  • 故障转移后，可以建立从次要 ExpressRoute 线路到目标 vNet 的连接。 或者，可以在发生灾难时设置并准备好连接，以减少总体恢复时间。
  • 在同时连接到主要和目标 vNet 时，请确保本地路由仅在故障转移后才使用次要线路和连接。
  • 故障转移后，源和目标 vNet 可以接收新的 IP 地址，或保留相同的 IP 地址。 在这两种情况下，都可在故障转移之前建立次要连接。

具有单个对等互连位置的两条线路

此配置有助于防止主要 ExpressRoute 线路出现故障，但如果单个 ExpressRoute 对等互连位置发生故障，则会影响两条线路。

  • 可以从本地数据中心同时使用主要线路连接到源 vNEt 和使用次要线路连接到目标 vNet。
  • 在同时连接到主要和目标 vNet 时，请确保本地路由仅在故障转移后才使用次要线路和连接。
  • 如果在同一对等互连位置创建了线路，则无法将这两条线路连接到同一 vNet。

使用单条线路进行访问

在此配置中，只有一条 Expressroute 线路。 虽然在某条线路出现故障的情况下，线路具有冗余连接，但如果对等互连区域发生故障，则单条路由线路将无法提供恢复能力。 请注意：

  • 如果目标 Azure 区域与源不在同一位置，并且使用的是单条 ExpressRoute 线路，则需要启用 ExpressRoute 高级版。 请了解 ExpressRoute 位置和 ExpressRoute 定价。
  • 如果在目标区域上使用了相同的 IP 地址空间，则无法将源和目标 vNet 同时连接到线路。 在本方案中：
    • 断开源侧连接，然后建立目标侧连接。 可在 Site Recovery 恢复计划中编写此连接变更的脚本。 请注意：
      • 在发生区域故障时，如果主要区域不可访问，则断开连接操作可能失败。 这可能会影响到目标区域的连接创建。
      • 如果在目标区域中创建了连接，并且主要区域稍后已恢复，在同时连接尝试连接到同一地址空间的情况下，可能会出现丢包的情况。
      • 若要防止发生此情况，请立即终止主要连接。
      • 在虚拟机故障回复到主要区域后，可以在断开次要连接后再次建立主要连接。
  • 如果在目标 vNet 上使用不同的地址空间，则可以从同一 ExpressRoute 线路同时连接到源和目标 vNet。

故障转移示例

在本示例中，我们使用以下拓扑：

  • 两个不同对等互连位置中的两条不同 ExpressRoute 线路。
  • 故障转移后保留 Azure 虚拟机的专用 IP 地址。
  • 目标恢复区域是“Azure 东南亚”。
  • ExpressRoute 次要线路连接是通过新加坡的合作伙伴边缘建立的。

有关在故障转移后使用具有相同 IP 地址的单条 ExpressRoute 线路的简单拓扑，请查看本文。

示例步骤

若要在本示例中自动执行恢复，需要执行以下操作：

  1. 按照设置复制的步骤执行操作。

  2. 故障转移 Azure 虚拟机，在故障转移期间或之后执行这些额外步骤。

    a. 在目标区域中心 VNet 内创建 Azure ExpressRoute 网关。 这需要将目标中心 vNet 连接到 ExpressRoute 线路。

    b. 创建从目标中心 vNet 到目标 ExpressRoute 线路的连接。

    c. 在目标区域的中心与分支虚拟网络之间设置 VNet 对等互连。 目标区域中的对等互连属性与源区域中的属性相同。

    d. 在中心 VNet 和两个分支 VNet 中设置 UDR。

    • 使用相同的 IP 地址时，目标端 UDR 的属性与源端中的属性相同。
    • 使用不同的目标 IP 地址时，应相应地修改 UDR。

可在恢复计划中编写上述步骤的脚本。 根据应用程序连接和恢复时间要求，也可以在开始故障转移之前完成上述步骤。

灾难恢复后

恢复虚拟机并完成连接后，恢复环境如下。

故障转移之后使用 ExpressRoute 建立本地到 Azure 的连接

后续步骤

详细了解如何使用恢复计划自动执行应用故障转移。