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云平台运维工具 ——Azure 原生工具

news 2025/8/9 6:24:33

一、简介

Azure 作为微软推出的云服务平台，拥有一套功能强大的原生运维工具体系。这些工具与 Azure 的各项服务深度融合，能够满足用户在资源部署、监控告警、权限管理、自动化运维等全流程的需求。无论是小型应用开发还是大型企业级架构搭建，Azure 原生工具都能提供高效、稳定的运维支持。

Azure 原生工具生态的核心组件包括：

Azure CLI：命令行工具，用于通过命令行操作 Azure 资源

Azure Resource Manager (ARM) 模板：基础设施即代码模板，实现资源的自动化部署

Azure Monitor：全方位监控 Azure 资源和应用的服务

Azure Automation：自动化执行运维任务的服务

Azure Active Directory (AAD)：身份与访问管理服务

图解 1：Azure 原生工具生态架构

二、Azure CLI 安装与配置

2.1 安装 Azure CLI

Azure CLI 支持 Windows、macOS 和 Linux 等操作系统，以下是各系统的安装方法：

2.1.1 Linux 系统安装

# Ubuntu/Debian
curl -sL https://aka.ms/InstallAzureCLIDeb | sudo bash# CentOS/RHEL
sudo rpm --import https://packages.microsoft.com/keys/microsoft.asc
sudo sh -c 'echo -e "[azure-cli]\nname=Azure CLI\nbaseurl=https://packages.microsoft.com/yumrepos/azure-cli\nenabled=1\ngpgcheck=1\ngpgkey=https://packages.microsoft.com/keys/microsoft.asc" > /etc/yum.repos.d/azure-cli.repo'
sudo yum install azure-cli

2.1.2 Windows 系统安装

访问Azure CLI 官方下载页下载安装程序
运行安装程序，按照向导完成安装
打开命令提示符或 PowerShell，执行az --version验证安装

2.1.3 macOS 系统安装

# 使用Homebrew安装
brew update && brew install azure-cli

2.2 配置 Azure CLI

安装完成后，需要登录 Azure 账户才能操作资源：

# 登录Azure
az login# 若有多个订阅，设置默认订阅
az account set --subscription <subscription-id># 查看当前配置
az account show

登录成功后，会显示当前登录的账户信息和订阅信息。Azure CLI 会保存登录状态，除非手动注销，否则无需重复登录。

图解 2：Azure CLI 配置流程

三、核心工具使用详解

3.1 Azure Resource Manager (ARM) 模板

ARM 模板是一种声明式的 JSON 文件，用于定义 Azure 资源的配置。通过 ARM 模板，可以实现资源的自动化部署、更新和删除，确保环境的一致性和可重复性。

3.1.1 基本概念

模板（Template）：JSON 格式的文件，定义资源的配置信息

资源组（Resource Group）：资源的逻辑容器，ARM 模板部署的目标

参数（Parameters）：模板中可自定义的输入值，增加模板灵活性

变量（Variables）：模板中可重用的值，简化模板编写

3.1.2 模板结构

一个完整的 ARM 模板包含以下主要部分：

{"$schema": "https://schema.management.azure.com/schemas/2019-04-01/deploymentTemplate.json#","contentVersion": "1.0.0.0","parameters": {"vmName": {"type": "string","defaultValue": "myVM","metadata": {"description": "Name of the virtual machine"}},"adminUsername": {"type": "string","metadata": {"description": "Admin username for the VM"}},"adminPassword": {"type": "securestring","metadata": {"description": "Admin password for the VM"}}},"variables": {"vmSize": "Standard_B1s","imagePublisher": "Canonical","imageOffer": "UbuntuServer","imageSku": "18.04-LTS"},"resources": [{"type": "Microsoft.Compute/virtualMachines","apiVersion": "2021-07-01","name": "[parameters('vmName')]","location": "[resourceGroup().location]","properties": {"hardwareProfile": {"vmSize": "[variables('vmSize')]"},"osProfile": {"computerName": "[parameters('vmName')]","adminUsername": "[parameters('adminUsername')]","adminPassword": "[parameters('adminPassword')]"},"storageProfile": {"imageReference": {"publisher": "[variables('imagePublisher')]","offer": "[variables('imageOffer')]","sku": "[variables('imageSku')]","version": "latest"},"osDisk": {"name": "[concat(parameters('vmName'), '_OSDisk')]","caching": "ReadWrite","createOption": "FromImage"}}}}],"outputs": {"vmId": {"type": "string","value": "[resourceId('Microsoft.Compute/virtualMachines', parameters('vmName'))]"}}
}

3.1.3 常用命令

# 创建资源组
az group create --name myResourceGroup --location eastus# 部署ARM模板
az deployment group create \--resource-group myResourceGroup \--template-file template.json \--parameters adminUsername=azureuser adminPassword=MySecurePassword123!# 查看部署状态
az deployment group show --resource-group myResourceGroup --name templateDeployment# 删除资源组（包含所有资源）
az group delete --name myResourceGroup --yes

图解 3：ARM 模板工作流程

3.2 Azure Monitor

Azure Monitor 用于收集、分析和处理 Azure 资源以及应用程序的监控数据，帮助用户了解资源性能、诊断问题并主动响应各种情况。

3.2.1 核心功能

指标（Metrics）：数值型数据，反映资源在特定时间的状态，如 CPU 使用率、磁盘吞吐量等

日志（Logs）：结构化或非结构化数据，记录资源的详细操作和事件，如应用程序日志、安全日志等

告警（Alerts）：基于指标或日志设置阈值，当满足条件时触发通知或自动操作

3.2.2 常用命令

# 查看虚拟机的CPU使用率指标
az monitor metrics list \--resource /subscriptions/<subscription-id>/resourceGroups/myResourceGroup/providers/Microsoft.Compute/virtualMachines/myVM \--metric "Percentage CPU" \--time-grain PT1M \--start-time $(date -u +"%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ" -d "1 hour ago") \--end-time $(date -u +"%Y-%m-%dT%H:%M:%SZ")# 创建CPU使用率告警
az monitor metrics alert create \--name highCPUAlert \--resource-group myResourceGroup \--scopes /subscriptions/<subscription-id>/resourceGroups/myResourceGroup/providers/Microsoft.Compute/virtualMachines/myVM \--condition "avg Percentage CPU > 80 for 5m" \--description "Alert when VM CPU exceeds 80%" \--severity 3 \--action-groups <action-group-id># 查看告警规则
az monitor metrics alert show --name highCPUAlert --resource-group myResourceGroup

3.2.3 日志查询

# 查看资源日志
az monitor log-analytics query \--workspace <workspace-id> \--analytics-query "AzureActivity | where OperationNameValue contains 'Microsoft.Compute/virtualMachines/start/action' | take 10" \--timespan PT1H

图解 4：Azure Monitor 工作流程

3.3 Azure Automation

Azure Automation 提供了一个自动化和配置管理平台，通过 Runbook 实现运维任务的自动化，支持 PowerShell、Python 等脚本语言，可用于部署、配置和管理 Azure 资源。

3.3.1 核心功能

Runbook：自动化任务的脚本，支持 PowerShell、Python、图形化等类型

Hybrid Runbook Worker：在本地或其他云环境中运行 Runbook，实现混合云自动化

变量和凭证：安全存储自动化过程中需要的变量和凭证信息

调度器：按计划自动执行 Runbook

3.3.2 常用命令

# 创建自动化账户
az automation account create \--name myAutomationAccount \--resource-group myResourceGroup \--location eastus# 导入PowerShell Runbook
az automation runbook create \--name StopVMs \--type PowerShell \--resource-group myResourceGroup \--automation-account-name myAutomationAccount \--description "Stop VMs at night"# 发布Runbook
az automation runbook publish \--name StopVMs \--resource-group myResourceGroup \--automation-account-name myAutomationAccount# 执行Runbook
az automation runbook start \--name StopVMs \--resource-group myResourceGroup \--automation-account-name myAutomationAccount \--parameters "ResourceGroupName=myResourceGroup"

3.4 Azure Active Directory (AAD)

Azure Active Directory (AAD) 是微软提供的云身份和访问管理服务，用于管理用户、组、应用程序的身份验证和授权，确保对 Azure 资源和服务的安全访问。

3.4.1 核心概念

用户（User）：代表个人或服务的身份，可用于登录和访问资源

组（Group）：用户的集合，便于批量分配权限

应用程序（Application）：需要访问 Azure 资源的应用，通过 AAD 进行身份验证

角色（Role）：定义了一组权限，可分配给用户、组或应用程序

3.4.2 常用命令

# 创建AAD用户
az ad user create \--display-name "John Doe" \--password-profile password=MySecurePassword123! forceChangePasswordNextLogin=false \--user-principal-name john.doe@contoso.com \--mail-nickname johndoe# 创建安全组
az ad group create \--display-name "VM Administrators" \--mail-nickname vmadmin# 将用户添加到组
az ad group member add \--group "VM Administrators" \--member-id <user-id># 为资源组分配角色给用户
az role assignment create \--assignee <user-id> \--role "Virtual Machine Contributor" \--resource-group myResourceGroup

图解 5：AAD 权限模型

四、实际应用案例

4.1 自动化部署 Web 应用架构

使用 Azure 原生工具部署包含虚拟机、SQL 数据库和存储账户的 Web 应用架构：

1. 创建 ARM 模板（webapp-template.json）：定义虚拟网络、虚拟机、SQL 数据库、存储账户等资源

2. 部署模板：

az group create --name webapp-rg --location eastusaz deployment group create \--resource-group webapp-rg \--template-file webapp-template.json \--parameters adminUsername=azureuser adminPassword=MySecurePassword123! sqlAdminPassword=SqlSecurePassword123!

3. 配置 Azure Monitor 告警：

# 为Web服务器配置CPU和内存告警
az monitor metrics alert create \--name WebServerHighCPU \--resource-group webapp-rg \--scopes $(az vm show --name web-server --resource-group webapp-rg --query id --output tsv) \--condition "avg Percentage CPU > 80 for 5m" \--severity 3 \--action-groups $(az monitor action-group show --name webapp-ag --resource-group webapp-rg --query id --output tsv)

4. 创建自动化 Runbook 部署应用代码：

# 创建PowerShell Runbook部署应用
az automation runbook create \--name DeployWebApp \--type PowerShell \--resource-group webapp-rg \--automation-account-name webapp-automation \--content "$(cat deploy-webapp.ps1)"# 发布并执行Runbook
az automation runbook publish --name DeployWebApp --resource-group webapp-rg --automation-account-name webapp-automationaz automation runbook start \--name DeployWebApp \--resource-group webapp-rg \--automation-account-name webapp-automation \--parameters "VMName=web-server ResourceGroupName=webapp-rg"

图解 6：Web 应用部署架构

4.2 自动化备份虚拟机

使用 Azure Automation 和 Azure Backup 创建虚拟机自动备份计划：

1. 创建备份策略：

az backup policy create \--name DailyBackupPolicy \--resource-group backup-rg \--vault-name myBackupVault \--backup-time 02:00 \--backup-frequency Daily \--retention-daily 7

2. 注册虚拟机到备份服务：

az backup protect enable-for-vm \--vm $(az vm show --name myVM --resource-group myResourceGroup --query id --output tsv) \--policy-name DailyBackupPolicy \--resource-group backup-rg \--vault-name myBackupVault

3. 创建自动化 Runbook 监控备份状态：

# 备份状态监控Runbook内容（CheckBackupStatus.ps1）
$connection = Get-AutomationConnection -Name AzureRunAsConnection
Connect-AzAccount -ServicePrincipal -Tenant $connection.TenantID -ApplicationId $connection.ApplicationID -CertificateThumbprint $connection.CertificateThumbprint$vault = Get-AzRecoveryServicesVault -Name "myBackupVault"
Set-AzRecoveryServicesVaultContext -Vault $vault$backupItems = Get-AzRecoveryServicesBackupItem -WorkloadType AzureVM
foreach ($item in $backupItems) {$lastBackup = Get-AzRecoveryServicesBackupJob -Item $item -JobType Backup | Sort-Object -Property StartTime -Descending | Select-Object -First 1if ($lastBackup.Status -ne "Completed" -and $lastBackup.StartTime -lt (Get-Date).AddDays(-1)) {Write-Error "Backup for VM $($item.Name) failed or not completed in the last 24 hours."# 发送告警通知$actionGroup = Get-AzActionGroup -Name "backup-alerts" -ResourceGroupName "backup-rg"Send-AzAlertNotification -ActionGroup $actionGroup -Subject "VM Backup Failure" -Message "Backup for VM $($item.Name) failed."}
}

4. 导入并调度 Runbook：

# 导入Runbook
az automation runbook create \--name CheckBackupStatus \--type PowerShell \--resource-group backup-rg \--automation-account-name backup-automation \--content "$(cat CheckBackupStatus.ps1)"# 发布Runbook
az automation runbook publish \--name CheckBackupStatus \--resource-group backup-rg \--automation-account-name backup-automation# 创建每日检查调度
az automation schedule create \--name DailyBackupCheck \--resource-group backup-rg \--automation-account-name backup-automation \--start-time "2023-10-01T03:00:00+00:00" \--frequency Daily \--interval 1# 关联Runbook和调度
az automation runbook associate-schedule \--name CheckBackupStatus \--resource-group backup-rg \--automation-account-name backup-automation \--schedule-name DailyBackupCheck

图解 7：虚拟机自动备份与监控流程

五、常见问题与解决方法

5.1 ARM 模板部署失败

问题现象：执行az deployment group create后，部署状态为Failed，资源未按预期创建。

排查方法：

# 查看部署操作详情
az deployment group operation list \--resource-group myResourceGroup \--name templateDeployment \--output table

常见原因及解决：

- 资源名称冲突：Azure 资源名称通常需要全局唯一（如存储账户），更换名称或删除重名资源。

- 配额不足：当前订阅在目标区域的资源配额已用尽，可申请提高配额或选择其他区域。

- 依赖资源缺失：模板中引用的资源（如虚拟网络、子网）不存在，需先创建依赖资源。

5.2 Azure Monitor 告警不触发

问题现象：资源指标已超过阈值，但告警未触发通知。

排查方法：

# 检查告警历史
az monitor metrics alert show-history \--name highCPUAlert \--resource-group myResourceGroup

常见原因及解决：

- 指标聚合方式错误：如使用max而非avg导致阈值判断不准确，调整告警条件的聚合方式。

- 时间粒度不匹配：告警周期（如 5 分钟）小于指标采集粒度，确保时间设置协调。

- 操作组配置错误：通知渠道（如邮件、短信）未正确配置，检查操作组的接收者设置。

5.3 Azure Automation Runbook 执行失败

问题现象：Runbook 执行后状态为Failed，未完成预期操作。

排查方法：

# 查看Runbook执行日志
az automation job show \--resource-group myResourceGroup \--automation-account-name myAutomationAccount \--job-id <job-id> \--query "logs"

常见原因及解决：

- 权限不足：Run As 账户缺少操作资源的权限，为其分配适当的角色（如Contributor）。

- 模块版本问题：Runbook 依赖的 Azure 模块版本过旧，更新模块至最新版本：

az automation module update \--name Az.Compute \--resource-group myResourceGroup \--automation-account-name myAutomationAccount

- 参数错误：传入 Runbook 的参数格式或值不正确，验证参数是否符合预期。

六、最佳实践

6.1 资源组织与命名规范

按环境和功能划分资源组，如prod-web-rg、dev-db-rg，便于集中管理。

采用统一的资源命名格式：[资源类型]-[环境]-[区域]-[序号]，例如：

- 虚拟机：vm-prod-eastus-01

- 存储账户：stprodwestus02（存储账户名称需小写且无特殊字符）

为所有资源添加标签（如Environment=Production、Owner=dev-team@contoso.com），支持成本分析和资源筛选：

# 创建资源时添加标签
az vm create \--name vm-prod-eastus-01 \--resource-group prod-web-rg \--tags Environment=Production Owner=dev-team@contoso.com \--image UbuntuLTS \--admin-username azureuser \--admin-password MySecurePassword123!

6.2 安全与权限管理

遵循最小权限原则：为用户和服务主体仅分配必要的权限，避免使用Owner角色。

启用多因素认证（MFA）：为所有 AAD 用户强制开启 MFA，增强账户安全性。

使用服务主体而非个人账户执行自动化任务：

# 创建服务主体
az ad sp create-for-rbac --name "automation-sp" --role "Contributor" --scopes /subscriptions/<subscription-id>

定期轮换凭证：包括服务主体密钥、存储账户密钥等，避免长期使用固定凭证。

6.3 自动化与监控策略

优先使用 ARM 模板或 Bicep（ARM 的改进版）定义基础设施，实现 "基础设施即代码"。

对关键业务资源配置全面监控：

- 基础监控：CPU、内存、磁盘 I/O、网络流量。

- 应用监控：响应时间、错误率、依赖服务健康状态。

实现自动化运维闭环：

- 自动部署：通过 ARM 模板 + DevOps 管道实现环境一致性部署。

- 自动修复：如使用 Azure Automation 重启无响应的服务、替换不健康的 VM。

- 自动扩缩容：根据负载自动调整 VM 规模集或 App Service 实例数量。

6.4 成本优化

利用 Azure Cost Management 分析成本趋势，识别闲置资源：

# 查看资源组成本
az costmanagement query \--type Usage \--scope /subscriptions/<subscription-id>/resourceGroups/myResourceGroup \--timeframe MonthToDate \--dataset "{'granularity':'Daily','aggregation':{'totalCost':{'name':'PreTaxCost','function':'Sum'}}}"