„Die Cloud“ klingt nach etwas ohne Ort. In Wahrheit läuft jede Azure-Ressource in einem echten Gebäude, mit Strom, Kühlung und Netzwerkkabeln. Wo dieses Gebäude steht und wie Azure Gebäude zusammenfasst, bestimmt, wie schnell Ihre Anwendung antwortet, wo Ihre Daten liegen und was passiert, wenn etwas ausfällt. Diese Lektion erklärt die Bausteine von unten nach oben: vom Rechenzentrum über die Verfügbarkeitszone und die Region bis zum Regionspaar und zu den souveränen Regionen.

Rechenzentren

Ein Azure-Rechenzentrum (englisch: datacenter) ist eine Anlage, in der Server in Racks stehen, mit eigener Stromversorgung, Kühlung und Netzwerktechnik. Das unterscheidet sich im Prinzip nicht von einem Rechenzentrum im eigenen Haus, nur ist es sehr viel größer.

Mit einem einzelnen Rechenzentrum haben Sie als Kunde nichts zu tun. Sie wählen nie „Gebäude 17“. Stattdessen fasst Azure Rechenzentren zu Regionen und Verfügbarkeitszonen zusammen, und diese beiden Begriffe sehen Sie im Portal und in jeder Planung.

Regionen und Geografien

Eine Region besteht laut Microsoft aus einem oder mehreren Rechenzentren, die über ein schnelles, ausfallsicheres Netzwerk mit geringer Verzögerung verbunden sind. Die Rechenzentren einer Region liegen typischerweise in einem großen Ballungsraum. Azure hat nach Angabe von Microsoft über 70 Regionen weltweit.

Mehrere Regionen gehören zu einer Geografie (englisch: geography), zum Beispiel Europa oder die USA. Eine Geografie ist eine feste Grenze für den Verbleib der Daten (Datenresidenz): Wer seine Daten in Europa halten muss, wählt nur Regionen aus der passenden Geografie.

Beim Anlegen einer Ressource wählen Sie meist selbst eine Region. Microsoft nennt drei Dinge, die diese Wahl bestimmen:

  • Latenz: Wählen Sie eine Region nahe bei Ihren Nutzern, damit Antworten schnell ankommen.
  • Verfügbarkeitszonen: Nicht jede Region bietet sie. Wer Ausfallsicherheit braucht, wählt eine Region, die sie unterstützt.
  • Datenresidenz: Die Region muss in der Geografie liegen, die Ihre Organisation verlangt.

Außerdem sind manche Dienste oder Funktionen nur in bestimmten Regionen verfügbar, etwa bestimmte VM-Größen. Einige Dienste sind dagegen global und verlangen keine Region, zum Beispiel Microsoft Entra ID, Azure Traffic Manager und Azure DNS.

Verfügbarkeitszonen

Eine Verfügbarkeitszone (englisch: availability zone) ist eine Gruppe aus einem oder mehreren Rechenzentren innerhalb einer Region, mit unabhängiger Stromversorgung, Kühlung und Netzwerk. Fällt eine Zone aus, etwa durch einen Stromausfall, laufen die anderen weiter. Die Zonen einer Region sind über ein schnelles Netzwerk verbunden. Sie liegen nah genug beieinander für geringe Verzögerung und weit genug auseinander, dass ein Sturm oder ein lokaler Ausfall nicht gleich mehrere trifft.

Zwei Dinge sollten Sie sich merken:

  • Eine Region, die Verfügbarkeitszonen anbietet, hat mindestens drei davon. Nicht alle Regionen bieten sie an.
  • Zonen schützen vor dem Ausfall eines Teils der Region, nicht vor dem Ausfall der ganzen Region.

Wie ein Dienst die Zonen nutzt, unterscheidet sich:

  • Zonale Ressourcen (zonal) legen Sie selbst in eine bestimmte Zone, zum Beispiel eine virtuelle Maschine. Fällt diese Zone aus, kümmern Sie sich selbst um den Wechsel, indem Sie vorher Ressourcen in mehreren Zonen angelegt haben.
  • Zonenredundante Ressourcen (zone-redundant) verteilt oder repliziert der Dienst selbst über mehrere Zonen. Fällt eine Zone aus, übernimmt Microsoft den Wechsel. Beispiele aus Microsofts Schulungsunterlagen sind zonenredundanter Speicher und Azure SQL Database.

Mehr Zonen bedeuten auch mehr Aufwand und können zusätzliche Kosten verursachen, denn Sie betreiben Ressourcen doppelt.

Regionspaare

Microsoft verbindet manche Regionen zu Regionspaaren (region pairs). Die Paare legt Microsoft fest, Sie können sie nicht selbst wählen. Beispiele aus Microsofts Unterlagen: West US und East US, Southeast Asia und East Asia. Ein Paar liegt fast immer in derselben Geografie, damit die Daten in ihrer Rechtsordnung bleiben.

Das bringt drei Vorteile:

  • Bei einem großflächigen Ausfall wird eine Region des Paars zuerst wiederhergestellt.
  • Geplante Updates rollt Azure nacheinander über die beiden Regionen aus, nicht gleichzeitig.
  • Einige Dienste nutzen das Paar für Georeplikation. Georedundanter Speicher kann Daten automatisch in die gepaarte Region kopieren.

Wichtig sind die Grenzen. Microsoft sagt ausdrücklich: Eine Region in einem Paar zu nutzen macht Ihre Ressourcen nicht automatisch ausfallsicher und führt keinen Wechsel von selbst herbei. Notfallpläne bleiben Ihre Aufgabe. Viele neuere Regionen haben gar keinen Partner und setzen stattdessen auf Verfügbarkeitszonen, zum Beispiel Italy North und Poland Central. Und nicht jede Paarung ist symmetrisch: Brazil South ist mit South Central US gepaart, aber nicht umgekehrt.

Souveräne Regionen

Neben den normalen Regionen gibt es souveräne Regionen (sovereign regions). Das sind von der übrigen Azure-Umgebung getrennte Instanzen für besonders strenge Vorgaben. Microsoft nennt zwei Beispiele: Regionen für US-Regierungsbehörden (zum Beispiel US Gov Virginia), betrieben von überprüftem Personal in den USA, und Regionen in China, die Microsoft in Partnerschaft mit 21Vianet anbietet, wobei Microsoft die Rechenzentren nicht selbst betreibt. Souveräne Regionen funktionieren wie andere Regionen, haben aber oft weniger Dienste und Funktionen.

Die Bausteine im Überblick

Baustein Was es ist Wichtig zu wissen
Rechenzentrum Gebäude mit Servern, Strom, Kühlung, Netzwerk Sie wählen kein einzelnes aus
Verfügbarkeitszone unabhängige Gruppe von Rechenzentren in einer Region mindestens drei je Region mit Zonen; schützt nicht vor Regionsausfall
Region ein oder mehrere Rechenzentren in einem Ballungsraum Latenz, Funktionen und Datenresidenz hängen daran
Geografie mehrere Regionen, feste Grenze der Datenresidenz zum Beispiel Europa
Regionspaar zwei von Microsoft verbundene Regionen kein automatischer Schutz, Planung bleibt bei Ihnen
Souveräne Region getrennte Azure-Instanz für besondere Vorgaben oft weniger Dienste

Ein Beispiel

Die ausgedachte Firma „Lindner Schuhe“ betreibt einen Webshop. Die Kundschaft sitzt in Deutschland und Österreich, die Kundendaten sollen in Europa bleiben. Die Firma wählt deshalb eine Region in der Geografie Europa, nahe bei den Kunden, und eine, die Verfügbarkeitszonen anbietet. Die Shop-Datenbank legt sie zonenredundant an. Fällt ein Rechenzentrum aus, läuft der Shop weiter. Für den seltenen Fall, dass die ganze Region ausfällt, plant die Firma zusätzlich eine zweite Region, und zwar ebenfalls in Europa.

Übung 1

Die ausgedachte Hausverwaltung „Krämer & Voss“ stellt drei Anforderungen an ihr Mieterportal:

  1. Die Daten müssen in Europa bleiben.
  2. Der Ausfall eines einzelnen Rechenzentrums darf das Portal nicht lahmlegen.
  3. Auch der Ausfall einer ganzen Region soll nicht das Ende bedeuten.

Ordnen Sie jeder Anforderung einen Baustein aus dieser Lektion zu. Begründen Sie außerdem, warum es nicht reicht, einfach eine Region zu nehmen, die ein Regionspaar hat.

Lösung 1
  1. Datenresidenz: Das ist die Aufgabe der Geografie. Sie wählen eine Region in der Geografie Europa und legen alle Ressourcen dort an.
  2. Ausfall eines Rechenzentrums: Das lösen Verfügbarkeitszonen. Sie wählen eine Region, die Zonen anbietet, und nutzen zonenredundante Dienste oder verteilen zonale Ressourcen selbst über mehrere Zonen.
  3. Ausfall einer ganzen Region: Dagegen helfen Zonen nicht, denn sie liegen innerhalb einer Region. Sie brauchen eine zweite Region, zum Beispiel die gepaarte, wenn der Dienst Georeplikation darüber anbietet.

Zur Begründung: Ein Regionspaar macht nichts von selbst ausfallsicher. Microsoft sagt ausdrücklich, dass das Nutzen eines Paars keinen Wechsel und keine Notfallwiederherstellung automatisch bringt. Die Firma muss also selbst entscheiden, was in die zweite Region kopiert wird, und den Wechsel planen. Außerdem haben manche Regionen keinen Partner. Dort wäre eine zweite Region eine eigene Entscheidung.