小朱® 的技術隨手寫

虛擬機器擴展集 (Virtual Machine Scale Set) 是 Azure 轉進資源管理觀點之後的代表作之一，以往要佈建大量虛擬機器，只能使用 PowerShell 跑迴圈，或是用 REST API 寫程式呼叫的作法來處理，一台虛擬機器可能要花上 10-20 分鐘建置，若是要建個 100 台，那最少也要 1000 分鐘，等於要花上 41 個小時都不停，才能完成佈建，時間成本實在太高，VMSS 正式將這個問題解決了，它可以利用平行佈建的方式，一次快速佈建很多虛擬機器，經過我的實測，以 PowerShell 指令方式佈建 10 台 VM，要花上 1 個多小時，而使用 VMSS，只要約 20 分鐘。

VMSS 是以 ARM (Azure Resource Management) 範本為基礎的技術，早期它還在 Preview 的時候，看到的教學幾乎都是編輯範本，即使到現在，微軟官方還是建議以範本方式處理，但是 ARM 範本的 JSON 結構複雜 (不是因為 JSON 本身，而是資源類型太多了，還有相依性之類的要管理)，微軟雖然也釋出了像 Azure Resource Explorer、Visual Studio 的 Azure Resource Template、在入口網站直接能看到資源轉成的 Resource Template 等工具，但是仍然無法降低它的門檻。所幸微軟還是有提供 REST API 以及指令如 Azure PowerShell 和 Azure CLI 等佈建 VMSS 的作法。VMSS 是一個能快速佈建多虛擬機器的環境，因此它會有一些需求，像是它要求要有一個虛擬網路與子網路 (用來部署虛擬機器)；一個負載平衡器以及一個對外的公用 IP 等，有了這些才能開始佈建 VMSS。

首先，請先用 PowerShell 登入 Azure，指令為 Login-AzureRmAccount，若你的 Azure 帳戶有使用多個訂閱，而且登入的預設訂閱不是你要用的，請再使用 Select-AzureRmSubscription 切換到你想使用的訂閱，接著，請按下列步驟進行。

1. 建立一個資源群組，這個資源群組會在後面經常使用到。

$groupName = "vmssgroup"
$location = "eastasia"

$group = New-AzureRmResourceGroup -Name $groupName -Location $location -Force

2. 建立虛擬網路，本文使用的位址空間是 10.0.0.0/8，子網路的位址空間則是 10.1.0.0/16，可容納超過 1000 台虛擬機器。

$subnetName = 'vmsubnet'
$subnet = New-AzureRmVirtualNetworkSubnetConfig -Name $subnetName -AddressPrefix "10.1.0.0/16"

$vnetName = 'vmssnetwork'
$vnet = New-AzureRmVirtualNetwork -Name $vnetName -ResourceGroupName $groupName -Location $location -AddressPrefix "10.0.0.0/8" -Subnet $subnet
$vnet = Get-AzureRmVirtualNetwork -Name $vnetName -ResourceGroupName $groupName

$subnetId = $vnet.Subnets[0].Id

3. 建立一個公用 IP 位址，它會用在待會建立的負載平衡器的對外介面上，且若沒有這個 IP，除非使用 VPN 連到虛擬網路，否則無法由外界存取。

$publicIp = New-AzureRmPublicIpAddress -Name "vmssnetpip" -ResourceGroupName $groupName -Location $location -AllocationMethod Dynamic -DomainNameLabel "testingvm"
$publicIp = Get-AzureRmPublicIpAddress -Name "vmssnetpip" -ResourceGroupName $groupName

4. 建立負載平衡器，負載平衡器需要的設定比較多，包括對公用網路的組態 (Front-end IP Configuration)、對私人網路的位址池 (Backend Address Pool)、輸入 NAT 池 (Inbound NAT Pool)。

公用網路的組態，要將剛才建的公用 IP 設定繫結起來，而私人網路的位址池，只要給它個名稱就好，後面會有子網路的關聯。

$frontAddressConfig = New-AzureRmLoadBalancerFrontendIpConfig -Name "vmsslb-frontpool" -PublicIpAddress $publicIp
$backAddressPool = New-AzureRmLoadBalancerBackendAddressPoolConfig -Name "vmsslb-backpool"

接著是輸入 NAT 池，可在這裡定義公用網路與私人網路的埠對應。在這裡我定義 3000-3999，共 1000 個埠，對應到內網的 Port 3389，也就是允許外面使用 RDP 協定連到 VMSS 內的 VM。

$inboundNatPool = New-AzureRmLoadBalancerInboundNatPoolConfig -Name "vmsslb-inboundnatpool" -FrontendIpConfigurationId $frontAddressConfig.Id -FrontendPortRangeStart 3000 -FrontendPortRangeEnd 3999 -Protocol Tcp -BackendPort 3389

接下來，就可以建立負載平衡器了。

$lb = New-AzureRmLoadBalancer -Name "vmsslb" -ResourceGroupName $groupName -Location $location -FrontendIpConfiguration $frontAddressConfig -BackendAddressPool $backAddressPool -InboundNatPool $inboundNatPool
$lb = Get-AzureRmLoadBalancer -Name "vmsslb" -ResourceGroupName $groupName

5. 設定 VMSS 虛擬機的網路位址來源組態，VMSS 會依照虛擬機器的順序配給 IP，以及前面定義的公用網路埠號。

$vmssIpConfig = New-AzureRmVmssIpConfig -Name "nic" -LoadBalancerInboundNatPoolsId $lb.InboundNatPools[0].Id -LoadBalancerBackendAddressPoolsId $lb.BackendAddressPools[0].Id -SubnetId $subnetId

6. 建立 VMSS 的組態，決定 VMSS 要部署在哪個位置 (資料中心)、內含的 VM 數量 (在本例是 10 台)、VM 等級 (在本例為 D1 v2) 以及更新原則。

$vmcount = 10
$vmssConfig = New-AzureRmVmssConfig -Location $location -SkuCapacity $vmcount -SkuName "Standard_D1_v2" -UpgradePolicyMode Automatic

7. 設定 VMSS 的網路介面組態，來源由前面設定的 VMSS 網路位址來源 IP 組態供應，這個設定會在每台 VM 上建立網路介面卡 (NIC)。

Add-AzureRmVmssNetworkInterfaceConfiguration -VirtualMachineScaleSet $vmssConfig -Name $subnetName -Primary $true -IpConfiguration $vmssIpConfig

8. 設定 VMSS 虛擬機器的作業系統基本設定，包含電腦名稱的前綴字、登入 VM 的帳戶名稱與密碼，帳戶名稱與密碼必須符合 Azure 的規範。

Set-AzureRmVmssOsProfile -VirtualMachineScaleSet $vmssConfig -ComputerNamePrefix "demovm" -AdminUsername "demouser" -AdminPassword "PaSS#W0Rd"

9. 設定 VMSS 的儲存設定，這個設定會指定映像的來源，以及每台 VM 的 OS Disk 的存放位置，目前 VMSS 要求映像來源和 OS Disk 的存放位置必須在同一個儲存帳戶內。

本文使用的是自訂的作業系統映像檔，因此要設定-Image 參數，指定作業系統映像檔的位置。

Set-AzureRmVmssStorageProfile -VirtualMachineScaleSet $vmssConfig -Image "https://myimagevhds.blob.core.windows.net/vhds/customosimage.vhd" -OsDiskCaching ReadWrite -OsDiskCreateOption FromImage -OsDiskOsType Windows -Name "vmssOsDisk" 

若是要使用平台的映像檔，可參考微軟文件。

10. 設定 VMSS 虛擬機器的 VM Extensions，這個也可以不用，本文使用的是 BGInfo。

Add-AzureRmVmssExtension -VirtualMachineScaleSet $vmssConfig -Name "BGInfo" -Publisher "Microsoft.Compute" -Type "BGInfo" -TypeHandlerVersion "2.1"

11. 最後，使用前面的 VMSS 組態佈建 VMSS。

New-AzureRmVmss -Name "vmss" -ResourceGroupName $groupName -VirtualMachineScaleSet $vmssConfig

在佈建的過程中，可以到 Azure Portal 去看，可看到 VMSS 會一次部署指定數量的 VM，而不像以往 PowerShell 那樣一個一個建。

若需要一次停止所有的 VMSS 內的 VM，可使用下列指令。

Stop-AzureRmVmss -VMScaleSetName "vmss" -ResourceGroupName $groupName 

References:

Creating Virtual Machine Scale Sets using PowerShell cmdlets