אופטימיזציה של הקצאת משאבי מחשוב

הגדרת עומסי העבודה כך שיתבססו על סוג מכונה או אזור אחד עלולה להגביל את היכולת שלכם לגשת למשאבים זמינים בזמן שיאי ביקוש. כדי לייעל את הקצאת המשאבים של מחשוב ולעזור להפעיל את עומסי העבודה בזמן שיאי הביקוש, צריך לתכנן תשתית גמישה של Compute Engine. גמישות בתשתית מאפשרת לציין כמה אזורים, סוגי מכונות או זמני התחלה במקום הגדרה קבועה אחת. ‫Compute Engine בוחר באופן אוטומטי מתוך האפשרויות המועדפות שלכם, ועוזר לכם למקסם את הזמינות של המשאבים, לשפר את היחס בין המחיר לביצועים ולאמץ בבטחה את החומרה העדכנית ביותר.

במאמר הזה מוסבר על הממדים של גמישות התשתית, היתרונות שלה ואיך לבחור את הגישה הנכונה לעומס העבודה שלכם. בנוסף, במאמר מתוארות התכונות הרלוונטיות של Compute Engine, שיקולים לתכנון ושלבים להטמעה. המסמך הזה מיועד למומחי Cloud Architect, למפעילים של תשתיות ולמהנדסי ענן שתפקידם לעצב או לנהל תשתיות מחשוב.

גמישות התשתית

אפשר לתכנן גמישות בתשתית בשלושה מימדים:

  • גמישות במיקום (איפה): אפשר לפרוס מכונות של Compute Engine בכמה אזורים באזור כדי למקסם את הגישה למשאבים הזמינים, או לבחור באופן אוטומטי אזור יחיד עם קיבולת זמינה לעומסי עבודה שרגישים לזמן האחזור.

  • גמישות בסוג המכונה (מה): מציינים רשימה מדורגת של סוגי מכונות תואמים, כדי שעומס העבודה יוכל להשתמש בחלופות כשצריך.

  • גמישות בזמן (מתי): אפשר להוסיף בקשות לתור של משאבים שיש להם ביקוש גבוה, כמו מאיצים, במקום לדרוש הקצאה מיידית לעומסי עבודה שלא צריכים להתחיל מיד.

היתרונות של תשתית גמישה

אימוץ תשתית גמישה של Compute Engine מספק את היתרונות הבאים:

  • מבצע אוטומציה של ניהול הקיבולת במהלך עליות חדות בביקוש. עומסי העבודה שלכם מוצאים משאבים בכמה סוגי מכונות ואזורים ומשתמשים בהם באופן אוטומטי. הגישה הזו עוזרת להבטיח שהבקשות להרחבת הקיבולת יצליחו, גם אם הציוד המועדף שלכם לא זמין באופן זמני.

  • ניהול הקיבולת פשוט יותר. אתם יכולים לצמצם את התקורה התפעולית של חיפוש ידני של חומרה זמינה. ‫Compute Engine מפנה אוטומטית את הבקשות שלכם בהתאם להעדפות הגיבוי שלכם, וכך מצמצם את צווארי הבקבוק התפעוליים.

  • מפחית את הסיכונים שקשורים לקיבולת במהלך המעבר לחומרה העדכנית ביותר. אתם יכולים להגדיר את הפריסות כך שתינתן עדיפות לדורות האחרונים של החומרה, ולשמור על דורות ישנים יותר כגיבוי. ההגדרה הזו מפחיתה את הסיכון בהטמעה של המכונות הכי חדשות והכי מבוקשות, כי אם המכונות הכי חדשות לא זמינות, הפריסה עדיין יכולה לבקש אוטומטית קיבולת למכונות ישנות יותר.

  • אופטימיזציה של העלויות בהתאם לתנועת הבסיס ולתנועת השיא. אפשר לשריין קיבולת רק לתעבורה הידועה שלכם, שהיא תעבורת הבסיס, ולהשתמש בחזרה (fallback) לסוגי מכונות כדי לטפל בעליות בלתי צפויות. הגישה הזו מפחיתה את העלות של קיבולת גיבוי לא פעילה. אתם יכולים גם לשמור על כיסוי הנחות בסדרות מכונות ובאזורים באמצעות הנחות תמורת התחייבות לשימוש (CUD) גמישות על משאבי מחשוב, שמונעות תמחור על פי דרישה כשעומס העבודה עובר בין סדרות מכונות או בין אזורים.

השוואה בין מאפייני הגמישות

אפשר לשלב גמישות במיקום עם גמישות בסוג המכונה או בזמן. עם זאת, אי אפשר להשתמש בגמישות בסוג המכונה ובגמישות בזמן באותו פריסת שירות. צריך לבחור בין אפשרויות של חזרה לשימוש בחומרה או להמתין בתור עד שהמשאבים יהיו זמינים.

כדי לעזור לכם להעריך את האפשרויות האלה, בטבלה הבאה מוצגת השוואה בין האפשרויות השונות של מידת הגמישות. כדי לקבל הנחיות לגבי הגישה המתאימה לתרחיש השימוש הספציפי שלכם, כדאי לעיין במאמר התאמה של עומס העבודה והמלצות.

גמישות במיקום (איפה) גמישות בסוג המכונה (מה) גמישות בזמן (מתי)
איך זה משפר את הזמינות הגישה למשאבים הזמינים בכמה אזורים באותו אזור גיאוגרפי היא מקסימלית. הסיכוי להיתקל בשגיאות של משאבים לא זמינים קטן יותר כי המערכת חוזרת לסוגי מכונות חלופיים ותואמים. מקבל משאבים מבוקשים על ידי הצבת בקשות בתור להמתנה עד שהקיבולת תהיה זמינה.
ציר הזמן של הקצאת הרשאות מיידי מיידי מחכה בתור
שיטת הקצאת ההרשאות השירות מספק מכונות וירטואליות לחישוב על סמך הזמינות באזורים שנבחרו. השירות מספק מופעי מחשוב על סמך הזמינות של סוגי המכונות שנבחרו. השירות מקצה מכונות וירטואליות לחישוב כשהקיבולת המבוקשת זמינה.
תמיכה בסוגי מכונות תומך בסוג מכונה אחד או יותר באזורים שונים. משתמשים בכמה סוגי מכונות. יש תמיכה רק בסוג מכונה אחד.

התאמה של עומס העבודה והמלצות

הגמישות של התשתית תלויה בארכיטקטורה של עומס העבודה ובדרישות הביצועים. כדי לעזור לכם לבחור את הגישה הכי טובה, בטבלה הבאה מפורטים הממדים וההגדרות המומלצים של הגמישות עבור כמה סוגים נפוצים של עומסי עבודה.

סוג עומס העבודה המלצה לגבי גמישות
עיבוד ברצף (batch processing) בלי שמירת מצב, מחשוב עם תפוקה גבוהה (HTC) מנותק

גמישות במיקום ובסוג המכונה: אפשר להשתמש במדיניות גמישות של מופעים עם אחת מהאפשרויות הבאות:

  • קבוצת מופעי מכונה מנוהלים (MIG) אזורית עם צורת חלוקה של ANY
  • יצירת מופע אזורי של מחשוב בכמות גדולה שהוגדר עם מספר מינימלי כדי לאפשר מילוי חלקי ועם צורת חלוקה של ANY

הגישות האלה מאפשרות להרחיב את עומסי העבודה על פני אזורים וסוגי מכונות שונים, כדי למקסם את זמינות המשאבים.
אימון AI/ML, כוונון עדין ומשימות אצווה בקנה מידה גדול גמישות בזמן: שימוש במודלים להקצאת משאבים שמבוססים על Dynamic Workload Scheduler ‏ (DWS). הגישה הזו משפרת את הגישה למשאבים עם ביקוש גבוה, כמו מאיצים, כי הבקשות מוצבות בתור במקום לדרוש הקצאה מיידית על פי דרישה.
מיקרו-שירותים (microservices) וממשקי קצה לאינטרנט גמישות במיקום ובסוג המכונה: אפשר להשתמש בקבוצות אזוריות של מכונות מופעלות (MIG) עם צורת ההפצה של היעד BALANCED ומדיניות גמישות של מופעים. כדי להבטיח שינוי גודל אוטומטי צפוי, בוחרים סוגי מכונות עם מספרים תואמים של vCPU וזיכרון. בנוסף, מפעילים עדכון בתיקון כדי שכל מופע Compute שנוצר מחדש ישתמש בהגדרת הגמישות העדכנית ביותר של המופע.
מסדי נתונים עם זמינות גבוהה

גמישות במיקום ובסוג המכונה: שימוש ב-MIG אזורי עם BALANCED צורת חלוקה של יעד כדי לפזר רפליקות בכמה אזורים לזמינות גבוהה. כדי למנוע שונות בביצועים בין העותקים, בוחרים סוגי מכונות עם פרופילי ביצועים דומים מאוד.
מערכות עם חביון מוגבל גמישות במיקום: שימוש ב-MIG אזורי עם צורת ההפצה ANY_SINGLE_ZONE. הצורה הזו מספקת גמישות במיקום, כי המערכת מחפשת בכל האזורים באזור כדי למצוא קיבולת מספקת, ובו בזמן מוודאת שכל המופעים ממוקמים באותו אזור כדי לשמור על זמן אחזור נמוך.

הגדרות גמישות יכולות להוביל לשינויים בחומרה, שישפיעו על ביצועי האפליקציה. כשמתכננים גמישות, צריך להעריך את האיזון בין מיקסום הזמינות של המשאבים לבין שמירה על ביצועים עקביים. הנחיות מפורטות זמינות בקטע הערכה ואימוץ של תשתית גמישה.

תכונות הגמישות המרכזיות ב-Compute Engine

כדי לבצע אוטומציה של ניהול הקיבולת, אפשר להטמיע גמישות בכמה שכבות של התשתית. ‫Compute Engine מספק תכונות שמאפשרות גמישות במיקום, בסוג המכונה ובזמן. אפשר להגדיר את התכונות האלה בנפרד או לשלב ביניהן בהתאם לדרישות של עומס העבודה.

תכונות של גמישות במיקום

תכונות הגמישות במיקום מגדילות את זמינות המשאבים על ידי חלוקת מכונות וירטואליות של מחשוב בין כמה אזורים באזור. כדי למקסם את היתרון הזה, כדאי לבחור אזורים שבהם סוגי המכונות המועדפים שלכם זמינים בכל האזורים.

אפשר להחיל גמישות במיקום על סוגי הפריסה הבאים:

  • ‫MIGs: קבוצות MIG אזוריות מעריכות את הקיבולת בזמן אמת במהלך יצירת המופעים ותחזוקתם, כדי להקצות מופעי מחשוב במקומות שבהם המשאבים זמינים. אם אין קיבולת בתחום מסוים במהלך תיקון של מופע, קבוצות ה-MIG שמשתמשות בצורות ANY או BALANCED יכולות ליצור מחדש באופן אוטומטי את מופע Compute שנכשל בתחום אחר. כדי לקבל את התוצאות הכי טובות, כדאי להגדיר את צורת ההתפלגות של היעד על סמך היעד של עומס העבודה:

    • ‫ANY: מומלץ לזמינות מקסימלית. השתמשו בצורה הזו כדי למקסם את זמינות המשאבים. הצורה הזו מקצה מכונות וירטואליות לכל אזור שיש בו קיבולת זמינה, ונותנת עדיפות למקומות שמורים שלא נעשה בהם שימוש.

    • ‫BALANCED: מומלץ לזמינות גבוהה. משתמשים בצורה הזו לעומסי עבודה של HA. הוא מפזר את מופעי המחשוב באופן שווה בין התחומים כדי להגן מפני הפסקות חשמל בתחומים, ועדיין נותן עדיפות לתחומים שבהם המשאבים זמינים.

    • ‫ANY_SINGLE_ZONE: מומלץ לזמן אחזור נמוך. משתמשים בצורה הזו כדי להגדיר גבולות קפדניים של זמן האחזור. המערכת מקצה את כל מופעי המחשוב ב-MIG לאזור אחד עם הכי הרבה משאבים זמינים.

    מידע נוסף זמין במאמר מידע על קבוצות אזוריות של מכונות וירטואליות.

  • קבוצות של מופעים לא מנוהלים: הקבוצות האלה לא תומכות באופן מובנה בגמישות במיקום. במקום זאת, אפשר ליצור כמות גדולה של מכונות באמצעות regionInstances.bulkInsert API, שיכול להקצות עד 5,000 מכונות עצמאיות, עם צורת ההפצה של היעד ANY_SINGLE_ZONE. הבקשה הזו יוצרת מכונות וירטואליות באזור אחד, ואפשר להוסיף אותן לקבוצה הלא מנוהלת. שימו לב: במכונות חישוב עצמאיות, מערכת Compute Engine מעריכה את הקיבולת כדי לבחור את האזור רק במהלך בקשת יצירת מכונת החישוב.

    מידע נוסף זמין במאמר קיבוץ של מכונות וירטואליות לא מנוהלות.

  • מופעי מחשוב עצמאיים: משתמשים בבקשה ליצירת מופעים בכמות גדולה באזור (regionInstances.bulkInsert API) עם צורת הפצה של יעד (ANY,‏ BALANCED או ANY_SINGLE_ZONE) ומגדירים ספירה מינימלית. המספר המינימלי מאפשר לבקשה להקצות כמה שיותר מופעי מחשוב, במקום להיכשל לחלוטין אם קיבולת מלאה לא זמינה באופן מיידי. במכונות מחשוב עצמאיות, מערכת Compute Engine מעריכה את הקיבולת כדי לבחור את התחום רק במהלך הבקשה ליצירת המכונה.

    מידע נוסף זמין במאמר מידע על יצירת כמות גדולה של מכונות וירטואליות.

תכונות גמישות של סוגי מכונות

תכונות הגמישות של סוגי המכונות מאפשרות לפריסה להשתמש ברשימה מתועדפת של סוגי מכונות חלופיים. אם הבחירה העיקרית לא זמינה, Compute Engine עובר אוטומטית לסוגי המכונות המשניים. כדי להגדיר את היכולת הזו, צריך להגדיר מדיניות גמישות של מופעים, שמורכבת מרשימה אחת או מרשימה מדורגת של כמה בחירות של מופעים.

אפשר להחיל מדיניות הפעלה גמישה של מכונות על סוגי הפריסות הבאים:

  • קבוצות MIG: אפשר לצרף מדיניות הפעלה גמישה של מכונות לקבוצת MIG כדי לאפשר לקבוצה לעבור אוטומטית לחלופות חומרה במהלך עליות חדות בביקוש. אם קבוצת ה-MIG שלכם משתמשת במכונות וירטואליות מסוג Spot, המדיניות הזו נותנת עדיפות אוטומטית לסוגי מכונות חלופיים שמציעים זמני פעולה משוערים ארוכים יותר וסיכון נמוך יותר להפסקת פעולה. מידע נוסף זמין במאמר מידע על גמישות המכונות ב-MIG.

  • קבוצות של מכונות לא מנוהלות: הקבוצות האלה לא תומכות באופן מובנה במדיניות של הפעלה גמישה של מכונות, ולכן אפשר להקצות את המכונות באמצעות regionInstances.bulkInsert API ואז להוסיף אותן לקבוצה. בבקשת ה-API, כוללים מדיניות גמישות של מופע ומציינים אזור אחד (locationPolicy.zones.zone) או משתמשים בצורת ההפצה של יעד ANY_SINGLE_ZONE. שימוש בצורת ANY_SINGLE_ZONE מספק יתרון נוסף של גמישות במיקום, כי המערכת בוחרת באופן אוטומטי את האזור עם הכי הרבה משאבים זמינים. שימו לב: במקרים של מכונות עצמאיות, מערכת Compute Engine מחילה את מדיניות הגמישות רק במהלך בקשת יצירת המכונה.

    מידע נוסף על יצירת מכונות בכמות גדולה זמין במאמר יצירת מכונות בכמות גדולה עם הפעלה גמישה של מכונות. מידע על הוספת מכונות לקבוצה זמין במאמר קיבוץ של מכונות לא מנוהלות.

  • מכונות מחשוב עצמאיות: לעומסי עבודה שלא דורשים קבוצות של מכונות, כמו משימות עיבוד באצווה עצמאיות, אפשר להשתמש ב-API‏ regionInstances.bulkInsert עם מדיניות גמישות של מכונות כדי להקצות את מכונות המחשוב. שימו לב: במקרים של מכונות עצמאיות, מערכת Compute Engine מחילה את מדיניות הגמישות רק במהלך בקשת יצירת המכונה.

    מידע נוסף זמין במאמר מידע על הפעלה גמישה של מכונות במכונות וירטואליות שנוצרו בכמות גדולה.

שינוי קל של סוגי המכונות

כשמגדירים גמישות בסוג המכונה, יכול להיות שלסוגי המכונות החלופיות יש ארכיטקטורות חומרה או מפרטים שונים של דיסקים. אם המפרטים האלה לא תואמים לסוגי המכונות בבחירת מופע, יכול להיות שההקצאה תיכשל.

כדי להשתמש בסוגי מכונות עם מפרטים לא תואמים, צריך להגדיר שינויים מברירת המחדל של מאפיינים במדיניות ההפעלה הגמישה של מכונות. ההגדרות האלה מבטיחות שאם Compute Engine יחזור לסוג מכונה חלופי, הוא יחיל באופן אוטומטי את קובץ האימג' לאתחול, סוג הדיסק או מעבד הבסיס הנכונים שנדרשים לחומרה הספציפית הזו. היכולת הזו מאפשרת להרחיב את הפריסה בצורה חלקה לסוגים שונים של מכונות, עם סיכויים גבוהים יותר להקצאת משאבים מוצלחת.

מידע נוסף זמין במאמר איך פועלות החלפות של פלטפורמות דיסק ו-CPU.

תכונות שמאפשרות גמישות בזמנים

תכונות הגמישות בזמן מאפשרות לעומסי עבודה שלא צריכים להתחיל באופן מיידי לחכות למשאבים מבוקשים, כמו מאיצים, במקום לדרוש הקצאה מיידית.

כדי להטמיע גמישות בזמן, בהתאם לדרישות של עומס העבודה, אפשר להשתמש בתכונות הבאות שמבוססות על DWS:

הערכה ואימוץ של תשתית גמישה

לפני שקובעים את הגמישות של המיקום או של סוג המכונה, צריך לוודא שהמיקום וסוגי המכונות שבוחרים תואמים זה לזה ולדרישות של עומס העבודה. כדי לעזור לכם לתכנן וליישם בהצלחה את התשתית הגמישה, בחלקים הבאים מפורטים שיקולים חשובים להערכה ואסטרטגיה להטמעה הדרגתית.

שיקולים בהערכה

הנה כמה שיקולים חשובים להערכת תשתית גמישה:

  • גמישות במיקום: חלוקת עומס העבודה בין כמה אזורים עשויה להשפיע על זמן האחזור ברשת ולהגדיל את העלויות של העברת נתונים בין אזורים.

    מידע נוסף זמין במאמרים הבאים:

  • גמישות בסוג המכונה: חזרה לסוגי מכונות חלופיים עלולה לגרום לשינויים בביצועי האפליקציה ובעלויות. גמישות בסוג המכונה בין דורות שונים מחייבת לעיתים קרובות להטמיע שינויים בפלטפורמת הדיסק וה-CPU. צריך לוודא שסוגי המכונות שרוצים להשתמש בהם עומדים בדרישות הטכניות של האפליקציה.

    מידע נוסף זמין במאמרים הבאים:

אסטרטגיית הטמעה

בהתאם לסוג הפריסה שאתם מתכננים (פריסה חדשה או העברה של פריסה קיימת), בוחרים את האסטרטגיה המתאימה:

  • לגבי עומס עבודה חדש: אם אתם מתכננים פריסה חדשה, מומלץ להשתמש בגמישות בתכנון התשתית. כדי לזהות את הממדים המומלצים של הגמישות לסוג עומס העבודה שלכם, פועלים לפי ההנחיות במאמר התאמה של עומס העבודה והמלצות. לאחר מכן, בוחרים את סוג הפריסה שהכי מתאים לעומס העבודה. מידע נוסף על סוגי הפריסות והגדרות הגמישות שלהן זמין בקטע תכונות הגמישות העיקריות.

  • בפריסה קיימת: אם רוצים להעביר פריסה שמשתמשת באזור אחד או בסוג מכונה אחד לתשתית גמישה, מומלץ להגדיל את הגמישות בהדרגה כדי למזער את הסיכון. אפשר להשתמש באסטרטגיית אימוץ הדרגתית, כמו האסטרטגיה הבאה:

    1. הוספת גמישות לגבי מיקום. העברת עומסי עבודה אזוריים ל-MIG אזורי באמצעות צורת ההפצה BALANCED או ANY. אם אתם משתמשים ב-MIG אזורי עם הצורה EVEN, אתם צריכים לשנות אותה ל-BALANCED. השינוי הזה חשוב לקבוצות של מכונות מנוהלות (MIG) שמתרחבות. מגבלת קיבולת זמנית באזור לא תחסום את פעולת ההרחבה. לחלופין, אם רוצים ליצור מכונות וירטואליות עצמאיות, אפשר להשתמש ב-regionInstances.bulkInsert API.

    2. מוסיפים סוגים חלופיים של מכונות שחולקים את אותה ארכיטקטורה. מצרפים מדיניות הפעלה גמישה של מכונות שמציינת סוגי מכונות שחולקות את אותה ארכיטקטורת מעבד (CPU) ותמיכה בדיסק – לדוגמה, n2-standard-8 ו-n2d-standard-8.

    3. הוספת סוגי מכונות חלופיים מדורות שונים והתאמת הנחות CUD. משלבים את הדורות האחרונים של מכונות, כמו n4-standard-8, ומשתמשים בשינויים בהגדרות הדיסק לפי הצורך. בנוסף, הנחות על שימוש בפתרון חלופי מכוסות על ידי הנחות CUD גמישות ב-Compute.

כדי להבטיח הטמעה בטוחה ומוצלחת גם בפריסות חדשות וגם בהעברות מצטברות, מומלץ לפעול לפי תהליך ההשקה הבא:

  • אימות והשוואה לביצועים של עסקים אחרים. בודקים את האפליקציה בכל משפחות המכונות, שילובי הדיסקים והאזורים שנבחרו בסביבה שאינה סביבת ייצור.

  • העברה לייצור והרחבה. לפני שמרחיבים את השימוש במדיניות של גמישות המופעים או בצורות של חלוקת MIG אזוריות באופן גלובלי, כדאי להשיק אותן בהדרגה לקבוצת משנה של צי המכונות שלכם בסביבת הייצור.

  • מעקב ואופטימיזציה כדי לשפר את הרשימה הממוינת של סוגי המכונות, חשוב לעקוב באופן רציף אחרי שיעורי הגיבוי, מדדי הביצועים והעלויות. כשמשתמשים ב-MIG, כדי לעקוב בזמן אמת אחר חלוקת מופעי מחשוב בין סוגי מכונות ואזורים, משתמשים בלוח הבקרה של חלוקת מופעי MIG. הוראות מפורטות מופיעות במאמר בנושא מעקב אחר חלוקת המופעים בקבוצות של מופעים מנוהלים (MIG).

שיטות מומלצות

כדי למקסם את היעילות והחוסן (resilience) של התשתית הגמישה, מומלץ לפעול לפי השיטות המומלצות שמתוארות בקטעים הבאים.

שיטות מומלצות לגמישות במיקום

  • שימוש במיקום אזורי שמודע לקיבולת. פריסת עומסי עבודה באמצעות קבוצות אזוריות של מכונות מנוהלות (MIG) או יצירה אזורית של מכונות וירטואליות בכמות גדולה. בוחרים את צורת ההפצה BALANCED או ANY, כי הצורות האלה מאפשרות ל-Compute Engine להעריך את הקיבולת בזמן אמת בכל התחומים באזור, כדי למקם באופן אוטומטי מכונות וירטואליות במקומות שבהם יש משאבים זמינים.

  • בחירת אזורים שתומכים בסוג המכונה בכמה אזורים: פריסת עומסי עבודה באזורים שבהם יש תמיכה בסוגי המכונות שבחרתם בכל האזורים. הגישה הזו מבטיחה שלתכונות הגמישות של המיקום יהיה מספר מקסימלי של אזורים חלופיים לניתוב בקשות במהלך הגבלה זמנית של הקיבולת. רשימה של אזורים ותחומים זמינה במאמר אזורים ותחומים זמינים.

  • בודקים את הזמינות של פריסות של VM במודל Spot. אם הפריסה שלכם משתמשת במכונות וירטואליות מסוג Spot, כדאי לבדוק את הזמינות בזמן אמת ואת זמן הפעולה הצפוי של מכונות וירטואליות מסוג Spot בכמה סוגי מכונות ובכמה מיקומים. כדי להקטין את הסיכון להפסקת פעולה, מומלץ לבחור אזור או אזור עם קיבולת זמינה גבוהה וזמן פעולה שמתאים לעומס העבודה. מידע נוסף זמין במאמר איך רואים את הזמינות של מכונות וירטואליות מסוג Spot (גרסת Preview).

שיטות מומלצות לגמישות של סוגי מכונות

  • כדאי להשתמש במכונות ממשפחות שונות. מומלץ להימנע מכללי מדיניות שמשתנים רק לפי ליבות CPU בתוך אותה משפחה – למשל, n2-standard-4 ו-n2-standard-8. הגבלות על הקיבולת בלוקאל מסוים יכולות להשפיע על כל משפחת המכונות בו-זמנית. כדי לשפר את הזמינות, כדאי להשתמש בכמה דורות וארכיטקטורות של מכונות – למשל, n4-standard-8 ו-n2-standard-8.

  • שימוש בסוגי מכונות חדשים עם סוגים ישנים יותר כגיבוי. כדי למקסם את הזמינות, כדאי לשלב את משפחות המכונות העדכניות ביותר במדיניות ההפעלה הגמישה של מכונות, לצד משפחות ישנות יותר.

  • הגדרת שינויים בערכי ברירת המחדל של פלטפורמת הדיסק והמעבד. שילוב של סוגי מכונות מדורות שונות יכול לכלול הבדלים בדיסקים ובפלטפורמות של מעבדים. כדי לוודא שהתשתית שלכם תגדל בצורה חלקה בין דורות של מכונות, אתם יכולים להגדיר במדיניות הגמישות שלכם שינויים בהגדרות ברירת המחדל של הפלטפורמה לגבי הדיסק והמעבד. לדוגמה, אפשר להגדיר Hyperdisk Balanced למופעי N4 ו-Persistent Disk לגיבויים של N2.

  • תעדוף של סוגי מכונות קטנים יותר. בהתאם להתאמה של עומס העבודה, כדאי להשתמש בסוגי מכונות עם פחות vCPU וזיכרון. לדוגמה, במקום להסתמך על סוג מכונה יחיד כמו n2-standard-64, כדאי לבדוק אם עומס העבודה יכול להתרחב לארבעה מופעי מחשוב שכל אחד מהם משתמש בסוג מכונה n2-standard-16. בדרך כלל, סוגי מכונות קטנים יותר מאפשרים זמינות גבוהה יותר של משאבים.

  • בוחרים סוגי מכונות עם ביצועים דומים. מציינים סוגים חלופיים של מכונות עם גדלים דומים של vCPU וזיכרון. לדוגמה, אפשר לשלב את n2d-standard-8, n4-standard-8 ו-n4a-standard-8 במדיניות הגמישות של המופע. הגישה הזו מאפשרת לשמור על ביצועים עקביים של האפליקציה ומשפרת את זמינות המשאבים.

  • הפעלת עדכון בתיקון בקבוצות של מכונות מנוהלות (MIG). כברירת מחדל, קבוצת MIG מתקנת מכונת חישוב שנכשלה באמצעות סוג המכונה המקורי שלה, אבל יכול להיות שהתיקון ייכשל אם החומרה הזו לא זמינה באופן זמני. הפעלת האפשרות 'עדכון בעת תיקון' כדי שהתיקונים יחזרו אוטומטית לסוגי מכונות זמינים במדיניות הגמישות שלכם. פרטים נוספים מופיעים במאמר בנושא הפעלה גמישה של מכונות ותיקונים של מכונות וירטואליות.

  • שילוב של מכונות וירטואליות במודל Spot עם מעברים אוטומטיים למכונות וירטואליות אחרות. כדי להשיג עמידות בפני תקלות בעומסי עבודה, מומלץ לשלב בין מכונות VM מסוג Spot לבין גמישות במיקום ובסוג המכונה. אם Compute Engine מבצעת דחיקה של VM במודל Spot, התכונות הגמישות האלה מאפשרות לפריסה שלכם לחפש באופן אוטומטי סוגים חלופיים של מכונות או אזורים חלופיים. השיטה הזו עוזרת לשמור על זמינות המשאבים לעומס העבודה בעלות נמוכה יותר מאשר הקצאה רגילה.

שיטות מומלצות לגמישות בזמנים

  • טירגוט עומסי העבודה הנכונים. הטמעת גמישות בזמן לעומסי עבודה עם זמני התחלה גמישים, אבל שדורשים משאבים עם ביקוש גבוה כמו מאיצים. הדרישה הזו כוללת אימון מוקדם של מודלים קטנים, שיפור מודלים, סימולציות של מחשוב בעל ביצועים גבוהים (HPC) והסקת מסקנות באצווה.

  • בוחרים את התכונה המתאימה לציר הזמן. אפשר להשתמש במודל ההקצאה עם התחלה גמישה כדי להוסיף בקשות לתור של משימות עם משך מוגדר שפועלות עד שבעה ימים. כדי לקבל משאבים עם ביקוש גבוה למשך עד 90 יום או יותר, משתמשים במודל הקצאת משאבים שמוגבל למקום שמור.

  • אופטימיזציה של זמני ההמתנה של Flex-start VM. כשמנסים ליצור מכונות וירטואליות עם הפעלה גמישה, צריך לציין זמן המתנה ארוך יותר אם עומס העבודה חייב לפעול באזור מסוים. המתנה ארוכה יותר מגדילה את הסיכוי ש-Compute Engine יוכל להקצות את המשאבים שביקשתם. אם רוצים ליצור מכונות וירטואליות עצמאיות עם הפעלה גמישה, ועומס העבודה יכול להתחיל בכל אזור בתוך אזור, צריך לציין זמן המתנה של אפס שניות. אם בקשת היצירה נכשלת כי המשאבים לא זמינים, צריך לנסות מיד את בקשת היצירה באזור אחר.

התאמת ההזמנות וההנחות לגמישות של עומס העבודה

כדי לאזן בין זמינות המשאבים לבין העלויות, צריך להתאים את ההנחות תמורת התחייבות לשימוש (CUD) לאסטרטגיית הקיבולת שבחרתם לעומס העבודה:

  • שימוש קבוע בכמה סוגי מכונות: אם עומס העבודה שלכם תומך בכמה סוגי מכונות והשימוש קבוע, כדאי להגדיר גמישות בסוג המכונה ולהשתמש בהנחות CUD גמישות על מחשוב. הגמישות בסוג המכונה משפרת את שיעורי ההצלחה של הקצאת המשאבים, כי המערכת משתמשת בחומרה חלופית אם אין מספיק קיבולת לבחירה העיקרית שלכם. הנחות גמישות על התחייבות לשימוש ב-Compute הן הנחות שמבוססות על הוצאות, והן חלות על הוצאות שעומדות בדרישות ב-Compute, ללא קשר לסדרת המכונות הספציפית שמוקצית ב-Compute Engine.

  • בסיס יציב עם שיאי תנועה: אם עומס העבודה שלכם כולל בסיס צפוי אבל יכול לכלול גם עליות בלתי צפויות, כדאי להבטיח את הבסיס הצפוי באמצעות הזמנות והנחות CUD על סמך משאבים. כדי להתמודד עם עליות חדות בתנועה, צריך להגדיר גמישות בסוג המכונה ולהשתמש בהנחות CUD גמישות ב-Compute כדי לכסות את המכונות החלופיות לגיבוי. במדיניות ההפעלה הגמישה של מכונות, מקצים את ההעדפות באופן הבא:

    • העדפה גבוהה ביותר: סוגי מכונות מוזמנות עם הנחות CUD על סמך משאבים

    • העדפות נמוכות יותר: סוגי מכונות חלופיים ושימוש בהנחות CUD גמישות ב-Compute

    מערכת Compute Engine משתמשת קודם בהתחייבויות לשימוש במשאבים, ואז בהתחייבויות הגמישות לשימוש במשאבי מחשוב כדי לכסות את השימוש הנותר שעומד בדרישות.

  • עומסי עבודה של חומרה קבועה: אם עומס העבודה שלכם מסתמך על סוג מכונה יחיד, כדאי להשתמש בהזמנות ובהנחות CUD על סמך משאבים. הזמנות מספקות רמת ודאות גבוהה לגבי הקיבולת של חומרה ספציפית, וכדאי להשתמש בהן לעומסי עבודה (workloads) קריטיים לעסק. הנחות תמורת התחייבות לשימוש במשאבים (CUD) מספקות הנחות על שימוש קבוע וצפוי.

מידע נוסף זמין במאמרים בנושא בחירת סוג הזמנה והנחות תמורת התחייבות לשימוש (CUD) ב-Compute Engine.

שיקולים בתכנון של הזמנות

אם האסטרטגיה שלכם כוללת הזמנות, כדאי לעיין בשיקולים הבאים לגבי העיצוב:

  • תנו עדיפות לסוגי מכונות מוזמנות. אם אתם משתמשים במקומות שמורים עם גמישות בסוג המכונה, מוסיפים את סוגי המכונות שהזמנתם להעדפה הגבוהה ביותר במדיניות ההפעלה הגמישה של מכונות. ההגדרה הזו עוזרת ל-Compute Engine לתת עדיפות לשמירת המקום שלכם על פני קיבולת לפי דרישה.

  • הערכת היקף ההזמנות מומלץ להימנע מיצירת הזמנות בתגובה למגבלות זמניות על הקיבולת. אם בעומס העבודה שלכם יש גמישות במיקום, כמו קבוצות אזוריות של מכונות מנוהלות (MIG), יכול להיות שמערכת Compute Engine תפיץ את המכונות לאזורים אחרים באזור. במקרה כזה, הזמנה אזורית מחמירה עלולה לגרום למשאבים לא מנוצלים.

מגבלות

כשמתכננים תשתית גמישה, חלות המגבלות הכלליות הבאות. מידע נוסף על מגבלות מופיע בקטע 'מגבלות' בדפים של התכונות הרלוונטיות.

  • אי-תאימות בין תכונות: אי אפשר לשלב בין גמישות בסוג המכונה לבין גמישות בזמן בפריסה אחת. התכונות שמאפשרות גמישות בזמן תומכות רק בהגדרת סוג מכונה יחיד לכל בקשה.

  • גמישות במהלך היצירה הראשונית: כשיוצרים מכונות וירטואליות בכמות גדולה, הערכת הקיבולת ומדיניות ההפעלה הגמישה של המכונות חלות רק במהלך בקשת היצירה הראשונית של המכונות הווירטואליות. מכונות וירטואליות שנוצרו בכמות גדולה לא מופנות אוטומטית לאזורים חלופיים או לסוגי מכונות חלופיים במהלך תיקונים או כשמבצעים שינוי גודל של התשתית.

  • פריסה לאזור אחד: קבוצות MIG אזוריות לא תומכות בתכונות גמישות ולא מומלצות. כדי להשתמש בגמישות בסוגי המכונות בעיצוב של אזור יחיד, יוצרים קבוצת MIG אזורית ובוחרים באופן מפורש רק אזור אחד.

המאמרים הבאים