Als Cloud-Architekt oder IT-Administrator müssen Sie beim Ausführen einer Anwendung in Compute Engine eine Topologie für Compute-Instanzen entwerfen, die Sie effizient bereitstellen und betreiben können.
Compute Engine bietet eine Reihe von Bereitstellungsoptionen: Sie können beispielsweise eine Gruppe von Compute-Instanzen bereitstellen, die Sie als einzelne Entität verwalten, oder Sie können die Instanzen als einzelne Ressourcen verwalten. Jeder Ansatz hat unterschiedliche Vorteile und Einschränkungen. Wie wählen Sie eine optimale Bereitstellungsstrategie aus?
- Bewerten Sie zuerst die wichtigsten Anforderungen Ihrer Anwendung.
- Prüfen Sie die verfügbaren Bereitstellungsoptionen und ihre jeweiligen Vorzüge.
- Wählen Sie eine Strategie aus, die Ihren Anforderungen entspricht und die Funktionen von Compute Engine optimal nutzt.
Arbeitslast bewerten
Beantworten Sie die folgenden Fragen, um die wichtigsten Anforderungen der Arbeitslast zu analysieren, die Sie bereitstellen möchten. Anhand Ihrer Antworten können Sie die Funktionen der einzelnen Bereitstellungsoptionen (siehe nächster Abschnitt) den Anforderungen Ihrer Arbeitslast zuordnen. Als interaktive, KI-gestützte Alternative zu diesem Entscheidungsablauf können Sie Gemini in der Google Cloud Console mit Ihren Projektzielen auffordern, um maßgeschneiderte Bereitstellungsempfehlungen zu erhalten. Weitere Informationen finden Sie unter Computing-Infrastruktur mit Compute Advisor entwerfen.
Anwendungsstatus
Ist die Anwendung zustandsorientiert?
- Eine zustandsorientierte Anwendung speichert bestimmte Daten wie die Client- oder Sitzungs-ID, bis diese Daten nicht mehr benötigt werden. In einer Online-Shopping-App kann der Einkaufswagenservice beispielsweise Details zu Artikeln speichern, die hinzugefügt oder entfernt werden, während der Nutzer weiter einkauft, und den endgültigen Einkaufswagenstatus beibehalten, wenn der Nutzer den Bezahlvorgang startet.
- Eine zustandslose Anwendung muss keine Client-, Transaktions- oder Sitzungsdaten speichern. Beispielsweise kann ein Webserver eine Sitzung schließen, nachdem der Inhalt bereitgestellt wurde, den der Client angefordert hat.
Weitere Informationen zu zustandsorientierten und zustandslosen Anwendungen finden Sie unter Wie sich zustandsorientierte Arbeitslasten von zustandslosen Arbeitslasten unterscheiden.
Sollen instanzspezifische Metadaten beibehalten werden, wenn Ihre Compute-Instanzen neu gestartet werden oder wenn Compute Engine die Instanzen neu erstellt (automatische Reparatur)?
Wird bereitgestellt
- Sollten die Compute-Instanzen eine Mischung aus Maschinentypen oder Images verwenden? Benötigen einige Instanzen beispielsweise speicheroptimierte Maschinentypen, während andere Maschinentypen für allgemeine Zwecke verwenden?
- Soll die Infrastruktur automatisch auf Änderungen der Last abgestimmt werden, um ein optimales Gleichgewicht zwischen Kosten und Antwortzeit aufrechtzuerhalten?
- Können alle Compute-Instanzen in einer einzelnen Zone, einem VPC-Netzwerk und einem Subnetz ausgeführt werden?
- Soll die Anwendung in derselben Zone wie bestimmte andere Ressourcen ausgeführt werden? Erfordert die Anwendung beispielsweise eine Verbindung mit niedriger Latenz zu einer Datenbank?
Vorgänge
- Möchten Sie die Compute-Instanzen als eine Gruppe verwalten? Möchten Sie beispielsweise die Bereitstellung von Anwendungsupdates auf allen Instanzen automatisieren?
- Müssen Sie ein benutzerdefiniertes Tool oder ein Tool eines Drittanbieters verwenden, um die Compute-Instanzen zu verwalten?
- Benötigen Sie Kontrolle über die Verarbeitung fehlgeschlagener Compute-Instanzen? Wenn beispielsweise eine VM ausfällt, soll sie dann beendet bleiben, während Sie die Ursache des Fehlers ermitteln?
- Benötigen Sie Kontrolle über die Start-Stopp-Aussetz-Fortsetz-Sequenz oder den Zeitplan Ihrer Compute-Instanzen? Möchten Sie beispielsweise die Instanzen am Wochenende oder zu bestimmten Tageszeiten beenden, um Kosten zu sparen?
Robustheit
- Erfordert die Anwendung Schutz vor zonalen Fehlern? Mit anderen Worten: Wenn eine Zone ausfällt, möchten Sie, dass die Anwendung weiterhin Anfragen von Compute-Instanzen in anderen Zonen in der Region verarbeitet?
- Soll Compute Engine die Instanz automatisch neu erstellen, wenn eine Compute-Instanz aus irgendeinem Grund beendet wird oder abstürzt oder wenn die Anwendung nicht auf Anfragen reagiert?
- Benötigt die Anwendung feste interne oder externe IP-Adressen für die Host-Compute-Instanzen?
Nachdem Sie Ihre Anforderungen geprüft haben, können Sie sich mit den Bereitstellungsoptionen von Compute Engine vertraut machen.
Verfügbare Bereitstellungsoptionen prüfen
Prüfen und lernen Sie die Funktionen und relativen Vorteile der Optionen kennen, die Sie für die Bereitstellung Ihrer Arbeitslasten auf Compute Engine in Betracht ziehen können.
- Eigenständige Compute-Instanzen
- Bei dieser Option wählen Sie den Maschinentyp, das Image, die Laufwerke und andere Attribute für jede von Ihnen bereitgestellte Compute-Instanz einzeln aus. Sie verwalten die Instanzen als separate Ressourcen.
- Cluster von Compute-Instanzen
- Mit dieser Option erstellen Sie eine Gruppe von Compute-Instanzen, die sich physisch nahe beieinander befinden, um eine Netzwerkverbindung mit niedriger Latenz und hoher Bandbreite für Arbeitslasten aus den Bereichen Hochleistungs-Computing (HPC) und künstliche Intelligenz (KI) bereitzustellen.
- Für CPU-basierte Arbeitslasten können Sie Cluster mit den Maschinentypen C2, C2D, H3 und H4D erstellen. Weitere Informationen finden Sie unter HPC-Cluster in Compute Engine erstellen.
- Informationen zu GPU-basierten Arbeitslasten finden Sie unter AI Hypercomputer.
- Nicht verwaltete Instanzgruppe
- Sie können eigenständige Compute-Instanzen bereitstellen und einer Instanzgruppe hinzufügen. Anschließend können Sie die nicht verwaltete Instanzgruppe als Backend für einen Load Balancer verwenden.
- Verwaltete Instanzgruppe (Managed Instance Group, MIG)
Eine MIG ist eine Gruppe identischer oder ähnlich konfigurierter Instanzen, die Sie mithilfe einer Instanzvorlage bereitstellen.
Sie können eine MIG zustandsorientiert machen, damit bestimmte Laufwerke oder Metadaten beibehalten werden.
Für eine zustandslose MIG können Sie das Autoscaling aktivieren und eine Skalierungsrichtlinie konfigurieren.
Beim Erstellen einer MIG können Sie die Compute-Instanzen in einer einzelnen Zone bereitstellen oder sie für Hochverfügbarkeit auf mehrere Zonen in einer Region verteilen.
In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten Features der einzelnen Bereitstellungsoptionen zusammengefasst.
| Funktion | Eigenständige Compute-Instanzen | Nicht verwaltete Instanzgruppe | Zustandsorientierte MIG | Zustandslose MIG |
|---|---|---|---|---|
| Vorlagenbasierte Bereitstellung einer Gruppe von Compute-Instanzen | ||||
| Mischung aus Maschinentypen und Images | ||||
| Feste interne oder externe IP-Adressen | ||||
| Automatische Reparatur fehlerhafter Compute-Instanzen | ||||
| Kontrolle über die Vorgänge Starten/Beenden und Sperren/Fortsetzen von Compute-Instanzen | ||||
| Gruppe von Compute-Instanzen als Load-Balancer-Backend festlegen | ||||
| Laufwerks- und Metadatenerhaltung, für zustandsorientierte Arbeitslasten | ||||
| Kontrollierte Aktualisierung bestimmter Compute-Instanzen | ||||
| Automatisches Rolling Update aller Compute-Instanzen | ||||
| Automatische (und vorausschauende) horizontale Skalierung |
Die folgenden Diagramme zeigen beispielhafte Bereitstellungen nebeneinander, um die wichtigsten Unterschiede zu verdeutlichen.
| Eigenständige Compute-Instanzen | Zustandsorientierte MIG | Zustandslose MIG |
|---|---|---|
| In diesem Beispiel werden drei Compute-Instanzen gezeigt, die einzeln erstellt wurden. | Dieses Beispiel zeigt eine MIG mit drei ähnlich konfigurierten Compute-Instanzen, die mithilfe einer Instanzvorlage bereitgestellt wurden. |
In diesem Beispiel wird eine MIG mit drei identischen Compute-Instanzen gezeigt, die mithilfe einer Instanzvorlage bereitgestellt wurden. |
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Sie haben jetzt Ihre Arbeitslast bewertet, die von Compute Engine angebotenen Bereitstellungsoptionen überprüft und sind bereit, einen Bereitstellungsansatz auszuwählen.
Bereitstellungsstrategie auswählen
Die hier beschriebenen Empfehlungen basieren auf einer Zuordnung bestimmter Arbeitslasteigenschaften zu den Funktionen der einzelnen Compute Engine-Bereitstellungsoptionen.
Verwenden Sie den folgenden Entscheidungsprozess. Den visuellen Leitfaden finden Sie im Entscheidungsbaum weiter unten in diesem Dokument.
Wählen Sie zwischen eigenständigen Compute-Instanzen, Clustern von Compute-Instanzen und Instanzgruppen.
Voraussetzungen Empfohlene Bereitstellungsstrategie Die Anwendung ist eine Arbeitslast für Hochleistungs-Computing (HPC) oder künstliche Intelligenz (KI), die eine Netzwerkverbindung mit niedriger Latenz und hoher Bandbreite zwischen Compute-Instanzen erfordert. Wählen Sie Cluster von Compute-Instanzen aus.
Überspringen Sie den Rest dieses Entscheidungsprozesses.
Mindestens eine der folgenden Anforderungen ist für Ihre Arbeitslast essenziell. - Die Anwendung muss auf Compute-Instanzen ausgeführt werden, die eine Mischung aus Maschinentypen oder Images verwenden.
- Die Anwendung benötigt feste interne oder externe IP-Adressen für die Host-Compute-Instanzen.
- Sie benötigen Kontrolle über die Verarbeitung fehlgeschlagener Compute-Instanzen.
- Sie benötigen Kontrolle über die Start-Stopp- oder Sperr-Fortsetz-Vorgänge Ihrer Compute-Instanzen.
- Sie müssen ein benutzerdefiniertes Skript oder ein Drittanbietertool verwenden, um Compute-Instanzen bereitzustellen und zu entfernen.
Wählen Sie eigenständige Compute-Instanzen aus.
Wenn alle eigenständigen Compute-Instanzen in einer einzelnen Zone, einem VPC-Netzwerk und einem Subnetz ausgeführt werden können, sollten Sie die Compute-Instanzen einer nicht verwalteten Instanzgruppe hinzufügen. Anschließend können Sie die nicht verwaltete Instanzgruppe als Backend für einen Load Balancer verwenden.
Überspringen Sie den Rest dieses Entscheidungsprozesses.
Keine dieser Anforderungen ist für Ihren Anwendungsfall von entscheidender Bedeutung. Verwenden Sie eine MIG, um eine Compute Engine-Topologie einzurichten, die hochverfügbar und skalierbar ist.
Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.
Wählen Sie zwischen einer zustandsorientierten und einer zustandslosen MIG.
Voraussetzungen Empfohlener MIG-Typ Die Anwendung muss die Laufwerke und Metadaten beibehalten; das heißt, die Anwendung ist zustandsorientiert. Wählen Sie eine zustandsorientierte MIG aus und konfigurieren Sie die Laufwerke, die Compute Engine bei Unterbrechungen durch Ereignisse wie Neuerstellung, automatische Reparaturen und Aktualisierungen von Compute-Instanzen beibehalten soll.
Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.
Die Anwendung ist nicht zustandsorientiert. Wählen Sie eine zustandslose MIG und nutzen Sie die Autoscaling-Funktion. Bei disruptiven Vorgängen erstellt Compute Engine Laufwerke gemäß der Instanzvorlage neu.
Fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.
Wählen Sie zwischen einer zonalen und einer regionalen MIG.
Voraussetzungen Empfohlener MIG-Typ Die Anwendung muss in einer einzelnen Zone ausgeführt werden oder der Schutz vor Zonenausfällen ist nicht essenziell. Wählen Sie eine zonale MIG. Die Anwendung muss auch dann weiter ausgeführt werden, wenn ein Zonenausfall auftritt. Wählen Sie eine regionale MIG.
Entscheidungsbaum
Das folgende Diagramm führt Sie durch die Faktoren, die bei der Entscheidung für Ihre Compute Engine-Bereitstellungsstrategie zu berücksichtigen sind:
Nächste Schritte
- Weitere Informationen zu Instanzvorlagen.
- Weitere Informationen zur Funktionsweise zustandsorientierter MIGs.
- Weitere Informationen zu regionalen MIGs.
- Eine MIG erstellen.
- Instanzgruppen automatisch skalieren.
- Vorhandene Arbeitslast zu einer zustandsorientierten MIG migrieren.