סקירה כללית של הארכיטקטורה

במאמר הזה מוצגת סקירה כללית על הארכיטקטורה של פתרון VMware ב- Google Cloud.

פתרון VMware מריץ את VMware Cloud Foundation (VCF) 9.1 במכונות ייעודיות של Compute Engine ללא מערכת הפעלה בפרויקט Google Cloud . המכונות ללא מערכת הפעלה מתחברות ישירות לרשת של הענן הווירטואלי הפרטי (VPC) ומשתמשות ב-NVMe SSD מקומי לאחסון VMware vSAN.

בתרשים הבא מוצגת הארכיטקטורה הכללית של פתרון VMware בפרויקט של צרכן, ואיך היא ממופה לצי VCF (לחצו להגדלה):

מכונות Z3 ללא מערכת הפעלה ברשת VPC של פרויקט צרכן, שממופות לדומיינים של ניהול ועומסי עבודה ב-VCF. מכונות Z3 ללא מערכת הפעלה ברשת VPC של פרויקט צרכן, שממופות לדומיינים של ניהול ועומסי עבודה ב-VCF.

התאמה של רכיבי התשתית

‫VMware Solution מתאים את מבני התשתית לרכיבי VCF באופן הבא: Google Cloud

  • פרויקט צרכן ורשת של ענן וירטואלי פרטי (VPC) ב-Google Cloud : משמשים כגבול הניהולי ברמה העליונה שמכיל את רשת ה-VPC, רשתות המשנה, כללי חומת האש ומשאבי המחשוב.
  • צומתי Bare Metal ומארחי ESXi: מכונות ייעודיות של Compute Engine Bare Metal ‏ (z3-highmem-192-highlssd-metal) שמצוידות בכונני NVMe SSD מקומיים ומריצות את VMware ESXi.
  • כללי מדיניות מיקום ואשכולות vSphere: כללי מדיניות מיקום מרווח ב-Compute Engine שולטים בהפצה הפיזית של מכונות בתוך אזור, כדי להגן על אשכולות vSphere מפני שיבושים מקומיים בחומרה.
  • דומיינים של זמינות ודומיינים של כשל ב-vSAN: קבוצות לוגיות של משאבים בתוך אזור, שמספקות בידוד פיזי של החומרה וממפות 1:1 לדומיינים של כשל ב-VMware vSAN.

בטבלה הבאה מפורט סוג המכונה ללא מערכת הפעלה של Compute Engine שנתמך:

סוג המכונה מעבדים וירטואליים (ליבות פיזיות) זיכרון (GiB) אחסון SSD מקומי ב-NVMe‏ (TiB) רוחב הפס של הרשת
z3-highmem-192-highlssd-metal 192 (96) 1,536 70.31 200 Gbps

ארכיטקטורת רשת

בפתרון של VMware, מארחי Bare Metal ומכשירי ניהול נפרסים ישירות ברשת ה-VPC, כמו שמוצג בתרשים הבא (לחצו להגדלה):

תחומי Cloud DNS, מאזני עומסים פנימיים אזוריים, קבוצות NEG אזוריות ותת-רשתות בשכבה 2 שמחברות מארחי Z3. תחומי Cloud DNS, מאזני עומסים פנימיים אזוריים, קבוצות NEG אזוריות ותת-רשתות בשכבה 2 שמחברות מארחי Z3.

רשת VPC בסיסית ומיפוי ממשקים

רשתות Underlay ממפות ממשקים פיזיים ווירטואליים בין Compute Engine ל-VMware ESXi באופן הבא:

  • מיפוי ממשק חומרה לממשק וירטואלי: כל מארח Bare Metal מתחבר דרך ממשק רשת של 200Gbps. ‫Compute Engine מציג את הממשק הזה ל-ESXi כממשק רשת וירטואלי ראשי (nic0) לתנועת ניהול ללא תיוג, וכממשקי משנה דינמיים (nic0.2,‏ nic0.3,‏ nic0.4 וממשקי VLAN נוספים) לתנועה עם תיוג של 802.1Q VLAN.
  • פילוח תעבורת הנתונים: מתג VMware Virtual Distributed Switch‏ (VDS) מפריד בין יציאות VMkernel בתת-רשתות VPC אזוריות ייעודיות, כולל vmk0 לניהול, vmk1 ל-vMotion,‏ vmk2 לאחסון vSAN ו-vmk10 (או vmk3) לנקודות קצה של מנהרות NSX‏ (TEP).
  • אמולציה של שכבה 2 ולמידת MAC דינמית: רשתות משנה ייעודיות של VPC מיירטות מסגרות של Address Resolution Protocol‏ (ARP) ושל Gratuitous ARP‏ (GARP). היכולת הזו מתכנתת את מישור הנתונים של Google Cloud Andromeda כדי ללמוד באופן דינמי את כתובות ה-MAC של VMware ולדמות מתחמי שידור של שכבה 2 בין מכונות.

מידע נוסף זמין במאמר רשת VPC בסיסית, למידת MAC בשכבה 2 ו-DNS.

איזון עומסים בזמינות גבוהה למכשירי VCF

מכשירי הניהול הווירטואליים פועלים בשכבת ה-VPC ומשתמשים ב Google Cloud איזון עומסים כדי להבטיח זמינות גבוהה:

  • פריסת מכשיר בשכבה 3 של הרשת הבסיסית: מכשירי ניהול שדורשים גישה ישירה ל-VPC, כמו vCenter Server,‏ SDDC Manager וצמתים באשכול של NSX Manager, נמצאים ישירות בתת-רשתות של ה-VPC ברשת הבסיסית.
  • העברת IP מהירה (GARP_RA): מכיוון שרשת VPC מנותבת אינה מסתמכת על למידת MAC של מתג פיזי, פתרון VMware משתמש באיזוני עומסי רשת אזוריים פנימיים ובשירותי backend אזוריים כדי לתמוך בניידות ובגיבוי בעת כשל של vMotion. כשמכשיר ניהול עובר או נכשל במעבר למארח ESXi אחר, המכשיר פולט מסגרת GARP, ומאזן העומסים מפנה מיד את תנועת ה-VIP לממשק המארח המטורגט.

מידע נוסף זמין במאמר איזון עומסים בזמינות גבוהה למכשירי VCF.

ארכיטקטורת שכבת-על וניתוב צפון-דרום

‫VMware NSX מנהל את הרשת של עומסי העבודה ומתחבר לשכבת ה-VPC באמצעות אחד משני מודלים של ניתוב:

  • מארג שכבת-על מנותק: VMware NSX מבצע אבסטרקציה של עומסי העבודה ברשת על ידי אנקפסולציה של תעבורת הנתונים של המכונה הווירטואלית האורחת במסגרות Geneve ב-TEPs המארחים. ההכמסה הזו מפרידה בין מרחבי כתובות ה-IP של עומסי העבודה וכללי המדיניות של Distributed Firewall‏ (DFW) לבין שכבת ה-underlay של ה-VPC.
  • ניתוב VPC סטטי (פעיל-המתנה): נתיבים סטטיים של VPC מפנים טווחי CIDR של עומסי עבודה בשכבת-על לכתובת VIP צפה משותפת, שמאחורי מאזן עומסי רשת פנימי אזורי מסוג passthrough.
  • ניתוב BGP דינמי באמצעות Network Connectivity Center (פעיל-פעיל): עד שמונה צומתי NSX Tier-0 Edge יוצרים סשנים של קישור בין רשתות שכנות (peering) באמצעות BGP חיצוני (eBGP) עם מכונות Cloud Router, באמצעות מודל הנתב הווירטואלי של Network Connectivity Center. העיצוב הזה תומך בניתוב Equal-Cost Multi-Path‏ (ECMP) ובהחלפת קידומת אוטומטית.

מידע נוסף זמין במאמר NSX overlay and edge routing.

ארכיטקטורת האחסון

מכונות Bare Metal של Compute Engine כוללות כונני SSD מקומיים מסוג NVMe שמחוברים ישירות ומשמשים כאחסון הפיזי של התשתית ההיפר-מאוחדת. כל מארח z3-highmem-192-highlssd-metal מספק אחסון NVMe SSD מקומי ייעודי ישירות ל-VMware ESXi.

אתם משתמשים ב-VMware vSAN Express Storage Architecture‏ (ESA) בתור פלטפורמת האחסון הראשית שלכם עם תשתית היפר-מאוחדת (hyperconverged). ‏vSAN ESA מותאמת למכשירי פלאש מקומיים מסוג NVMe, ותומכת בדחיסה, בהצפנה ובקידוד מחיקה של RAID-5/RAID-6. בנוסף, תחומי התקלות של vSAN ממופים ביחס של 1:1 לתחומי הזמינות ב Google Cloud מדיניות המיקום, כדי לשמור על בידוד של כשלים פיזיים באשכול.

אחסון נוסף לקבצים ולאחסון בלוקים (block storage)

כדי להגדיל את נפח האחסון באופן עצמאי בלי להוסיף צומתי מחשוב Bare Metal, אתם יכולים לחבר את הסביבה שלכם ל-Google Cloud NetApp Volumes באופן הבא:

  • מאגרי נתונים של NFS: טעינת נפחי NFS של NetApp Volumes כמאגרי נתונים משלימים של vSphere, עם תמיכה בתמונות מצב, שכפול ורפליקציה של נפחים.
  • אחסון בלוקים של iSCSI: צירוף של מספרי יחידות לוגיות (LUN) של NetApp Volumes iSCSI למערכות הפעלה אורחות ולהרחבות של אחסון עומסי עבודה, באמצעות ריבוי נתיבים ברשת ה-VPC.

המאמרים הבאים