Informações gerais da arquitetura

Este documento apresenta uma visão geral da arquitetura da solução VMware no Google Cloud.

A solução VMware executa o VMware Cloud Foundation (VCF) 9.1 em instâncias bare metal dedicadas do Compute Engine no seu projeto do Google Cloud . As instâncias bare metal se conectam diretamente à sua rede de nuvem privada virtual (VPC) e usam SSDs NVMe locais para armazenamento do VMware vSAN.

O diagrama a seguir mostra a arquitetura de alto nível da solução VMware em um projeto de consumidor e como ela é mapeada para uma frota do VCF (clique para ampliar):

Instâncias bare metal Z3 em uma rede VPC de projeto de consumidor mapeadas para domínios de gerenciamento e carga de trabalho do VCF. Instâncias bare metal Z3 em uma rede VPC de projeto de consumidor mapeadas para domínios de gerenciamento e carga de trabalho do VCF.

Alinhamento de componentes de infraestrutura

A solução do VMware alinha Google Cloud as construções de infraestrutura com os componentes do VCF da seguinte maneira:

  • Projeto do consumidor doGoogle Cloud e rede de nuvem privada virtual (VPC): serve como o limite administrativo de nível superior que contém sua rede VPC, sub-redes, regras de firewall e recursos de computação.
  • Nós bare metal e hosts ESXi: instâncias bare metal dedicadas do Compute Engine (z3-highmem-192-highlssd-metal) equipadas com SSDs NVMe locais que executam o VMware ESXi.
  • Políticas de posicionamento e clusters do vSphere: as políticas de posicionamento distribuído do Compute Engine controlam a distribuição física de instâncias em uma zona para proteger os clusters do vSphere contra interrupções de hardware localizadas.
  • Domínios de disponibilidade e domínios de falha do vSAN: agrupamentos lógicos de recursos em uma zona que fornecem isolamento de hardware físico e mapeiam 1:1 para domínios de falha do VMware vSAN.

A tabela a seguir resume o tipo de máquina bare metal do Compute Engine compatível:

Tipo de máquina vCPUs (núcleos físicos) Memória (GiB) Armazenamento SSD NVMe local (TiB) Largura de banda da rede
z3-highmem-192-highlssd-metal 192 (96) 1.536 70,31 200 Gbps

Arquitetura de rede

A solução VMware implanta hosts bare metal e dispositivos de gerenciamento diretamente na rede VPC, conforme mostrado no diagrama a seguir (clique para ampliar):

Zonas de DNS do Cloud DNS, balanceadores de carga internos regionais, NEGs zonais e sub-redes de camada 2 que conectam hosts Z3. Zonas de DNS do Cloud DNS, balanceadores de carga internos regionais, NEGs zonais e sub-redes de camada 2 que conectam hosts Z3.

Rede VPC de base e mapeamento de interface

A rede de sobreposição mapeia interfaces físicas e virtuais entre o Compute Engine e o VMware ESXi da seguinte maneira:

  • Mapeamento de interface de hardware para virtual: cada host bare metal se conecta por uma interface de rede de 200 Gbps. O Compute Engine apresenta essa interface ao ESXi como uma interface de rede virtual principal (nic0) para tráfego de gerenciamento sem tag e subinterfaces dinâmicas (nic0.2, nic0.3, nic0.4 e outras interfaces de VLAN) para tráfego com tag de VLAN 802.1Q.
  • Segmentação de tráfego: o VMware Virtual Distributed Switch (VDS) separa as portas do VMkernel em sub-redes VPC regionais dedicadas, incluindo vmk0 para gerenciamento, vmk1 para vMotion, vmk2 para armazenamento vSAN e vmk10 (ou vmk3) para endpoints de túnel (TEPs) do NSX.
  • Emulação de camada 2 e aprendizado dinâmico de MAC: as sub-redes VPC designadas interceptam os frames do protocolo de resolução de endereço (ARP) e do ARP espontâneo (GARP). Esse recurso programa o plano de dados do Google Cloud Andromeda para aprender dinamicamente os endereços MAC do VMware e emular domínios de transmissão da camada 2 em instâncias.

Para mais informações, consulte Rede VPC de base, aprendizado de MAC da camada 2 e DNS.

Balanceamento de carga de alta disponibilidade para dispositivos VCF

Os dispositivos virtuais de gerenciamento são executados na base da VPC e usam o balanceamento de carga do Google Cloud para alta disponibilidade:

  • Implantação de dispositivos de camada 3: os dispositivos de gerenciamento que exigem acesso direto à VPC, como o vCenter Server, o SDDC Manager e os nós do NSX Manager em cluster, residem diretamente nas sub-redes da VPC de camada 3.
  • Movimentação rápida de IP (GARP_RA): como uma rede VPC roteada não depende do aprendizado de MAC do switch físico, a solução VMware usa balanceadores de carga de rede de passagem interna regionais e serviços de back-end regionais para oferecer suporte à mobilidade e ao failover do vMotion. Quando um dispositivo de gerenciamento migra ou faz failover para outro host ESXi, ele emite um frame GARP, e o balanceador de carga direciona imediatamente o tráfego de IP virtual (VIP) para a interface do host de destino.

Para mais informações, consulte Balanceamento de carga de alta disponibilidade para dispositivos VCF.

Arquitetura de sobreposição e roteamento norte-sul

O VMware NSX gerencia a rede de cargas de trabalho e se conecta à base da VPC usando um dos dois modelos de roteamento:

  • Estrutura de sobreposição desacoplada: o VMware NSX abstrai a rede de cargas de trabalho encapsulando o tráfego de VMs convidadas em frames Geneve nos TEPs do host. Esse encapsulamento separa os espaços de endereço IP da carga de trabalho e as políticas de firewall distribuído (DFW) da base da VPC.
  • Roteamento de VPC estático (ativo-em espera): as rotas estáticas de VPC direcionam os intervalos CIDR de carga de trabalho de sobreposição para um VIP flutuante compartilhado, que é precedido por um balanceador de carga de rede de passagem interna regional.
  • Roteamento dinâmico do BGP usando o Network Connectivity Center (ativo-ativo): até oito nós de borda NSX de nível 0 estabelecem sessões de peering do BGP externo (eBGP) com instâncias do Cloud Router usando o modelo de dispositivo roteador do Network Connectivity Center. Esse design é compatível com o roteamento de vários caminhos de custo igual (ECMP, na sigla em inglês) e a troca automática de prefixos.

Para mais informações, consulte Sobreposição do NSX e roteamento de borda.

Arquitetura de armazenamento

As instâncias bare metal do Compute Engine incluem SSDs NVMe locais diretamente anexados que servem como armazenamento físico para sua infraestrutura hiperconvergente. Cada host do z3-highmem-192-highlssd-metal fornece armazenamento SSD NVMe local dedicado diretamente ao VMware ESXi.

Você usa a VMware vSAN Express Storage Architecture (ESA) como sua principal plataforma de armazenamento hiperconvergente. A vSAN ESA é otimizada para dispositivos flash NVMe locais e oferece suporte a compactação, criptografia e codificação de eliminação RAID-5/RAID-6. Além disso, os domínios de falha da vSAN são mapeados de 1:1 para os domínios de disponibilidade do Google Cloud na política de posicionamento para manter o isolamento de falhas físicas no cluster.

Armazenamento complementar de arquivos e blocos

Para escalonar a capacidade de armazenamento de maneira independente sem adicionar nós de computação bare metal, conecte seu ambiente ao Google Cloud NetApp Volumes da seguinte maneira:

  • Repositórios de dados NFS: monte volumes NFS do NetApp Volumes como repositórios de dados suplementares do vSphere com suporte para snapshots, clonagem e replicação de volumes.
  • Armazenamento em blocos iSCSI: anexe LUNs iSCSI do NetApp Volumes para sistemas operacionais convidados e extensões de armazenamento de carga de trabalho usando vários caminhos na rede VPC.

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