架构概览
本文档简要介绍了 Google Cloud上的 VMware 解决方案的架构。
VMware 解决方案在 Google Cloud 项目的专用 Compute Engine 裸金属实例上运行 VMware Cloud Foundation (VCF) 9.1。裸金属实例直接连接到您的 Virtual Private Cloud (VPC) 网络，并使用本地 NVMe SSD 进行 VMware vSAN 存储。
下图展示了消费者项目中 VMware 解决方案的高级架构，以及它如何映射到 VCF 舰队（点击可放大）：
基础设施组件对齐
VMware 解决方案将 Google Cloud 基础架构结构与 VCF 组件保持一致，如下所示：
- Google Cloud 使用方项目和虚拟私有云 (VPC) 网络：作为顶级管理边界，包含您的 VPC 网络、子网、防火墙规则和计算资源。
- 裸金属节点和 ESXi 主机：专用的 Compute Engine 裸金属实例 (
z3-highmem-192-highlssd-metal)，配备运行 VMware ESXi 的本地 NVMe SSD。 - 布置政策和 vSphere 集群：Compute Engine 分散布置政策可控制可用区内实例的物理分布，以保护 vSphere 集群免受局部硬件中断的影响。
- 可用性网域和 vSAN 故障网域：可用区内的逻辑资源分组，可提供物理硬件隔离，并与 VMware vSAN 故障网域 1:1 映射。
下表汇总了支持的 Compute Engine 裸金属机器类型：
| 机器类型 | vCPU（物理核心） | 内存 (GiB) | 本地 NVMe SSD 存储空间 (TiB) | 网络带宽 |
|---|---|---|---|---|
z3-highmem-192-highlssd-metal |
192 (96) | 1536 | 70.31 | 200 Gbps |
网络架构
VMware 解决方案直接在 VPC 网络中部署裸金属主机和管理设备，如下图所示（点击可放大）：
底层 VPC 网络和接口映射
底层网络在 Compute Engine 和 VMware ESXi 之间映射物理和虚拟接口，如下所示：
- 硬件到虚拟接口映射：每个裸金属主机都通过 200 Gbps 网络接口进行连接。Compute Engine 会将此接口作为主要虚拟网络接口 (
nic0) 呈现给 ESXi，用于未标记的管理流量和动态子接口（nic0.2、nic0.3、nic0.4和其他 VLAN 接口），用于 802.1Q VLAN 标记的流量。 - 流量分段：VMware 虚拟分布式交换机 (VDS) 将 VMkernel 端口分隔在专用区域级 VPC 子网中，包括用于管理的
vmk0、用于 vMotion 的vmk1、用于 vSAN 存储的vmk2以及用于 NSX 隧道端点 (TEP) 的vmk10（或vmk3）。 - 第 2 层模拟和动态 MAC 学习：指定的 VPC 子网会拦截地址解析协议 (ARP) 和免费 ARP (GARP) 帧。此功能可对 Google Cloud Andromeda 数据平面进行编程，以动态学习 VMware MAC 地址并跨实例模拟第 2 层广播域。
如需了解详情，请参阅底层 VPC 网络、第 2 层 MAC 学习和 DNS。
适用于 VCF 设备的高可用性负载均衡
管理虚拟设备在 VPC 底层上运行，并使用 Google Cloud负载均衡来实现高可用性：
- 第 3 层底层设备部署：需要直接 VPC 访问权限的管理设备（例如 vCenter Server、SDDC Manager 和集群化 NSX Manager 节点）直接位于底层 VPC 子网上。
- 快速 IP 移动 (
GARP_RA)：由于路由 VPC 网络不依赖于物理交换机 MAC 学习，因此 VMware 解决方案使用区域级内部直通式网络负载均衡器和区域级后端服务来支持 vMotion 移动性和故障切换。当管理设备迁移或故障切换到另一个 ESXi 主机时，该设备会发出 GARP 帧，负载均衡器会立即将虚拟 IP (VIP) 流量引导至目标主机接口。
如需了解详情，请参阅适用于 VCF 设备的高可用性负载均衡。
叠加层架构和南北向路由
VMware NSX 管理工作负载网络，并使用以下两种路由模型之一连接到 VPC 底层：
- 解耦的叠加层结构：VMware NSX 通过在主机 TEP 之间将客机虚拟机流量封装在 Geneve 帧中，从而抽象化工作负载网络。这种封装将工作负载 IP 地址空间和分布式防火墙 (DFW) 政策与 VPC 底层解耦。
- 静态 VPC 路由（主备）：VPC 静态路由将叠加层工作负载 CIDR 范围定向到由区域级内部直通式网络负载均衡器前端的共享浮动 VIP。
- 使用 Network Connectivity Center 的动态 BGP 路由（主动-主动）：最多八个 NSX Tier-0 Edge 节点使用 Network Connectivity Center 路由器设备模型与 Cloud Router 实例建立外部 BGP (eBGP) 对等互连会话。此设计支持等价多路径 (ECMP) 路由和自动前缀交换。
如需了解详情，请参阅 NSX 叠加层和边缘路由。
存储架构
Compute Engine 裸金属实例包含直接挂接的本地 NVMe SSD，这些 SSD 可用作超融合基础架构的物理存储。每个 z3-highmem-192-highlssd-metal 主机都直接向 VMware ESXi 提供专用本地 NVMe SSD 存储。
您可以使用 VMware vSAN Express Storage Architecture (ESA) 作为主要超融合存储平台。vSAN ESA 针对本地 NVMe 闪存设备进行了优化，并支持压缩、加密和 RAID-5/RAID-6 纠删码。此外，vSAN 故障域与布置政策中的 Google Cloud 可用性网域 1:1 映射，以在整个集群中保持物理故障隔离。
补充文件和块存储
如需在不添加裸金属计算节点的情况下单独扩缩存储容量，您可以按如下方式将环境连接到 Google Cloud NetApp Volumes：
- NFS 数据存储区：将 NetApp Volumes NFS 卷装载为补充 vSphere 数据存储区，支持卷快照、克隆和复制。
- iSCSI 块存储：通过 VPC 网络使用多路径，为客户机操作系统和工作负载存储扩展挂接 NetApp Volumes iSCSI LUN。
后续步骤
- 在底层 VPC 网络、第 2 层 MAC 学习和 DNS 中探索主机接口和 DNS 设计。
- 如需了解底层负载均衡如何支持设备移动性，请参阅适用于 VCF 设备的高可用性负载均衡。
- 在 NSX 叠加层和边缘路由中查看叠加层路由拓扑。
- 阅读责任共担模型。