架構總覽
本文提供 Google Cloud上的 VMware 解決方案架構總覽。
VMware 解決方案會在 Google Cloud 專案的專用 Compute Engine 裸機執行個體上，執行 VMware Cloud Foundation (VCF) 9.1。裸機執行個體會直接連線至虛擬私有雲網路，並使用本機 NVMe SSD 做為 VMware vSAN 儲存空間。
下圖顯示用戶專案中 VMware 解決方案的高階架構，以及該架構如何對應至 VCF 機群 (點選可放大)：
基礎架構元件調整
VMware 解決方案會將 Google Cloud 基礎架構建構與 VCF 元件對齊，如下所示：
- Google Cloud 用戶專案和虛擬私有雲 (VPC) 網路：做為頂層管理邊界，包含虛擬私有雲網路、子網路、防火牆規則和運算資源。
- 裸機節點和 ESXi 主機：搭載本機 NVMe SSD 且執行 VMware ESXi 的專用 Compute Engine 裸機執行個體 (
z3-highmem-192-highlssd-metal)。 - 配置政策和 vSphere 叢集：Compute Engine 分散配置政策可控管可用區內執行個體的實體分布，保護 vSphere 叢集免受局部硬體中斷影響。
- 可用性網域和 vSAN 容錯網域：可用區內的邏輯資源分組，可提供實體硬體隔離，並以 1:1 的比例對應至 VMware vSAN 容錯網域。
下表摘要說明支援的 Compute Engine 裸機機器類型：
| 機型 | vCPU (實體核心) | 記憶體 (GiB) | 本機 NVMe SSD 儲存空間 (TiB) | 網路頻寬 |
|---|---|---|---|---|
z3-highmem-192-highlssd-metal |
192 (96) | 1,536 | 70.31 | 200 Gbps |
網路架構
VMware 解決方案會直接在虛擬私有雲網路中部署裸機主機和管理設備，如下圖所示 (點選可放大)：
底層虛擬私有雲網路和介面對應
底層網路會對應 Compute Engine 和 VMware ESXi 之間的實體和虛擬介面，如下所示：
- 硬體對虛擬介面對應：每個裸機主機都透過 200 Gbps 網路介面連線。Compute Engine 會將這個介面提供給 ESXi，做為未標記管理流量的主要虛擬網路介面 (
nic0)，以及 802.1Q VLAN 標記流量的動態子介面 (nic0.2、nic0.3、nic0.4和其他 VLAN 介面)。 - 流量區隔：VMware Virtual Distributed Switch (VDS) 會在專屬區域虛擬私有雲子網路中分隔 VMkernel 連接埠，包括用於管理的
vmk0、用於 vMotion 的vmk1、用於 vSAN 儲存空間的vmk2，以及用於 NSX 通道端點 (TEP) 的vmk10(或vmk3)。 - 第 2 層模擬和動態 MAC 學習：指定的虛擬私有雲子網路會攔截位址解析通訊協定 (ARP) 和免費 ARP (GARP) 框架。這項功能會對 Google Cloud Andromeda 資料層進行程式設計，以動態學習 VMware MAC 位址，並在執行個體之間模擬第 2 層廣播網域。
詳情請參閱「底層虛擬私有雲網路、第 2 層 MAC 學習和 DNS」。
VCF 設備的高可用性負載平衡
管理虛擬設備會在虛擬私有雲底層上執行，並使用 Google Cloud負載平衡功能，確保高可用性：
- 第 3 層底層設備部署：需要直連虛擬私有雲的管理設備 (例如 vCenter Server、SDDC Manager 和叢集 NSX Manager 節點)，會直接位於底層虛擬私有雲子網路上。
- 快速 IP 移動 (
GARP_RA)：由於路由虛擬私有雲網路不依賴實體交換器 MAC 學習，VMware 解決方案會使用區域性內部直通式網路負載平衡器和區域性後端服務，支援 vMotion 行動性和容錯移轉。當管理設備遷移或容錯移轉至其他 ESXi 主機時，設備會發出 GARP 框架，負載平衡器會立即將虛擬 IP (VIP) 流量導向目標主機介面。
詳情請參閱「VCF 設備的高可用性負載平衡」。
疊加架構和南北向轉送
VMware NSX 會管理工作負載網路，並使用下列兩種路由模式之一，連線至虛擬私有雲底層：
- 分離式疊加架構：VMware NSX 會將客體 VM 流量封裝在主機 TEP 的 Geneve 框架中，藉此抽象化工作負載網路。這種封裝方式可將工作負載 IP 位址空間和分散式防火牆 (DFW) 政策，與虛擬私有雲底層分離。
- 靜態虛擬私有雲路由 (主動-待命)：虛擬私有雲靜態路由會將疊加工作負載 CIDR 範圍導向共用浮動 VIP，並由區域性內部直通式網路負載平衡器前端處理。
- 使用 Network Connectivity Center (主動-主動) 進行動態 BGP 轉送：最多八個 NSX 第 0 層邊緣節點會使用 Network Connectivity Center 路由器設備模型，與 Cloud Router 執行個體建立外部 BGP (eBGP) 對接工作階段。這項設計支援等價多路徑 (ECMP) 轉送和自動前置字元交換。
詳情請參閱「NSX 疊加和邊緣路由」。
儲存空間架構
Compute Engine 裸機執行個體包含直接連接的本機 NVMe SSD，可做為超融合基礎架構的實體儲存空間。每個 z3-highmem-192-highlssd-metal 主機都會直接向 VMware ESXi 提供專屬的本機 NVMe SSD 儲存空間。
您可以使用 VMware vSAN Express Storage Architecture (ESA) 做為主要超融合儲存平台。vSAN ESA 針對本機 NVMe 快閃裝置進行最佳化，並支援壓縮、加密和 RAID-5/RAID-6 糾刪碼。此外，vSAN 容錯網域會與配置政策中的 Google Cloud 可用性網域一對一對應，以維持整個叢集的實體故障隔離。
補充檔案和區塊儲存空間
如要獨立擴充儲存空間容量，而不新增裸機運算節點，可以按照下列步驟將環境連結至 Google Cloud NetApp Volumes：
- NFS 資料儲存庫：將 NetApp Volumes NFS 磁碟區掛接為補充 vSphere 資料儲存庫，支援磁碟區快照、複製和複製。
- iSCSI 區塊儲存空間：透過虛擬私有雲網路使用多路徑，為客體作業系統和工作負載儲存空間擴充功能附加 NetApp Volumes iSCSI LUN。
後續步驟
- 如要瞭解主機介面和 DNS 設計，請參閱「底層虛擬私有雲網路、第 2 層 MAC 學習和 DNS」。
- 如要瞭解底層負載平衡如何支援設備行動性，請參閱「VCF 設備的高可用性負載平衡」。
- 請參閱「NSX 疊加和邊緣路由」，查看疊加路由拓撲。
- 請參閱共同責任模式。