In diesem Abschnitt des Leitfadens Archetypen für Bereitstellungen in Google Cloud werden die Bereitstellungs-Archetypen in Bezug auf Verfügbarkeit, Robustheit bei Ausfällen, Kosten und operative Komplexität verglichen.
Die folgende Tabelle fasst die Vergleichsanalyse für die grundlegenden Archetypen für Bereitstellungen zusammen: zonal, regional, multiregional und global. Bei der Hybrid- und Multi-Cloud-Topologie wirkt sich der Archetyp für Bereitstellungen, der für den Google Cloud-Teil der Topologie verwendet wird, auf die Verfügbarkeit, Robustheit bei Ausfällen, Kosten und operative Komplexität aus.
| Designaspekte | Zonal | Regional | Multiregional | Global |
|---|---|---|---|---|
| Verfügbarkeit der Infrastruktur | 99,9 % (3 Neunen) | 99,9 % (4 Neunen) | 99,9 % (5 Neunen) | 99,9 % (5 Neunen) |
| Robustheit der Infrastruktur bei zonalen Ausfällen | RTO in Stunden oder Tagen | Nahezu null RTO bei synchroner Replikation | Nahezu null RTO bei synchroner Replikation | Nahezu null RTO bei synchroner Replikation |
| Robustheit der Infrastruktur bei regionalen Ausfällen | RTO in Stunden oder Tagen | RTO in Stunden oder Tagen | Nahezu null RTO bei synchroner Replikation | Nahezu null RTO bei synchroner Replikation |
| Kosten für Google Cloud-Ressourcen | Niedrig | Mittel | Hoch | Mittel |
| Operative Komplexität | Einfacher als die anderen Bereitstellungs-Archetypen | Komplexer als zonal | Komplexer als regional | Potenziell einfacher als multiregional |
In den folgenden Abschnitten wird die vergleichende Analyse beschrieben, die in der vorherigen Tabelle zusammengefasst ist.
Verfügbarkeit der Infrastruktur
In den folgenden Abschnitten werden die Unterschiede der Infrastrukturverfügbarkeit zwischen den Bereitstellungs-Archetypen beschrieben.
Archetyp für zonale, regionale, multiregionale und globale Bereitstellungen
Die Google Cloud-Infrastruktur unterstützt eine Zielverfügbarkeit von 99,9 % für Arbeitslasten, wenn Sie den Archetyp für zonale Bereitstellungen verwenden, 99,99 % für regionale Bereitstellungen und 99,999 % für multiregionale und globale Bereitstellungen. Diese Verfügbarkeitswerte sind Ziele für die Infrastruktur auf Plattformebene.
Die Verfügbarkeit, die Sie von einer in Google Cloud ausgeführten Anwendung erwarten können, hängt neben dem Bereitstellungs-Archetyp von folgenden Faktoren ab:
- Design der Anwendung
- Anzahl der voneinander abhängigen Ebenen im Anwendung-Stack
- Service Level Agreements (SLAs) zur Verfügbarkeit der verwendeten Google Cloud-Dienste
- Anzahl der redundanten Ressourcen
- Standortbereiche der Ressourcen
Weitere Informationen finden Sie unter Bausteine für Zuverlässigkeit in Google Cloud erstellen.
Archetyp für Hybrid- und Multi-Cloud-Bereitstellungen
Bei einer Hybrid- oder Multi-Cloud-Topologie hängt die Gesamtverfügbarkeit von der Infrastruktur in den einzelnen Umgebungen und den Abhängigkeiten zwischen den Umgebungen ab.
- Wenn kritische Abhängigkeiten zwischen Komponenten in Google Cloud und Komponenten außerhalb von Google Cloud bestehen, ist die Gesamtverfügbarkeit niedriger als die Verfügbarkeit der Komponente mit der geringsten Verfügbarkeit in allen Umgebungen.
- Wenn jede Komponente der Anwendung redundant in Google Cloud und lokal oder auf anderen Cloud-Plattformen bereitgestellt wird, sorgt die Redundanz eine hohe Verfügbarkeit.
Robustheit der Infrastruktur bei zonalen und regionalen Ausfällen
In den folgenden Abschnitten werden die Unterschiede zwischen den Bereitstellungs-Archetypen im Hinblick auf die Fähigkeit der Infrastruktur beschrieben, Arbeitslasten bei einem zonalen oder regionalen Ausfall von Google Cloud weiterhin zu unterstützen.
Archetyp für zonale Bereitstellungen
Eine Architektur, die den grundlegenden Bereitstellungs-Archetyp für eine einzelne Zone verwendet, ist nicht gegen zonale Ausfälle resistent. Sie müssen die Wiederherstellung nach zonalen Ausfällen anhand Ihres Recovery Point Objective (RPO) und des Recovery Time Objective (RTO) planen. Sie können beispielsweise ein passives oder verkleinertes Replikat der Infrastruktur in einer anderen (Failover-)Zone verwalten. Wenn ein Ausfall in der primären Zone auftritt, können Sie die Datenbank in der Failover-Zone zur primären Datenbank hochstufen und den Load Balancer aktualisieren, um Traffic an das Frontend in der Failover-Zone zu senden.
Archetyp für regionale Bereitstellungen
Eine Architektur mit einem regionalen Bereitstellungs-Archetyp ist gegen zonale Ausfälle resistent. Ein Ausfall in einer Zone hat wahrscheinlich keine Auswirkungen auf die Infrastruktur in anderen Zonen. Das RTO liegt fast bei null, wenn Daten synchron repliziert werden. Wenn ein Ausfall jedoch eine gesamte Google Cloud-Region betrifft, ist die Anwendung nicht mehr verfügbar. Planen Sie die Wiederherstellung nach Ausfällen entsprechend dem RPO und RTO für die Anwendung. Sie können beispielsweise ein passives Replikat der Infrastruktur in einer anderen Region bereitstellen und das Replikat bei Ausfällen in der Region aktivieren.
Archetyp für multiregionale oder globale Bereitstellungen
Eine Architektur mit einem Archetyp für multiregionale oder globale Bereitstellungen ist gegen zonale und regionale Ausfälle resistent. Das RTO liegt fast bei null, wenn Daten synchron repliziert werden. Eine Architektur, bei der die Anwendung als global verteiltes standortunabhängiges Paket ausgeführt wird, bietet die höchste Robustheit bei regionalen Ausfällen.
Archetyp für Hybrid- und Multi-Cloud-Bereitstellungen
Die Robustheit einer Hybrid- und Multi-Cloud-Architektur hängt von der Robustheit jeder einzelnen Umgebung (Google Cloud, lokal und anderen Cloud-Plattformen) sowie den Abhängigkeiten zwischen den Umgebungen ab.
Wenn beispielsweise jede Komponente einer Anwendung redundant in Google Cloud und einer anderen Umgebung (lokal oder andere Cloud-Plattform) ausgeführt wird, ist die Anwendung gegen beliebige Google Cloud-Ausfälle resistent. Wenn kritische Abhängigkeiten zwischen Komponenten in Google Cloud und Komponenten, die lokal oder auf anderen Cloud-Plattformen bereitgestellt werden, vorhanden sind, hängt die Robustheit bei Ausfällen in Google Cloud von der Robustheit des Bereitstellungs-Archetyps ab, den Sie für den Google Cloud-Teil der Architektur verwenden.
Kosten für Google Cloud-Ressourcen
Die Kosten der für eine Anwendung erforderlichen Google Cloud-Ressourcen hängen von den verwendeten Google Cloud-Diensten, der Anzahl der bereitgestellten Ressourcen, dem Zeitraum, für den Sie Ressourcen aufbewahren oder verwenden, sowie dem ausgewählten Bereitstellungs-Archetyp ab. Sie können den Google Cloud-Preisrechner verwenden, um die Kosten von Google Cloud-Ressourcen in einer Architektur für jeden Bereitstellungs-Archetyp zu schätzen.
In den folgenden Abschnitten werden die Kostenunterschiede der Google Cloud-Ressourcen für die verschiedenen Bereitstellungs-Archetypen beschrieben.
Archetyp für zonale Bereitstellungen im Vergleich zum Archetyp für regionale und multiregionale Bereitstellungen
Im Vergleich zu einer Architektur mit dem Archetyp für zonale Bereitstellungen können bei einer Architektur mit dem Archetyp für multiregionale Bereitstellungen zusätzliche Kosten für redundanten Speicher anfallen. Außerdem müssen die Datenübertragungskosten für Netzwerktraffic berücksichtigt werden, der regionale Grenzen überschreitet.
Archetyp für globale Bereitstellungen
Mit diesem Archetyp haben Sie die Möglichkeit, hochverfügbare globale Ressourcen wie einen globalen Load Balancer zu verwenden. Die Kosten für die Einrichtung und den Betrieb der Cloud-Ressourcen können niedriger sein als bei einer Bereitstellung in mehreren Regionen, bei der Sie mehrere Instanzen regionaler Ressourcen bereitstellen und konfigurieren. Globale Ressourcen können jedoch in einigen Fällen höhere Kosten verursachen. Der globale Load Balancer erfordert beispielsweise ein Netzwerk der Premium-Stufe. Für regionale Load Balancer hingegen können Sie die Standardstufe auswählen.
Archetyp für Hybrid- und Multi-Cloud-Bereitstellungen
In einer Architektur mit Hybrid- oder Multi-Cloud-Bereitstellung müssen Sie neben den Kosten der bereitgestellten Ressourcen weitere Kosten berücksichtigen. Berücksichtigen Sie beispielsweise Kosten für Hybrid- oder cloudübergreifende Netzwerke sowie die Kosten für das Monitoring und die Verwaltung der Ressourcen in mehreren Umgebungen.
Überlegungen zu allen Bereitstellungs-Archetypen
Wenn Sie die Kosten für die Ausführung einer Cloud-Arbeitslast bewerten, müssen Sie neben den Kosten für die von Ihnen bereitgestellten Google Cloud-Ressourcen weitere Kosten berücksichtigen. Berücksichtigen Sie beispielsweise die Personalkosten und die Kosten für das Entwerfen, Erstellen und Warten Ihrer Cloud-Bereitstellung.
Berücksichtigen Sie auch die Kosten pro Arbeitseinheit, die von der Anwendung ausgeführt wird, um die Kosten der Google Cloud-Ressourcen zwischen den Bereitstellungs-Archetypen zu vergleichen. Ermitteln Sie Arbeitseinheiten, die die Geschäftstreiber der Anwendung widerspiegeln, z. B. die Anzahl der Nutzer, für die die Anwendung dient, oder die Anzahl der verarbeiteten Anfragen.
Durch eine sorgfältige Verwaltung der Auslastung Ihrer Google Cloud-Ressourcen und die Einführung von Best Practices, die von Google empfohlen werden, können Sie die Kosten Ihrer Cloud-Bereitstellungen optimieren. Weitere Informationen finden Sie unter Google Cloud-Architektur-Framework: Kostenoptimierung.
Operative Komplexität
In den folgenden Abschnitten werden die Unterschiede in der operativen Komplexität zwischen den Bereitstellungs-Archetypen beschrieben. Diese hängen von der Anzahl der benötigten Infrastrukturressourcen, Features und Anwendungspakete ab.
Archetyp für zonale Bereitstellungen im Vergleich zum Archetyp für regionale und multiregionale Bereitstellungen
Eine Architektur, die auf dem Archetyp für zonale Bereitstellungen basiert, ist im Vergleich zu den anderen Bereitstellungsarchitekturen einfacher einzurichten und zu betreiben. Eine Anwendung, die in mehreren Zonen oder Regionen redundant ausgeführt wird, erfordert aus folgenden Gründen einen höheren Betriebsaufwand:
- Der Status der Anwendungsstacks an mehreren Standorten muss überwacht werden, sowohl auf Stackebene als auch für jede Komponente der Anwendung.
- Wenn eine Komponente an einem beliebigen Ort nicht mehr verfügbar ist, müssen laufende Anfragen ordnungsgemäß verarbeitet werden.
- Änderungen an der Anwendung müssen mit Bedacht eingeführt werden.
- Die Datenbanken müssen für alle Standorte synchronisiert werden.
Archetyp für globale Bereitstellungen
Mit dem Archetyp für globale Bereitstellungen können Sie hochverfügbare globale Ressourcen wie einen globalen Load Balancer und eine globale Datenbank verwenden. Der Aufwand für die Einrichtung und Nutzung von Cloud-Ressourcen kann geringer sein als bei einer Bereitstellung in mehreren Regionen, bei der mehrere Instanzen regionaler Ressourcen verwaltet werden müssen. Sie müssen jedoch Änderungen an globalen Ressourcen sorgfältig verwalten.
Der Aufwand für den Betrieb einer Architektur, die den Archetyp der globalen Bereitstellung verwendet, hängt auch davon ab, ob Sie einen verteilten, standortunabhängigen Stack oder mehrere regional isolierte Stacks bereitstellen:
- Eine verteilte, standortunabhängige Anwendung kann flexibler erweitert und skaliert werden. Wenn beispielsweise bestimmte Komponenten nur an bestimmten Standorten kritische Anforderungen an die Latenzzeit für den Endbenutzer haben, können Sie diese Komponenten an den erforderlichen Standorten bereitstellen und den Rest des Stacks an anderen Standorten ausführen.
- Eine Anwendung, die als mehrere regional isolierte Pakete bereitgestellt wird, erfordert aufgrund der folgenden Faktoren einen höheren Aufwand für Betrieb und Wartung:
- Der Status der Anwendungsstacks an mehreren Standorten muss überwacht werden, sowohl auf Stackebene als auch für jede Komponente.
- Wenn eine Komponente an einem beliebigen Ort nicht verfügbar ist, müssen laufende Anfragen ordnungsgemäß verarbeitet werden.
- Änderungen an der Anwendung müssen mit Bedacht eingeführt werden.
- Die Datenbanken müssen für alle Standorte synchronisiert sein.
Archetyp für Hybrid- und Multi-Cloud-Bereitstellungen
Hybrid- oder Multi-Cloud-Topologien erfordern einen höheren Aufwand für Einrichtung und Betrieb als Architekturen, die nur Google Cloud verwenden.
- Ressourcen müssen in den lokalen und der Google Cloud-Topologie einheitlich verwaltet werden. Zum Verwalten von containerisierten Hybridanwendungen können Sie Lösungen wie GKE Enterprise verwenden. Dies ist ein einheitliches Cloud-Betriebsmodell, mit dem Kubernetes-Cluster an mehreren Standorten bereitgestellt, aktualisiert und optimiert werden können.
- Sie benötigen eine Möglichkeit, Ressourcen effizient auf mehreren Plattformen bereitzustellen und zu verwalten. Mit Tools wie Terraform lässt sich der Aufwand für die Bereitstellung reduzieren.
- Die Sicherheitsfunktionen und -tools sind nicht auf allen Cloud-Plattformen standardmäßig vorhanden. Ihre Sicherheitsadministratoren müssen Fähigkeiten und Fachwissen erwerben, um die Sicherheit von Ressourcen zu verwalten, die auf allen von Ihnen verwendeten Cloud-Plattformen verteilt sind.