Edge-Hybridmuster

Last reviewed 2023-12-14 UTC

Für das Ausführen von Arbeitslasten in der Cloud müssen Clients in einigen Szenarien eine schnelle und zuverlässige Internetverbindung haben. Mit den heutigen Netzwerken stellt diese Anforderung selten ein Problem für die Cloudeinführung dar. Es gibt jedoch Szenarien, in denen eine kontinuierliche Verbindung nicht selbstverständlich ist, wie z. B.:

• Seeschiffe und andere Fahrzeuge sind möglicherweise nur zeitweise verbunden oder haben nur Zugang zu Satellitenverbindungen mit hoher Latenz.
• Fabriken oder Kraftwerke könnten zwar mit dem Internet verbunden sein, aber unter Umständen eine Betriebssicherheit erfordern, die die Verfügbarkeitsversprechen ihres Internetanbieters übersteigen.
• Einzelhandelsgeschäfte und Supermärkte sind möglicherweise nur gelegentlich verbunden oder nutzen Verbindungen, die nicht die erforderliche Zuverlässigkeit oder Durchsatzraten für geschäftskritische Transaktionen bieten.

Die Edge-Hybrid-Architektur versucht diese Herausforderungen durch Differenzierung zu bewältigen: Zeit- und geschäftskritische Arbeitslasten werden lokal an den Edge-Punkten des Netzwerks und alle anderen Arten von Arbeitslasten in der Cloud ausgeführt. In einer Edge-Hybrid-Architektur stellt die Internetverbindung keine kritische Komponente dar. Sie wird für Verwaltungszwecke und zum Synchronisieren oder Hochladen von Daten (oft asynchron) verwendet, ist jedoch weder an zeit- noch geschäftskritischen Transaktionen beteiligt. “

Vorteile

Wenn bestimmte Arbeitslasten an den Edge-Punkten und andere Arbeitslasten in der Cloud ausgeführt werden, ergeben sich mehrere Vorteile:

• Eingehender Traffic, also die Datenübertragung von den Edge-Punkten zu Google Cloud, ist möglicherweise kostenlos.
• Das Ausführen von geschäfts- und zeitkritischen Arbeitslasten sorgt für niedrige Latenz und Unabhängigkeit. Wenn die Internetverbindung fehlschlägt oder vorübergehend nicht verfügbar ist, können Sie trotzdem alle wichtigen Transaktionen ausführen. Gleichzeitig profitieren Sie für einen erheblichen Teil Ihrer gesamten Arbeitslast von der Nutzung der Cloud.
• Rechen- und Speichergeräte, in die bereits investiert wurde, können weiterverwendet werden.
• Der Anteil der Arbeitslasten, der an den Edge-Punkten ausgeführt wird, kann mit der Zeit schrittweise reduziert und in die Cloud verschoben werden, entweder durch Überarbeitung bestimmter Anwendungen oder Ausstattung einiger Edge-Standorte mit Internetverbindungen, die zuverlässiger sind.
• Projekte im Zusammenhang mit dem Internet der Dinge (IoT) können kosteneffizienter werden, indem sie Datenberechnungen lokal durchführen. Dadurch können Unternehmen einige Dienste lokal am Edge ausführen und verarbeiten, das näher an den Datenquellen liegt. Außerdem können Unternehmen damit selektiv Daten an die Cloud senden und so Kapazität, Datenübertragung, Verarbeitung und Gesamtkosten der IoT-Lösung reduzieren.
• Edge-Computing kann als Zwischenkommunikationsschicht zwischen Legacy- und modernisierten Diensten dienen. Beispiel: Dienste, die möglicherweise ein containerisiertes API-Gateway wie Apigee Hybrid ausführen. Dies ermöglicht die Einbindung von Legacy-Anwendungen und -Systemen in modernisierte Dienste wie IoT-Lösungen.

Best Practices

Beachten Sie beim Implementieren des Edge-Hybridmusters folgende Architekturempfehlungen:

• Wenn die Kommunikation unidirektional ist, verwenden Sie das Muster für gatewaygesteuerten eingehenden Traffic.
• Wenn die Kommunikation bidirektional ist, prüfen Sie das Muster für gatewaygesteuerten ausgehenden und gatewaygesteuerten eingehenden Traffic.
• Wenn die Lösung aus vielen Edge-Remote-Standorten besteht, die über das öffentliche Internet mit Google Cloud verbunden sind, können Sie eine softwaredefinierte WAN-Lösung (SD-WAN) verwenden. Sie können auch Network Connectivity Center mit einem SD-WAN-Router eines Drittanbieters verwenden, der von einem Google Cloud-Partner unterstützt wird, um die Bereitstellung und Verwaltung sicherer Verbindungen im großen Maßstab zu vereinfachen.
• Minimieren Sie Abhängigkeiten zwischen Systemen, die an Edge-Punkten ausgeführt werden, und Systemen, die in der Cloudumgebung laufen. Abhängigkeiten können die Zuverlässigkeits- und Latenzvorteile einer Edge-Hybrideinrichtung wieder zunichtemachen.
• Um mehrere Edge-Standorte effizient zu verwalten und zu betreiben, sollten Sie eine zentrale Verwaltungsebene und eine Monitoringlösung in der Cloud haben.
• Achten Sie darauf, dass die CI/CD-Pipelines und Tools für das Deployment und Monitoring in allen Cloud- und Edge-Umgebungen einheitlich sind.
• Prüfen Sie die Verwendung von Containern und Kubernetes, sofern möglich, um Unterschiede zwischen verschiedenen Edge-Punkten und auch zwischen Edge-Punkten und der Cloud durch Abstraktion zu überbrücken. Da Kubernetes eine gemeinsame Laufzeitebene bietet, können Sie Arbeitslasten für alle Rechenumgebungen einheitlich entwickeln, ausführen und betreiben. Sie können Arbeitslasten auch zwischen dem Edge und der Cloud verschieben.
  • Zur Vereinfachung der hybriden Einrichtung und des Hybridbetriebs können Sie für diese Architektur GKE Enterprise verwenden, wenn Container in den allen Umgebungen verwendet werden. Beachten Sie die möglichen Verbindungsoptionen, die Sie für die Verbindung eines in Ihrer lokalen oder Edge-Umgebung ausgeführten GKE Enterprise-Clusters mit Google Cloud benötigen.
• Obwohl einige GKE Enterprise-Komponenten während einer vorübergehenden Verbindungsunterbrechung zu Google Cloud möglicherweise beibehalten werden, verwenden Sie bei diesem Muster GKE Enterprise nicht als Nominalarbeitsmodus, wenn es von Google Cloud getrennt ist. Weitere Informationen finden Sie unter Auswirkungen einer vorübergehenden Trennung von Google Cloud.
• Um Inkonsistenzen in Protokollen, APIs, und Authentifizierungsmechanismen über verschiedene Backend- und Edge-Dienste hinweg zu überwinden, es empfiehlt sich, ggf. ein API-Gateway oder einen Proxy als vereinigende Fassade bereitzustellen. Dieses Gateway oder dieser Proxy fungierr als zentraler Kontrollpunkt und führt die folgende Maßnahmen durch:
  • Implementiert zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen.
  • Schützt Client-Apps und andere Dienste vor Änderungen am Back-End-Code.
  • Erleichtert Audit-Trails für die Kommunikation zwischen allen umgebungsübergreifenden Anwendungen und deren entkoppelten Komponenten.
  • Fungiert als Zwischenkommunikationsschicht zwischen Legacy- und modernisierten Diensten.
    • Mit Apigee und Apigee Hybrid können Sie Gateways für Unternehmen und Hybridgateways in lokalen Umgebungen, Edge-Umgebungen, anderen Clouds und Google Cloud-Umgebungen hosten und verwalten.
• Richten Sie eine gemeinsame Identität zwischen Umgebungen ein, damit sich Systeme über Umgebungsgrenzen hinweg sicher authentifizieren können.
• Da die zwischen Umgebungen ausgetauschten Daten möglicherweise vertraulich sind, müssen Sie dafür sorgen, dass die gesamte Kommunikation über VPN-Tunnel, TLS oder beides verschlüsselt wird.