Implantação multirregional no Compute Engine

Last reviewed 2024-02-20 UTC

Neste documento, você encontra uma arquitetura de referência para um aplicativo de várias camadas executado em VMs do Compute Engine em diversas regiões no Google Cloud. O documento também fornece orientações para ajudar você a criar uma arquitetura que usa outros serviços de infraestrutura do Google Cloud. Aqui, descrevemos os fatores de projeto que você precisa considerar ao criar uma arquitetura multirregional para seus aplicativos de nuvem. Os arquitetos de nuvem são o público-alvo deste documento.

Arquitetura

A Figura 1 mostra uma arquitetura para um aplicativo que é executado no modo ativo-ativo em pilhas isoladas implantadas em duas regiões do Google Cloud. Em cada região, o aplicativo é executado em três zonas. A arquitetura está alinhada ao arquétipo de implantação multirregional. Isso garante que sua topologia do Google Cloud seja robusta em relação a interrupções de zona e região e que forneça baixa latência para usuários de aplicativos.

Arquitetura multirregional usando um balanceador de carga global

Figura 1. Um balanceador de carga global encaminha solicitações de usuários para pilhas de aplicativos isoladas regionalmente.

A arquitetura é baseada no modelo de nuvem infraestrutura como serviço (IaaS). Você provisiona os recursos de infraestrutura necessários (computação, rede e armazenamento) no Google Cloud e mantém total controle e responsabilidade pelo sistema operacional, middleware e camadas superiores da pilha de aplicativos. Para saber mais sobre IaaS e outros modelos de nuvem, consulte PaaS x IaaS x SaaS x CaaS: qual é a diferença entre eles?

O diagrama anterior inclui os seguintes componentes:

Componente Purpose
Balanceador de carga externo global

O balanceador de carga externo global recebe e distribui solicitações de usuários para o aplicativo. O balanceador de carga externo global anuncia um único endereço IP anycast, mas é implementado como um grande número de proxies no Google Front Ends (GFEs). As solicitações são direcionadas para o GFE mais próximo do cliente.

Dependendo dos requisitos, é possível usar um balanceador de carga de aplicativo externo global ou um balanceador de carga de rede de proxy externo global. Para mais informações, consulte Escolher um balanceador de carga.
Grupos gerenciados de instâncias (MIGs) regionais para o nível da Web

A camada da Web do aplicativo é implantada nas VMs do Compute Engine que fazem parte de MIGs regionais. Esses MIGs são os back-ends do balanceador de carga global.

Cada MIG contém VMs do Compute Engine em três zonas diferentes. Cada uma dessas VMs hospeda uma instância independente do nível da Web do aplicativo.
Balanceadores de carga internos regionais

O balanceador de carga interno em cada região distribui o tráfego das VMs de nível da Web para as VMs de nível de aplicativo nessa região.

Dependendo dos seus requisitos, é possível usar um balanceador de carga de aplicativo interno regional ou um balanceador de carga de rede. Para mais informações, consulte Escolher um balanceador de carga.
MIGs regionais para o nível do aplicativo

O nível do aplicativo é implantado nas VMs do Compute Engine que fazem parte de MIGs regionais. O MIG em cada região é o back-end do balanceador de carga interno nessa região.

Cada MIG contém VMs do Compute Engine em três zonas diferentes. Cada VM hospeda uma instância independente do nível do aplicativo.
Banco de dados de terceiros implantado nas VMs do Compute Engine

Um banco de dados de terceiros, como o PostgreSQL, é implantado em VMs do Compute Engine nas duas regiões. É possível configurar a replicação entre regiões para os bancos de dados e configurar o banco de dados em cada região para fazer o failover para o banco de dados na outra região. Os recursos de replicação e failover dependem do banco de dados usado.

A instalação e o gerenciamento de um banco de dados de terceiros envolve mais esforço e custos operacionais para aplicar atualizações, monitorar e garantir a disponibilidade. Evite a sobrecarga de instalar e gerenciar um banco de dados de terceiros e aproveitar os recursos integrados de alta disponibilidade (HA) usando um banco de dados totalmente gerenciado, como um banco de dados multirregional. instância do Spanner.
Rede de nuvem privada virtual e sub-redes Todos os recursos do Google Cloud na arquitetura usam uma única rede VPC que tem sub-redes em duas regiões diferentes.
Buckets birregionais do Cloud Storage Os backups de dados do aplicativo são armazenados em buckets birregionais do Cloud Storage. Como alternativa, é possível usar o Serviço de backup e DR para criar, armazenar e gerenciar os backups do banco de dados.

Casos de uso

Nesta seção, descrevemos os casos de uso em que uma implantação multirregional no Compute Engine é uma escolha apropriada.

Migração eficiente de aplicativos no local

É possível usar essa arquitetura de referência para criar uma topologia do Google Cloud para re-hospedar (migração lift-and-shift) aplicativos locais na nuvem com alterações mínimas nos aplicativos. Todos os níveis do aplicativo nesta arquitetura de referência são hospedados em VMs do Compute Engine. Essa abordagem permite que você migre aplicativos no local de maneira eficiente para a nuvem e aproveite os benefícios de custo, confiabilidade, desempenho e simplicidade operacional que o Google Cloud oferece.

Alta disponibilidade para usuários dispersos geograficamente

Recomendamos uma implantação multirregional para aplicativos essenciais para os negócios em que a alta disponibilidade e a robustez para enfrentar interrupções na região são essenciais. Se uma região ficar indisponível por qualquer motivo (mesmo uma interrupção em grande escala causada por um desastre natural), os usuários do aplicativo não terão tempo de inatividade. O tráfego é encaminhado para o aplicativo nas outras regiões disponíveis. Se os dados forem replicados de maneira síncrona, o objetivo de tempo de recuperação (RTO) será próximo de zero.

Baixa latência para usuários de aplicativos

Se os usuários estiverem em uma área geográfica específica, como um continente, use uma implantação multirregional para alcançar um equilíbrio ideal entre disponibilidade e desempenho. Quando uma das regiões tem uma interrupção, o balanceador de carga global envia as solicitações originadas nessa região para outra. Os usuários não percebem um impacto significativo no desempenho porque as regiões estão dentro de uma área geográfica.

Alternativa de design

Uma arquitetura que usa um balanceador de carga global (Figura 1) é compatível com determinados recursos que ajudam a melhorar a confiabilidade das implantações, como armazenamento em cache de borda usando Cloud CDN: Nesta seção, apresentamos uma arquitetura alternativa que usa balanceadores de carga regionais e o Cloud DNS, como mostrado na Figura 2. Essa arquitetura alternativa é compatível com os seguintes recursos extras:

  • Encerramento do Transport Layer Security (TLS) em regiões especificadas.
  • Capacidade de exibir conteúdo da região especificada. No entanto, essa região pode não ser a de melhor desempenho em um determinado momento.
  • Um intervalo mais amplo de protocolos de conexão se você usar um balanceador de carga de rede de passagem.

Para mais informações sobre as diferenças entre balanceadores de carga regionais e globais, consulte a seguinte documentação:

Arquitetura multirregional usando balanceadores de carga regionais e DNS.

Figura 2. O Cloud DNS encaminha solicitações de usuários para balanceadores de carga regionais.

Assim como a arquitetura da figura 1, a da figura 2 é robusta contra interrupções de zona e região. Uma zona pública do Cloud DNS encaminha as solicitações do usuário para a região apropriada. Esses balanceadores recebem solicitações de usuários e as distribuem entre as instâncias do nível da Web do aplicativo em cada região. Os outros componentes dessa arquitetura são idênticos aos componentes da arquitetura baseada no balanceador de carga global.

Considerações sobre o design

Nesta seção, você encontra orientações sobre como usar essa arquitetura de referência para desenvolver uma arquitetura que atenda aos requisitos específicos de projeto, segurança e conformidade, confiabilidade, eficiência operacional, custo e desempenho do sistema.

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Design do sistema

Nesta seção, fornecemos orientações para ajudar você a escolher regiões do Google Cloud para sua implantação multirregional e selecionar os serviços apropriados do Google Cloud.

Seleção da região

Ao escolher as regiões do Google Cloud em que seus aplicativos precisam ser implantados, considere os seguintes fatores e requisitos:

  • Disponibilidade dos serviços do Google Cloud em cada região. Para mais informações, consulte Produtos disponíveis por local.
  • Disponibilidade de tipos de máquina do Compute Engine em cada região. Para mais informações, consulte Regiões e zonas.
  • Requisitos de latência do usuário final
  • Custo dos recursos do Google Cloud
  • Custos da transferência de dados entre regiões
  • Requisitos regulatórios

Alguns desses fatores e requisitos podem envolver compensações. Por exemplo, a região mais econômica pode não ter a menor pegada de carbono. Para mais informações, consulte Selecionar zonas e regiões geográficas no Framework de arquitetura do Google Cloud.

Serviços do Compute

A arquitetura de referência neste documento usa VMs do Compute Engine para todos os níveis do aplicativo. Dependendo dos requisitos do aplicativo, é possível escolher outros serviços de computação do Google Cloud:

  • É possível executar aplicativos conteinerizados nos clusters do Google Kubernetes Engine (GKE). O GKE é um mecanismo de orquestração de contêineres que automatiza a implantação, o escalonamento e o gerenciamento de aplicativos em contêineres.
  • Se você preferir concentrar as iniciativas de TI nos dados e aplicativos em vez de configurar e operar recursos de infraestrutura, use serviços sem servidor, como o Cloud Run e o Cloud Functions.

A decisão de usar VMs, contêineres ou serviços sem servidor envolve uma troca entre flexibilidade de configuração e esforço de gerenciamento. As VMs e os contêineres oferecem mais flexibilidade de configuração, mas você é responsável por gerenciar os recursos. Em uma arquitetura sem servidor, as cargas de trabalho são implantadas em uma plataforma pré-configurada que requer esforço mínimo de gerenciamento. Para mais informações sobre como escolher serviços de computação adequados para suas cargas de trabalho no Google Cloud, consulte Escolher e gerenciar computação no Framework de arquitetura do Google Cloud.

Serviços de armazenamento

As arquiteturas mostradas neste documento usam volumes regionais do Persistent Disk em todos os níveis. Os discos permanentes oferecem replicação síncrona de dados em duas zonas dentro de uma região.

Outras opções de armazenamento para implantações multirregionais incluem buckets birregionais ou multirregionais do Cloud Storage. Os objetos armazenados em um bucket birregional ou multirregional são armazenados de maneira redundante em pelo menos dois locais geográficos diferentes. Os metadados são gravados de modo síncrono em todas as regiões e replicados de maneira assíncrona. Nos buckets birregionais, use a replicação turbo, que garante que os objetos sejam replicados em pares de regiões, com um objetivo do ponto de recuperação (RPO, na sigla em inglês) de 15 minutos. Para mais informações, consulte Disponibilidade e durabilidade dos dados.

Para armazenar dados compartilhados entre várias VMs em uma região, como em todas as VMs no nível da Web ou do aplicativo, use uma instância corporativa do Filestore. Os dados que você armazena em uma instância do Filestore Enterprise são replicados de maneira síncrona em três zonas na região. Essa replicação garante alta disponibilidade e robustez contra interrupções dos serviços da zona. É possível armazenar arquivos de configuração compartilhados, ferramentas e utilitários comuns e registros centralizados na instância do Filestore e ativá-la em várias VMs.

Se o banco de dados for o Microsoft SQL Server, será possível implantar uma instância de cluster de failover (FCI, na sigla em inglês) e usar o Google Cloud NetApp Volumes totalmente gerenciado para fornecer armazenamento SMB de disponibilidade contínua (CA) para o banco de dados.

Ao projetar o armazenamento para suas cargas de trabalho multirregionais, considere as características funcionais das cargas de trabalho, requisitos de resiliência, expectativas de desempenho e metas de custo. Para mais informações, consulte Criar uma estratégia de armazenamento ideal para sua carga de trabalho na nuvem.

Serviços de banco de dados

A arquitetura de referência neste documento usa um banco de dados de terceiros, como o PostgreSQL, que é implantado em VMs do Compute Engine. A instalação e o gerenciamento de um banco de dados de terceiros envolve esforço e custo para operações como aplicação de atualizações, monitoramento e garantia de disponibilidade, realização de backups e recuperação de falhas.

Para evitar o esforço e o custo de instalação e gerenciamento de um banco de dados de terceiros, use um serviço de banco de dados totalmente gerenciado, como Cloud SQL, AlloyDB para PostgreSQL, Cloud Bigtable, Spanner ou Firestore. Esses serviços de banco de dados do Google Cloud fornecem contratos de nível de serviço (SLAs) de tempo de atividade e incluem recursos padrão para escalonabilidade e observabilidade. Se as cargas de trabalho exigirem um banco de dados Oracle, use a Solução Bare Metal fornecida pelo Google Cloud. Para uma visão geral dos casos de uso para os quais cada serviço de banco de dados do Google Cloud é adequado, consulte Bancos de dados do Google Cloud.

Ao escolher e configurar o banco de dados para uma implantação multirregional, considere os requisitos do aplicativo quanto à consistência de dados entre regiões e esteja ciente das compensações de desempenho e custo.

  • Se o aplicativo exigir consistência forte, ou seja, todos os usuários precisam ler os mesmos dados o tempo todo, eles precisam ser replicados de maneira síncrona em todas as regiões da arquitetura. No entanto, a replicação síncrona pode levar a custos mais altos e desempenho reduzido, porque todos os dados gravados precisam ser replicados em tempo real nas regiões antes de ficarem disponíveis para operações de leitura.
  • Se o aplicativo puder tolerar a consistência posterior, será possível replicar dados de maneira assíncrona. Isso ajuda a melhorar o desempenho, já que os dados não precisam ser replicados de maneira síncrona entre as regiões. No entanto, usuários em regiões distintas podem ler dados diferentes, porque eles podem não ter sido totalmente replicados no momento da solicitação.

Segurança e compliance

Nesta seção, descrevemos os fatores que você precisa considerar ao usar essa arquitetura de referência para projetar e criar uma topologia multirregional no Google Cloud que atenda aos requisitos de segurança e conformidade das suas cargas de trabalho.

Proteção contra ameaças

Para proteger o aplicativo contra ameaças como ataques distribuídos de negação de serviço (DDoS) e scripting em vários locais (XSS), use as políticas de segurança do Google Cloud Armor. Cada política é um conjunto de regras que especifica determinadas condições que precisam ser avaliadas e ações a serem tomadas quando as condições são atendidas. Por exemplo, uma regra pode especificar que, se o endereço IP de origem do tráfego de entrada corresponder a um endereço IP ou intervalo CIDR específico, o tráfego precisará ser negado. Além disso, é possível aplicar regras de firewall de aplicativos da Web (WAF) pré-configuradas. Para mais informações, consulte Visão geral da política de segurança.

Acesso externo para VMs

Na arquitetura de referência descrita neste documento, as VMs que hospedam o nível do aplicativo, o nível da Web e os bancos de dados não precisam de acesso de entrada da Internet. Não atribua endereços IP externos a essas VMs. Os recursos do Google Cloud que têm apenas um endereço IP interno particular ainda podem acessar determinadas APIs e serviços do Google usando o Private Service Connect ou o Acesso privado do Google. Para mais informações, consulte Opções de acesso privado para serviços.

Para ativar conexões de saída seguras de recursos do Google Cloud que têm apenas endereços IP privados, como as VMs do Compute Engine nesta arquitetura de referência, use o Cloud NAT.

Segurança de imagens de VM

Para garantir que suas VMs usem apenas imagens aprovadas (ou seja, imagens com software que atenda aos requisitos de política ou segurança), defina uma política da organização que restrinja o uso de imagens em projetos de imagens públicas específicos. Para mais informações, consulte Como configurar políticas de imagem confiáveis.

Privilégios da conta de serviço

Nos projetos do Google Cloud em que a API Compute Engine está ativada, uma conta de serviço padrão é criada automaticamente. A conta de serviço padrão recebe o papel de Editor do IAM (roles/editor), a menos que esse comportamento esteja desativado. Por padrão, a conta de serviço padrão é anexada a todas as VMs criadas usando a CLI do Google Cloud ou o console do Google Cloud. O papel Editor inclui uma ampla variedade de permissões. Portanto, anexar a conta de serviço padrão às VMs cria um risco de segurança. Para evitar esse risco, é possível criar e usar contas de serviço dedicadas para cada aplicativo. Para especificar os recursos que a conta de serviço pode acessar, use políticas detalhadas. Para mais informações, consulte Limitar os privilégios da conta de serviço em "Práticas recomendadas para usar contas de serviço".

Considerações sobre a residência de dados

É possível usar balanceadores de carga regionais para criar uma arquitetura multirregional que ajuda a atender aos requisitos de residência de dados. Por exemplo, um país na Europa pode exigir que todos os dados do usuário sejam armazenados e acessados em data centers localizados fisicamente dentro da Europa. Para atender a esse requisito, use a arquitetura baseada no balanceador de carga regional na Figura 2. Nessa arquitetura, o aplicativo é executado nas regiões do Google Cloud na Europa e você usa o Cloud DNS com uma política de roteamento por fronteira geográfica virtual para encaminhar o tráfego por meio de balanceadores de carga regionais. Para atender aos requisitos de residência de dados para a camada de banco de dados, use uma arquitetura fragmentada em vez de replicação entre regiões. Com essa abordagem, os dados em cada região ficam isolados, mas não é possível implementar alta disponibilidade entre regiões e failover para o banco de dados.

Mais considerações sobre a segurança

Ao criar a arquitetura para a carga de trabalho, considere as práticas recomendadas de segurança no nível da plataforma e as recomendações fornecidas no Blueprint de bases de segurança.

Confiabilidade

Nesta seção, descrevemos os fatores de design que você precisa considerar ao usar essa arquitetura de referência para criar e operar uma infraestrutura confiável para implantações multirregionais no Google Cloud.

Escalonamento automático de MIG

Quando você executa seu aplicativo em vários MIGs regionais, ele permanece disponível durante interrupções de zona isoladas ou interrupções de região. A capacidade de escalonamento automático de MIGs sem estado permite manter a disponibilidade e o desempenho do aplicativo em níveis previsíveis. Para controlar o comportamento de escalonamento automático de seus MIGs sem estado, é possível especificar métricas de utilização de destino, como a utilização média da CPU. Também é possível configurar o escalonamento automático baseado em programação para MIGs sem estado. MIGs com estado não podem ser escalonados automaticamente. Para mais informações, consulte Escalonamento automático de grupos de instâncias.

Recuperação automática de VM

Às vezes, as VMs que hospedam o aplicativo podem estar em execução e disponíveis, mas pode haver problemas com o próprio aplicativo. Os seguintes problemas podem ocorrer: congelamento, falha memória insuficiente. Para verificar se um aplicativo está respondendo conforme o esperado, configure verificações de integridade baseadas em aplicativo como parte da política de recuperação automática dos seus MIGs. Se o aplicativo em uma VM específica não estiver respondendo, o MIG vai recuperar (reparar) automaticamente a VM. Para mais informações sobre como configurar a recuperação automática, consulte Configurar uma verificação de integridade e recuperação automática de aplicativo.

Posicionamento da VM

Na arquitetura descrita neste documento, a camada do aplicativo e da Web são executadas nas VMs do Compute Engine distribuídas por várias zonas. Essa distribuição garante que o aplicativo seja robusto contra interrupções de zona. Para melhorar ainda mais essa robustez, crie uma política de posicionamento distribuído e aplique-a ao modelo do MIG. Quando o MIG cria VMs, ele as coloca dentro de cada zona em diferentes servidores físicos (chamados de hosts), de modo que suas VMs sejam resistentes contra falhas de hosts individuais. Para mais informações, consulte Aplicar políticas de posicionamento distribuído às VMs.

Planejamento de capacidade de VM

Crie reservas para garantir que a capacidade das VMs do Compute Engine esteja disponível quando necessário. Uma reserva oferece capacidade garantida em uma zona específica para um número específico de VMs de um tipo de máquina escolhido por você. Uma reserva pode ser específica para um projeto ou compartilhada entre vários projetos. Para mais informações sobre reservas, incluindo considerações sobre faturamento, consulte Reservas de recursos zonais do Compute Engine.

Estado do disco permanente

Uma prática recomendada ao projetar aplicativos é evitar a necessidade de discos locais com estado. No entanto, se o requisito existir, é possível configurar os discos permanentes com estado para garantir que os dados sejam preservados quando as VMs forem reparadas ou recriadas. No entanto, recomendamos que você mantenha os discos de inicialização sem estado para atualizá-los facilmente para as imagens mais recentes com novas versões e patches de segurança. Para mais informações, consulte Como configurar discos permanentes com estado em MIGs.

Durabilidade dos dados

É possível usar backup e DR para criar, armazenar e gerenciar backups das VMs do Compute Engine. O backup e a DR armazenam os dados de backup no formato original legível pelo aplicativo. Quando necessário, é possível restaurar as cargas de trabalho para produção usando diretamente os dados do armazenamento de backup de longo prazo sem atividades demoradas de movimentação ou preparação de dados.

Para armazenar backups de bancos de dados e registros de transações, é possível usar buckets regionais do Cloud Storage, que fornecem armazenamento de backup de menor custo que é redundante entre as zonas.

O Compute Engine oferece as opções a seguir para ajudar a garantir a durabilidade dos dados armazenados nos volumes do Persistent Disk:

  • É possível usar snapshots padrão para capturar o estado pontual dos volumes do Persistent Disk. Os snapshots são armazenados de maneira redundante em várias regiões, com somas de verificação automáticas para garantir a integridade dos dados. Por padrão, os snapshots são incrementais e usam menos espaço de armazenamento, e você economiza dinheiro. Os snapshots são armazenados em um local do Cloud Storage configurável. Para mais recomendações sobre como usar e gerenciar snapshots, consulte Práticas recomendadas para snapshots de disco do Compute Engine.
  • Os volumes regionais do Persistent Disk permitem executar aplicativos altamente disponíveis que não são afetados por falhas em discos permanentes. Quando você cria um volume regional do Persistent Disk, o Compute Engine mantém uma réplica do disco em uma zona diferente na mesma região. Os dados são replicados de maneira síncrona para os discos nas duas zonas. Se alguma das duas zonas tiver uma interrupção, os dados permanecerão disponíveis.

Disponibilidade do banco de dados

Para implementar o failover entre zonas para o banco de dados em cada região, é preciso ter um mecanismo para identificar falhas no banco de dados primário e um processo de failover para o banco de dados em espera. As especificidades do mecanismo de failover dependem do banco de dados que você usa. É possível configurar uma instância do observador para detectar falhas do banco de dados primário e orquestrar o failover. Você precisa configurar as regras de failover corretamente para evitar uma situação de dupla personalidade e evitar o failover desnecessário. Para ver exemplos de arquiteturas que podem ser usadas para implementar o failover para bancos de dados do PostgreSQL, consulte Arquiteturas para alta disponibilidade de clusters do PostgreSQL no Compute Engine.

Mais considerações sobre confiabilidade

Ao criar a arquitetura de nuvem para sua carga de trabalho, analise as práticas recomendadas e as recomendações relacionadas à confiabilidade fornecidas na documentação a seguir:

Otimização de custos

Nesta seção, você encontra orientações para otimizar o custo de configuração e operação de uma topologia multirregional do Google Cloud criada usando essa arquitetura de referência.

Tipos de máquina de VM

Para ajudar você a otimizar a utilização de recursos das instâncias de VM, o Compute Engine fornece recomendações de tipo de máquina. Use as recomendações para escolher os tipos de máquina que atendem aos requisitos de computação da carga de trabalho. Para cargas de trabalho com requisitos de recursos previsíveis, é possível personalizar o tipo de máquina de acordo com suas necessidades e economizar dinheiro usando tipos de máquinas personalizados.

Modelo de provisionamento de VM

Se o aplicativo for tolerante a falhas, as VMs spot podem ajudar a reduzir os custos do Compute Engine para as VMs nos níveis do aplicativo e da Web. O custo das VMs spot é significativamente menor do que as VMs regulares. No entanto, o Compute Engine pode interromper ou excluir antecipadamente as VMs spot para recuperar a capacidade. As VMs spot são adequadas para jobs em lote que toleram preempção e não têm requisitos de alta disponibilidade. As VMs spot oferecem os mesmos tipos de máquina, opções e desempenho que as VMs regulares. No entanto, quando a capacidade de recursos em uma zona é limitada, os MIGs podem não conseguir fazer o escalonamento horizontal (ou seja, criar VMs) automaticamente para o tamanho de destino especificado até que a capacidade necessária fique disponível novamente.

Uso dos recursos

O recurso de escalonamento automático dos MIGs sem estado permite que seu aplicativo processe aumentos no tráfego de maneira eficiente, além de ajudar a reduzir o custo quando a necessidade de recursos for baixa. MIGs com estado não podem ser escalonados automaticamente.

Licenciamento de terceiros

Ao migrar cargas de trabalho de terceiros para o Google Cloud, você pode reduzir os custos trazendo suas próprias licenças (BYOL, na sigla em inglês). Por exemplo, para implantar VMs do Microsoft Windows Server, em vez de usar uma imagem Premium que gera mais custos com a licença de terceiros, é possível criar e usar uma imagem personalizada BYOL do Windows. Você paga apenas pela infraestrutura de VM usada no Google Cloud. Essa estratégia ajuda você a manter o valor dos seus investimentos em licenças de terceiros. Se você decidir usar a abordagem BYOL, recomendamos o seguinte:

Mais considerações sobre custo

Ao criar a arquitetura para a carga de trabalho, considere também as práticas recomendadas gerais e as recomendações fornecidas no Framework de arquitetura do Google Cloud: otimização de custos.

Eficiência operacional

Nesta seção, descrevemos os fatores que você precisa considerar ao usar essa arquitetura de referência para projetar e criar uma topologia multirregional do Google Cloud para operar de maneira eficiente.

Atualizações de configuração da VM

Para atualizar a configuração das VMs em um MIG (como o tipo de máquina ou a imagem do disco de inicialização), crie um novo modelo de instância com a configuração necessária e, em seguida, aplique o novo modelo ao MIG. O MIG atualiza as VMs usando o método de atualização que você escolher: automático ou seletivo. Escolha um método apropriado com base nos seus requisitos de disponibilidade e eficiência operacional. Para mais informações sobre esses métodos de atualização de MIG, consulte Aplicar novas configurações de VM em um MIG.

Imagens de VM

Para seus modelos de instância MIG, em vez de usar imagens públicas fornecidas pelo Google, recomendamos que você crie e use imagens personalizadas que contenham as configurações e o software que seus aplicativos exigem. É possível agrupar suas imagens personalizadas em uma família de imagens personalizadas. Uma família de imagens sempre indica a imagem mais recente que ela contém, permitindo que seus modelos e scripts de instâncias usem essa imagem sem precisar atualizar as referências para uma versão específica de imagem.

Modelos deterministas de instância

Se os modelos de instância que você usa para seus MIGs incluírem scripts de inicialização para instalar software de terceiros, verifique se os scripts especificam explicitamente os parâmetros de instalação de software, como a versão do software. Caso contrário, quando o MIG criar as VMs, o software instalado nelas poderá não ser consistente. Por exemplo, se o modelo de instância incluir um script de inicialização para instalar o Servidor HTTP Apache 2.0 (o pacote apache2), verifique se o script especifica a versão exata do apache2 que precisa ser instalada como a versão 2.4.53. Para mais informações, consulte Modelos deterministas de instâncias.

Mais considerações operacionais

Ao criar a arquitetura para a carga de trabalho, considere as práticas recomendadas gerais para eficiência operacional descritas em Framework de arquitetura do Google Cloud: excelência operacional.

Otimização de desempenho

Nesta seção, descrevemos os fatores que você precisa considerar ao usar essa arquitetura de referência para projetar e criar uma topologia multirregional no Google Cloud que atenda aos requisitos de desempenho das suas cargas de trabalho.

Posicionamento da VM

Para cargas de trabalho que exigem baixa latência de rede entre VMs, crie uma política de posicionamento compacto e aplique-a ao modelo do MIG. Quando o MIG cria VMs, ele as coloca em servidores físicos próximos uns dos outros. Para mais informações, consulte Reduzir a latência usando políticas de posicionamento compactas.

Tipos de máquina de VM

O Compute Engine oferece uma ampla variedade de tipos de máquinas predefinidos e personalizáveis que podem ser escolhidos de acordo com seus requisitos de custo e desempenho. Os tipos de máquina são agrupados em séries e famílias. A tabela a seguir fornece um resumo das famílias e séries de máquinas recomendadas para diferentes tipos de carga de trabalho:

Requisito Família de máquinas recomendada Exemplo de série de máquinas
Melhor custo-benefício para diversas cargas de trabalho Família de máquinas de uso geral C3, C3D, E2, N2, N2D, Tau T2D, Tau T2A
Maior desempenho por núcleo e otimizado para cargas de trabalho de computação intensiva Família de máquinas com otimização de computação C2, C2D, H3
Proporção alta de memória para vCPU para cargas de trabalho com uso intensivo de memória Família de máquinas com otimização de memória M3, M2, M1
GPUs para cargas de trabalho em paralelo Família de máquinas com otimização de acelerador A2, G2

Para mais informações, consulte o Guia de comparação e recursos para famílias de máquinas.

Várias linhas de execução de VM

Cada CPU virtual (vCPU) alocada para uma VM do Compute Engine é implementada como um multithread de hardware único. Por padrão, duas vCPUs compartilham um núcleo físico da CPU. Para cargas de trabalho altamente paralelas ou que realizam cálculos de ponto flutuante, como análise de sequência genética e modelagem de risco financeiro, é possível melhorar o desempenho reduzindo o número de linhas de execução executadas em cada núcleo de CPU física. Para ver mais informações, consulte Definir número de linhas de execução por núcleo.

Níveis de serviço de rede

Os níveis de serviço de rede permitem otimizar o custo de rede e o desempenho das suas cargas de trabalho. Escolha um destes níveis:

  • O nível Premium usa o backbone global altamente confiável do Google para ajudar você a conseguir latência e perda de pacotes mínimas. O tráfego entra e sai da rede do Google em um ponto de presença (PoP, na sigla em inglês) de borda global mais próximo do ISP do usuário final. Recomendamos o uso do nível Premium como padrão para um desempenho ideal. O nível Premium oferece suporte a endereços IP externos regionais e globais para VMs e balanceadores de carga.
  • O nível Standard está disponível apenas para recursos que usam endereços IP externos regionais. O tráfego entra e sai da rede do Google em um PoP de borda mais próximo da região em que sua carga de trabalho do Google Cloud é executada. O preço do nível Standard é menor que o do nível Premium. O nível Standard é adequado para tráfego que não é sensível à perda de pacotes e que não tem requisitos de baixa latência.

Armazenamento em cache

Se o aplicativo exibir recursos estáticos do site e a arquitetura incluir um balanceador de carga de aplicativo externo global (como mostrado na Figura 1), será possível usar o Cloud CDN para armazenar em cache regularmente acessado conteúdo estático mais perto dos seus usuários. O Cloud CDN pode ajudar a melhorar o desempenho para seus usuários, reduzir o uso de recursos de infraestrutura no back-end e reduzir os custos de entrega de rede. Para mais informações, consulte Desempenho da Web mais rápido e proteção aprimorada para balanceamento de carga.

Mais considerações de desempenho

Ao criar a arquitetura para a carga de trabalho, considere as práticas recomendadas gerais e as recomendações fornecidas em Framework de arquitetura do Google Cloud: otimização de desempenho.

A seguir

Colaboradores

Autor: Kumar Dhanagopal | Desenvolvedor de soluções de vários produtos

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