Instanzgruppen

Eine Instanzgruppe ist eine Sammlung von VM-Instanzen, die Sie als eine einzige Entität verwalten können.

Compute Engine bietet zwei Arten von VM-Instanzgruppen:

  • Mit verwalteten Instanzgruppen (Managed Instance Groups, MIGs) können Sie Anwendungen auf mehreren identischen VMs ausführen. Sie können Ihre Arbeitslasten skalierbar und hochverfügbar machen, indem Sie automatisierte MIG-Dienste nutzen, darunter: Autoscaling, automatische Reparatur, regionale Bereitstellung (in mehreren Zonen) und automatische Aktualisierung.
  • Nicht verwaltete Instanzgruppen ermöglichen das Load-Balancing über eine Reihe von VMs hinweg, die Sie selbst verwalten.

Verwaltete Instanzgruppen (MIGs)

Verwaltete Instanzgruppen (Managed Instance Groups, MIGs) eignen sich für zustandslose Bereitstellungsarbeitslasten (z. B. ein Website-Front-End) sowie für Batch- und Hochleistungs-Computing-Arbeitslasten und Computing-Arbeitslasten mit hohem Durchsatz (wie die Bildverarbeitung aus einer Warteschlange).

Jede VM-Instanz in einer MIG wird mit einer Instanzvorlage erstellt.

Informationen zum Erstellen einer verwalteten Instanzgruppe finden Sie unter Verwaltete Instanzgruppen erstellen.

Vorteile

MIGs bieten folgende Vorteile:

  • Hochverfügbarkeit
    • Instanzen am Laufen halten: Wenn eine Instanz in der Gruppe stoppt, abstürzt oder durch eine andere Aktion als einen Instanzgruppenverwaltungsbefehl gelöscht wird (z. B. eine beabsichtigte Verkleinerung), erstellt die MIG diese Instanz automatisch entsprechend den Spezifikationen der ursprünglichen Instanz (gleicher Instanzname, gleiche Vorlage) neu, damit die Instanz ihre Arbeit fortsetzen kann.
    • Automatische Reparatur: Sie können auch eine Richtlinie für die automatische Reparatur einrichten, die auf einer anwendungsbasierten Systemdiagnose beruht, welche regelmäßig überprüft, ob Ihre Anwendung auf jeder MIG-Instanz wie erwartet reagiert. Wenn eine Anwendung auf eine Instanz nicht reagiert, wird diese Instanz automatisch neu erstellt. Die Überprüfung, ob eine Anwendung antwortet, ist genauer als die Überprüfung, ob eine Instanz ausgeführt wird.
    • Regionale Abdeckung (für mehrere Zonen): Mit regionalen verwalteten Instanzgruppen können Sie die Anwendungslast auf mehrere Zonen verteilen. Diese Replikation schützt vor zonalen Fehlern. In einem solchen Fall kann Ihre Anwendung weiterhin Traffic von Instanzen bereitstellen, die in den verbleibenden verfügbaren Zonen in derselben Region ausgeführt werden.
    • Load-Balancing: Verwaltete Instanzgruppen verteilen den Traffic mit Load-Balancing-Diensten auf alle Instanzen in der Gruppe.
  • Skalierbarkeit: Wenn Ihre Anwendungen zusätzliche Rechenressourcen erfordern, können automatisch skalierte MIGs die Anzahl der Instanzen in der Gruppe automatisch erhöhen, um den Bedarf zu decken. Wenn die Nachfrage sinkt, können automatisch skalierte MIGs automatisch verkleinert werden, um Ihre Kosten zu senken.
  • Automatisierte Aktualisierungen: Mit der automatischen Aktualisierung für verwaltete Instanzgruppen können Sie neue Softwareversionen auf einfache und sichere Weise für Instanzen in Ihrer MIG bereitstellen. Dabei wird eine Reihe flexibler Rollout-Szenarien wie z. B. Rolling Updates und Canary Updates unterstützt. Sie können die Geschwindigkeit und den Umfang der Bereitstellung steuern und bestimmen, in welchem Maße Ihr Dienst unterbrochen wird.
Überblick über MIG-Funktionen und allgemeine Arbeitslasten

Automatische Reparatur

Mit verwalteten Instanzgruppen kann die hohe Verfügbarkeit Ihrer Anwendungen aufrechterhalten werden, denn durch sie wird proaktiv dafür gesorgt, dass Ihre Instanzen verfügbar bleiben, also den Status RUNNING haben. Eine verwaltete Instanzgruppe erstellt automatisch eine Instanz, die nicht den Status RUNNING hat. Unter Umständen reicht es aber nicht aus, sich auf den Status der Instanz zu verlassen. So kann es möglicherweise sinnvoll sein, Instanzen neu zu erstellen, wenn eine Anwendung einfriert, abstürzt oder nicht genügend Arbeitsspeicher zur Verfügung steht.

Die anwendungsbasierte automatische Reparatur verbessert die Anwendungsverfügbarkeit. Dabei greift sie auf ein Signal zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit zurück, das anwendungsspezifische Probleme wie Einfrieren, Absturz oder Überlastung erkennt. Wenn eine solche Systemdiagnose ergibt, dass eine Anwendung auf einer Instanz ausgefallen ist, erstellt die Gruppe die Instanz automatisch neu.

Systemdiagnose

Die Systemdiagnosen, die von verwalteten Instanzgruppen verwendet werden, ähneln denen, die bei der Lastverteilung verwendet werden. Es gibt allerdings einige Unterschiede im Verhalten. Load-Balancing-Systemdiagnosen helfen, den Traffic von nicht reagierenden Instanzen weg hin zu fehlerfreien Instanzen zu lenken. Diese Systemdiagnosen führen nicht dazu, dass Compute Engine Instanzen neu erstellt. Systemdiagnosen verwalteter Instanzgruppen hingegen weisen proaktiv darauf hin, dass Instanzen gelöscht und neu erstellt werden müssen, wenn ihr Zustand zu UNHEALTHY wechselt.

In den meisten Fällen ist es sinnvoll, separate Systemdiagnosen für das Load-Balancing und für die automatische Reparatur zu verwenden. Systemdiagnosen für das Load-Balancing können und sollten aggressiver sein, da diese Systemdiagnosen festlegen, ob eine Instanz Nutzertraffic empfängt. Da sich Kunden auf Ihre Dienste verlassen, ist es erforderlich, nicht reagierende Instanzen schnell zu erkennen, um den Traffic bei Bedarf umzuleiten. Im Gegensatz dazu bewirken Systemdiagnosen für die automatische Reparatur, dass MIGs fehlerhafte Instanzen proaktiv ersetzen. Daher sollten diese Systemdiagnosen konservativer sein als jene für das Load-Balancing.

Weitere Informationen finden Sie unter Systemdiagnose und automatische Reparatur für verwaltete Instanzgruppen einrichten.

Regionale oder zonale Gruppen

Sie können zwei Typen verwalteter Instanzgruppen erstellen:

Beide Typen bieten alle Vorteile von verwalteten Instanzgruppen. Regionale MIGs erhöhen die Verfügbarkeit, indem sie die Anwendungslast auf mehrere Zonen verteilen. Dadurch ist Ihre Arbeitslast vor zonalen Ausfällen geschützt. Außerdem bieten regionale MIGs mehr Kapazität, mit maximal 2.000 Instanzen pro regionaler Gruppe.

Load-Balancing

Beim GCP-Load-Balancing können Instanzgruppen zur Weiterleitung von Traffic verwendet werden. Je nach Typ des gewählten Load-Balancers können Sie Instanzgruppen einem Zielpool oder Back-End-Dienst hinzufügen.

Weitere Informationen finden Sie unter Verwaltete Instanzgruppe zu einem Load-Balancer hinzufügen.

Autoscaling

Verwaltete Instanzgruppen unterstützen das Autoscaling, mit dem Instanzen dynamisch zu einer verwalteten Instanzgruppe hinzugefügt oder aus dieser entfernt werden, wenn sich die Last erhöht oder verringert. Sie können das Autoscaling aktivieren und eine Autoscaling-Richtlinie konfigurieren, um anzugeben, wie die Gruppe skaliert werden soll. Die Autoscaling-Richtlinien umfassen die Skalierung anhand der CPU-Auslastung, der Load-Balancing-Kapazität, der Stackdriver Monitoring-Messwerte oder bei zonalen MIGs anhand einer auf Warteschlangen basierenden Arbeitslast wie Google Cloud Pub/Sub.

Weitere Informationen finden Sie unter Autoscaling von Instanzgruppen.

Automatische Aktualisierung

Sie können neue Softwareversionen einfach und sicher für Instanzen in einer verwalteten Instanzgruppe bereitstellen. Das Rollout einer Aktualisierung erfolgt automatisch gemäß Ihren Vorgaben: Sie können die Geschwindigkeit und den Umfang des Rollouts steuern, um Unterbrechungen Ihrer Anwendung zu minimieren. Sie können optional auch partielle Rollouts durchführen, die Canary-Tests ermöglichen.

Weitere Informationen finden Sie unter Verwaltete Instanzgruppen aktualisieren.

Gruppen von Instanzen auf Abruf

Für Arbeitslasten, bei denen minimale Kosten wichtiger sind als die Ausführungsgeschwindigkeit, können Sie die Kosten Ihrer Arbeitslast durch die Verwendung von VM-Instanzen auf Abruf in Ihrer Instanzgruppe senken. Instanzen auf Abruf bleiben bis zu 24 Stunden bestehen und werden ordnungsgemäß vorzeitig beendet: Ihre Anwendung hat zum ordnungsgemäßen Beenden 30 Sekunden Zeit. Instanzen auf Abruf können jederzeit gelöscht werden. Die automatische Reparatur stellt die Instanzen jedoch wieder her, sobald wieder Kapazität auf Abruf verfügbar ist.

Container

Sie können die Anwendungsbereitstellung vereinfachen, indem Sie Container für Instanzen in verwalteten Instanzgruppen bereitstellen. Wenn Sie ein Container-Image in einer Instanzvorlage angeben und diese Vorlage dann zum Erstellen einer verwalteten Instanzgruppe verwenden, wird jede Instanz mit einem containeroptimierten Betriebssystem erstellt, das Docker enthält, und der Container wird automatisch auf jeder Instanz in der Gruppe gestartet. Informationen finden Sie unter Container auf VMs und verwalteten Instanzgruppen bereitstellen.

Netzwerk

Instanzen in der Gruppe werden standardmäßig dem default-Netzwerk zugeteilt und erhalten zufällig zugewiesene IP-Adressen aus dem regionalen Bereich. Alternativ können Sie den IP-Bereich der Gruppe einschränken, indem Sie ein benutzerdefiniertes VPC-Netzwerk und Subnetz erstellen, das einen kleineren IP-Bereich verwendet, um dann dieses Subnetz in der Instanzvorlage anzugeben.

Demo der MIG-Funktionen

Die folgende 45-minütige Videopräsentation, die auf der GCP NEXT '18 aufgezeichnet wurde, enthält Demos und Best Practices zum Einrichten, Ausführen und Aktualisieren skalierbarer und hochverfügbarer Bereitstellungen mithilfe von Compute Engine-MIGs.

Sie erfahren, wie Sie einen Container in einer verwalteten Instanzgruppe bereitstellen, eine Richtlinie für die automatische Reparatur einrichten, eine regionale Gruppe zum Schutz vor zonalen Fehlern verwenden, Autoscaling zur Erfüllung von CPU-Zielen und warteschlangenbasierten Anforderungen konfigurieren sowie Canary Updates und Rolling Updates verwalten.

Nicht verwaltete Instanzgruppen

Nicht verwaltete Instanzgruppen können heterogene Instanzen enthalten, die Sie beliebig zur Gruppe hinzufügen und daraus entfernen können. Nicht verwaltete Instanzgruppen bieten keine Unterstützung für Autoscaling, automatische Reparatur, Rolling Updates oder die Verwendung von Instanzvorlagen und eignen sich nicht für die Bereitstellung hochverfügbarer und skalierbarer Arbeitslasten. Verwenden Sie nicht verwaltete Instanzgruppen, wenn Sie Load-Balancing auf Gruppen heterogener Instanzen anwenden oder die Instanzen selbst verwalten müssen.

Informationen zur Erstellung nicht verwalteter Instanzgruppen finden Sie unter Nicht verwaltete Instanzgruppen.

Weitere Informationen

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