Instanzgruppen

Sie können Instanzgruppen virtueller Maschinen (VM) erstellen und verwalten, sodass Sie nicht jede Instanz in Ihrem Projekt individuell steuern müssen. Compute Engine bietet zwei verschiedene Arten von Instanzgruppen: verwaltete und nicht verwaltete Instanzgruppen.

Verwaltete Instanzgruppen

Eine verwaltete Instanzgruppe verwendet eine Instanzvorlage zum Erstellen einer Gruppe identischer Instanzen. Eine verwaltete Instanzgruppe wird als eine Entität gesteuert. Wenn Sie Änderungen an Instanzen vornehmen, die Teil einer verwalteten Instanzgruppe sind, gelten die Änderungen für die gesamte Instanzgruppe. Da verwaltete Instanzgruppen identische Instanzen enthalten, bieten sie folgende Funktionen.

  • Wenn Anwendungen zusätzliche Rechenressourcen benötigen, kann in verwalteten Instanzgruppen die Anzahl der Instanzen in der Gruppe automatisch skaliert werden.
  • Verwaltete Instanzgruppen verteilen den Traffic mit Load-Balancing-Diensten auf alle Instanzen in der Gruppe.
  • Wenn eine Instanz in der Gruppe anhält, abstürzt oder durch eine andere Aktion als einen Instanzgruppenbefehl gelöscht wird, erstellt die verwaltete Instanzgruppe automatisch die Instanz neu, damit sie die Verarbeitungsaufgaben fortsetzen kann. Die neu erstellte Instanz verwendet den gleichen Namen und die gleiche Instanzvorlage wie die vorherige Instanz, auch wenn die Gruppe auf eine andere Instanzvorlage verweist.
  • Verwaltete Instanzgruppen können automatisch fehlerhafte Instanzen in einer Gruppe erkennen und neu erstellen, um die optimale Ausführung aller Instanzen sicherzustellen.
  • Mit dem Updater für verwaltete Instanzgruppen können Sie ganz einfach neue Softwareversionen auf Instanzen in Ihren verwalteten Instanzgruppen erstellen. Dabei bestimmen Sie selbst, wie schnell und in welchem Umfang dies geschieht und in welchem Maße Ihr Dienst unterbrochen wird.

Typen verwalteter Instanzgruppen

Sie können zwei Typen verwalteter Instanzgruppen erstellen:

Regionale verwaltete Instanzgruppen werden gegenüber zonal verwalteten Instanzgruppen empfohlen, weil mit ihnen die Anwendungslast über mehrere Zonen verteilt werden kann, statt sie auf eine einzelne Zone zu begrenzen oder mehrere Instanzgruppen über verschiedene Zonen hinweg verwalten zu müssen. Diese Replikation schützt vor zonalen Fehlern und unvorhergesehenen Szenarien, bei denen eine ganze Gruppe von Instanzen in einer einzelnen Zone nicht mehr richtig funktioniert. In diesem Fall kann die Anwendung weiter Traffic aus Instanzen weiterleiten, die in einer anderen Zone in derselben Region ausgeführt werden.

Wählen Sie zonal verwaltete Instanzgruppen, wenn Sie die etwas höhere Latenz der zonenübergreifenden Kommunikation vermeiden möchten oder wenn Sie die Größe der Gruppen in jeder Zone detailgenau steuern möchten.

Verwaltete Instanzgruppen und das Netzwerk

Instanzen in der Gruppe werden standardmäßig dem Standardnetzwerk default zugeteilt und ihnen werden IP-Adressen aus dem regionalen Bereich zufällig zugewiesen. 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. Dies kann die Erstellung von Firewallregeln vereinfachen.

Nach der Erstellung einer verwalteten Instanzgruppe werden die neuen Instanzen in der Gruppe gestartet, sobald das System sie bereitstellen kann. Je nachdem, wie viele Instanzen die Gruppe umfasst, kann dies einige Zeit dauern. Prüfen Sie den Status der Instanzen in Ihrer verwalteten Instanzgruppe.

Verwaltete Instanzgruppen und Autoscaling

Verwaltete Instanzgruppen unterstützen das Autoscaling, sodass Sie Instanzen von einer verwalteten Instanzgruppe in Reaktion auf höhere oder geringere Lasten dynamisch hinzufügen oder entfernen können. Sie aktivieren das Autoscaling und wählen eine Autoscaling-Richtlinie, um die Art und Weise der Skalierung zu bestimmen. Zu den anwendbaren Autoscaling-Richtlinien gehören z. B. die Skalierung basierend auf der CPU-Auslastung, der Lastenausgleichskapazität oder der Stackdriver Monitoring-Messwerte sowie mithilfe von Warteschlangensystemen wie Google Cloud Pub/Sub.

Da Autoscaling das Hinzufügen und Entfernen von Instanzen zu/aus einer Gruppe erfordert, können Sie Autoscaling nur mit einer verwalteten Instanzgruppe verwenden, damit das Autoscaling identische Instanzen erhalten kann. Autoscaling funktioniert nicht bei nicht verwalteten Instanzgruppen, die heterogene Instanzen enthalten können.

Weitere Informationen finden Sie unter Autoscaling von Instanzgruppen.

Verwaltete Instanzgruppen und 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. Lastenausgleichs-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. Vielmehr zeigen Systemdiagnosen verwalteter Instanzgruppen proaktiv an, dass Instanzen zu löschen und neu zu erstellen sind, wenn deren Zustand zu UNHEALTHY wechselt.

In den meisten Fällen ist es sinnvoll, separate Systemdiagnosen für den Lastenausgleich und für die automatische Reparatur zu verwenden. Systemdiagnosen von Lastenausgleichsmodulen 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. Bei Systemdiagnosen für die automatische Reparatur hingegen werden von Compute Engine fehlerhafte Instanzen proaktiv ausgetauscht. Daher sollte diese Systemdiagnose konservativer sein als jene für den Lastenausgleich.

Verhalten bei der automatischen Reparatur

Bei der automatischen Reparatur werden fehlerhafte Instanzen mithilfe der Instanzvorlage wiederhergestellt, die ursprünglich zum Erstellen der VM-Instanz verwendet wurde. Hierbei handelt es sich nicht zwingend um die aktuelle Instanzvorlage, die der verwalteten Instanzgruppe zugeordnet ist. Wenn beispielsweise eine VM-Instanz mithilfe von instance-template-a erstellt wurde und Sie dann die verwaltete Instanzgruppe für die Verwendung von instance-template-b im Modus OPPORTUNISTIC aktualisieren, verwendet die automatische Reparatur weiterhin instance-template-a, um die Instanz neu zu erstellen. Dies liegt daran, dass Neuerstellungen durch die automatische Reparatur nicht vom Nutzer eingeleitet werden. Daher kann Compute Engine nicht einfach davon ausgehen, dass für die VM-Instanz die neue Vorlage verwendet werden soll. Wenn Sie eine neue Vorlage anwenden möchten, finden Sie weitere Informationen unter Instanzvorlage für eine verwaltete Instanzgruppe ändern.

Die Anzahl der gleichzeitig automatisch abgeschlossenen Instanzen ist kleiner als die Instanzgruppengröße. So wird gewährleistet, dass die Gruppe auch dann einige Instanzen ausführt, wenn die Richtlinie für die automatische Reparatur nicht zur Arbeitslast passt, die Firewallregeln falsch konfiguriert wurden oder Probleme mit der Netzwerkverbindung oder -infrastruktur vorliegen, was dazu führt, dass alle fehlerfreien Instanzen als fehlerhaft identifiziert werden. Wenn jedoch eine zonale verwaltete Instanzgruppe nur eine Instanz oder eine regional verwaltete Instanzgruppe nur eine Instanz pro Zone hat, erstellt die automatische Reparatur diese Instanzen neu, sobald sie fehlerhaft werden.

Die automatische Reparatur erstellt während der Initialisierungsphase keine Instanz, die UNHEALTHY ist, wie im Attribut autoHealingPolicies[].initialDelaySec angegeben. Diese Einstellung verzögert die Prüfung durch die automatische Reparatur, sodass Instanz nicht vorzeitig neu erstellt wird, falls sie gerade gestartet wird. Der Timer für die anfängliche Verzögerung startet, wenn die Instanz als Aktion currentAction den Modus VERIFYING hat.

Automatische Reparatur und Laufwerke

Beim Wiederherstellen einer Instanz basierend auf ihrer Vorlage behandelt die automatische Reparatur verschiedene Arten von Datenträgern unterschiedlich. Einige Laufwerkkonfigurationen können dazu führen, dass die automatische Reparatur fehlschlägt, sobald Sie versuchen, eine verwaltete Instanz neu zu erstellen.

Typ autodelete Verhalten während der automatischen Reparatur
Neuer nichtflüchtiger Speicher true Das Laufwerk wird gemäß der Vorlage der Instanz neu erstellt. Alle Daten, die auf dieses Laufwerk geschrieben wurden, gehen verloren, wenn das Laufwerk und seine Instanz neu erstellt werden.
Neuer nichtflüchtiger Speicher false Das alte Laufwerk ist nicht vorhanden, bleibt jedoch verfügbar. Die VM-Instanzwiederherstellung schlägt jedoch fehl, da Compute Engine ein bereits vorhandenes Laufwerk nicht erneut erstellen kann.
Vorhandener nichtflüchtiger Speicher true Altes Laufwerk wird gelöscht. Die VM-Instanzwiederherstellung schlägt fehl, da Compute Engine ein gelöschtes Laufwerk der Instanz nicht erneut hinzufügen kann.
Vorhandener nichtflüchtiger Speicher false Das alte Laufwerk wird gemäß der Vorlage der Instanz erneut hinzugefügt. Die Daten auf dem Laufwerk bleiben erhalten. Bei vorhandenen Laufwerken mit Lese- und Schreibberechtigung kann eine verwaltete Instanzgruppe jedoch maximal eine VM enthalten, da ein einzelner nichtflüchtiger Speicher im Schreib-/Lesemodus nicht mehreren Instanzen zugeordnet werden kann.
Neue lokale SSD Das Laufwerk wird gemäß der Vorlage der Instanz neu erstellt. Die auf einer lokalen SSD abgelegten Daten gehen verloren, wenn eine Instanz neu erstellt oder gelöscht wird.

Die automatische Reparatur fügt keine Laufwerke erneut hinzu, die nicht in der Vorlage der Instanz angegeben sind, zum Beispiel Laufwerke, die Sie manuell an eine VM angeschlossen haben, nachdem die VM erstellt wurde.

Treffen Sie folgende Vorkehrungen, um wichtige Daten, die auf das Laufwerk geschrieben wurden, zu erhalten:

  • Erstellen Sie regelmäßig Snapshots des nichtflüchtigen Speichers.

  • Exportieren Sie Daten in eine andere Quelle, zum Beispiel Cloud Storage.

Wenn Ihre Instanzen wichtige Einstellungen enthalten, die Sie beibehalten möchten, empfiehlt Google auch, dass Sie in Ihrer Instanzvorlage ein benutzerdefiniertes Image verwenden, das alle erforderlichen benutzerdefinierten Einstellungen enthält. Die verwaltete Instanzgruppe verwendet dann dieses benutzerdefinierte Image, wenn eine Instanz neu erstellt wird.

Verwaltete Instanzgruppen aktualisieren

Sie können ganz einfach neue Softwareversionen auf Instanzen in Ihren verwalteten Instanzgruppen bereitstellen. Das Rollout eines Updates erfolgt automatisch nach Ihren Vorgaben: Sie können die Geschwindigkeit und den Umfang des Updates steuern, um Unterbrechungen in Ihrer Anwendung zu kontrollieren. Sie können optional auch partielle Rollouts durchführen, die Canary-Tests ermöglichen. Weitere Informationen finden Sie unter Verwaltete Instanzgruppen aktualisieren.

Nicht verwaltete Instanzgruppen

Nicht verwaltete Instanzgruppen sind Gruppen unterschiedlicher Instanzen, die Sie der Gruppe beliebig hinzufügen und aus der Gruppe entfernen können. Nicht verwaltete Instanzgruppen bieten kein Autoscaling, keine fortlaufende Update-Unterstützung und keine Möglichkeit, Instanzvorlagen zu verwenden. Daher empfiehlt Google nach Möglichkeit die Erstellung von verwalteten Instanzgruppen. Verwenden Sie nicht verwaltete Instanzgruppen nur dann, wenn Sie einen Lastenausgleich für Ihre bereits bestehenden Konfigurationen oder Gruppen unterschiedlicher Instanzen benötigen.

Weitere Informationen zur Erstellung einer Gruppe unterschiedlicher Instanzen ohne Instanzvorlage finden Sie unter Nicht verwaltete Instanzgruppen.

Instanzgruppen und Lastenausgleich

Alle auf der Google Cloud Platform verfügbaren Load-Balancing-Konfigurationen erfordern, dass Sie ein Back-End angeben, zum Beispiel eine Instanzgruppe, einen Zielpool oder eine Netzwerk-Endpunktgruppe, die den Traffic aufnehmen kann, der durch das Load-Balancing verteilt wird.

Für HTTP(S)-, den internen, den TCP-Proxy- und den SSL-Proxy-Lastenausgleich können Sie dem Back-End-Dienst eine Instanzgruppe zuweisen. Ein Back-End-Dienst ist ein zentraler Dienst für die Verwaltung von Back-Ends, die wiederum Instanzen verwalten, die Nutzeranfragen für Ihren Lastenausgleich verarbeiten. Jeder Back-End-Dienst enthält ein oder mehrere Back-Ends und jedes Back-End kann eine Instanzgruppe enthalten. Der Back-End-Dienst weiß, welche Instanzen er verwenden kann, wie viel Traffic sie verarbeiten können und wie viel Datenverkehr sie aktuell verarbeiten. Sie können einem Back-End-Dienst entweder eine verwaltete oder eine nicht verwaltete Instanzgruppe zuweisen.

Für einen Netzwerk-Lastenausgleich müssen Sie einem Zielpool einzelne VM-Instanzen oder eine oder mehrere verwaltete Instanzgruppen zuweisen, die den Server veranlassen, alle Instanzen hinzuzufügen, die Teil der Instanzgruppe mit dem angegebenen Zielpool sind.

Weitere Informationen zu verschiedenen Lastenausgleichskonfigurationen finden Sie in der Dokumentation zum Lastenausgleich.

Weitere Informationen

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