Regionale MIGs

Eine verwaltete Instanzgruppe (MIG), die ihre VMs auf mehrere Zonen in einer Region verteilt, wird auch regionale MIG genannt. Eine MIG, die auf eine einzelne Zone beschränkt ist, wird auch als zonale MIG bezeichnet.

Sie können eine regionale MIG verwenden, um die Ausfallsicherheit Ihrer MIG-basierten Arbeitslast zu erhöhen. Verteilen Sie Ihre Arbeitslast auf mehrere Zonen in einer Region, um Sie vor extremen Fällen zu schützen, in denen alle Instanzen in einer einzelnen Zone ausfallen.

Dieses Dokument enthält konzeptionelle Informationen zu regionalen MIGs:

Informationen zum Erstellen einer regionalen MIG finden Sie unter MIG in mehreren Zonen erstellen.

Vorteile regional verwalteter Instanzgruppen

Google empfiehlt aus folgenden Gründen regionale MIGs gegenüber zonalen MIGs:

  • Mit regionalen MIGs können Sie bis zu 2.000 Instanzen verwalten, also doppelt so viele wie mit zonalen MIGs. Wenn Sie mehr Instanzen benötigen, können Sie die Größenbeschränkung einer regionalen MIG auf 4.000 Instanzen erhöhen.
  • Sie können regionale MIGs verwenden, um die Anwendungslast auf mehrere Zonen zu verteilen, anstatt Ihre Anwendung auf eine einzige Zone begrenzen oder mehrere zonale MIGs in verschiedenen Zonen verwalten zu müssen.

Die Verwendung mehrerer Zonen 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.

Wenn eine Zone ausfällt oder eine Gruppe von Instanzen innerhalb einer Zone nicht mehr reagiert, unterstützt eine regionale MIG Ihre Instanzen weiterhin, und zwar so:

  • Diejenigen Instanzen, die zur regionalen MIG in den verbleibenden Zonen gehören, können den Traffic weiterhin verarbeiten. Wenn Sie Autoscaling nicht eingerichtet haben, werden keine neuen Instanzen hinzugefügt und keine Instanzen umverteilt.

  • Nachdem die fehlerhafte Zone wiederhergestellt wurde, leitet die MIG wieder Traffic aus dieser Zone weiter.

Verwenden Sie beim Entwerfen robuster, skalierbarer Anwendungen regionale MIGs.

Zusätzliche Konfigurationsoptionen für regionale MIGs

Sie erstellen eine regionale MIG auf die gleiche Weise wie eine zonale MIG. Es gibt jedoch zusätzliche Optionen:

Diese Optionen werden in den folgenden Abschnitten beschrieben.

Zonenauswahl

Standardmäßig verteilt eine regionale MIG ihre verwalteten Instanzen gleichmäßig auf drei Zonen. Es gibt jedoch verschiedene Gründe, um bestimmte Zonen für Ihre Anwendung auszuwählen. Wenn Sie zum Beispiel GPUs für Ihre Instanzen benötigen, wählen Sie nur Zonen aus, die GPUs unterstützen, oder Sie haben bereits nichtflüchtige Speicher oder Reservierungen, die nur in bestimmten Zonen verfügbar sind.

Wenn Sie die Anzahl der Zonen festlegen oder bestimmte Zonen auswählen möchten, in denen die Gruppe ausgeführt wird, müssen Sie dies bei der Erstellung der Gruppe tun. Wenn Sie während der Erstellung bereits bestimmte Zonen ausgewählt haben, können Sie diese später nicht mehr ändern oder aktualisieren.

Wenn Ihre MIG automatisch Zonen verwenden soll, die die in der Konfiguration Ihrer MIG angegebene Hardware unterstützen, können Sie die Zielverteilungsform der MIG auf BALANCED, ANY oder ANY_SINGLE_ZONE setzen und alle Zonen in einer Region auswählen. Die MIG prüft automatisch die Ressourcenverfügbarkeit und plant Instanzen nur in Zonen mit den Ressourcen. Weitere Informationen finden Sie unter Form der Zielverteilung.

  • Wenn Sie mehr als drei Zonen innerhalb einer Region auswählen möchten, müssen Sie die einzelnen Zonen explizit angeben. Wenn Sie beispielsweise alle vier Zonen innerhalb einer Region auswählen möchten, müssen Sie alle vier Zonen explizit in Ihrer Anfrage angeben. Sonst wählt Compute Engine standardmäßig drei Zonen aus.

  • Wenn Sie zwei oder weniger Zonen in einer Region auswählen möchten, müssen Sie die einzelnen Zonen explizit angeben. Auch wenn die Region nur zwei Zonen enthält, müssen Sie trotzdem die Zonen in Ihrer Anfrage explizit angeben.

Google erweitert seine Infrastruktur regelmäßig, indem spezielle Hardware in mehr Zonen verfügbar wird. Eine regionale MIG prüft regelmäßig die Hardwareverfügbarkeit und beginnt automatisch mit der Planung von Instanzen in Zonen, die die erforderlichen Maschinen unterstützen. Wenn Sie Ihre Instanzen aus irgendeinem Grund nicht in einigen Zonen ausführen möchten, wählen Sie diese Zonen beim Erstellen der Gruppe nicht aus.

Unter Regionale MIG erstellen erfahren Sie, wie Sie eine regionale MIG erstellen und Zonen auswählen.

Form der Zielverteilung

Standardmäßig verteilt eine regionale MIG ihre verwalteten Instanzen gleichmäßig auf ausgewählte Zonen. Wenn Sie jedoch Hardware benötigen, die nicht in allen Zonen verfügbar ist, oder wenn Sie die Verwendung von zonalen Reservierungen priorisieren müssen, bevorzugen Sie möglicherweise eine andere Verteilung.

Legen Sie die Zielverteilungsform der MIG fest, um zu konfigurieren, wie regionale MIGs ihre Instanzen auf ausgewählte Zonen innerhalb einer Region verteilen. Folgende Optionen sind verfügbar:

  • GLEICHMÄẞIG (Standardeinstellung): die Gruppe erstellt und löscht VMs, um die gleiche Anzahl von VMs in den ausgewählten Zonen zu erreichen und zu erhalten. Bei einer EVEN-Verteilung unterscheidet sich die Anzahl der VMs zwischen zwei Zonen um nicht mehr als 1. Empfohlen für hochverfügbare Bereitstellungsarbeitslasten.
  • AUSGEGLICHEN: Die Gruppe priorisiert die Erstellung von VMs in Zonen, in denen Ressourcen verfügbar sind. Außerdem werden VMs so gleichmäßig wie möglich auf die ausgewählten Zonen verteilt, um die Auswirkungen eines Zonenausfalls zu minimieren. Empfohlen für hochverfügbare Bereitstellungs- oder Batcharbeitslasten.
  • ALLE: Die Gruppe wählt Zonen zum Erstellen von VM-Instanzen aus, um die angeforderte Anzahl von VMs innerhalb der aktuellen Ressourceneinschränkungen zu erreichen und die Nutzung nicht verwendeter zonaler Reservierungen zu maximieren. Empfohlen für Batcharbeitslasten, für die keine Hochverfügbarkeit erforderlich ist.
  • BELIEBGIGE EINZELNE ZONE: Die Gruppe plant alle VM-Instanzen innerhalb einer einzelnen Zone. Die Zone wird basierend auf Hardwaresupport, aktueller Ressourcen- und Kontingentverfügbarkeit sowie übereinstimmenden Reservierungen ausgewählt. Empfohlen in Kombination mit einer Richtlinie für kompakte Instanzplatzierungen für Arbeitslasten, die eine umfangreiche Kommunikation zwischen VMs erfordern.

Wenn Sie die MIG erstellen und ihre Form auf BALANCED, ANY oder ANY_SINGLE_ZONE festlegen, müssen Sie nicht manuell prüfen, welche Zonen die von Ihnen in der MIG-Konfiguration angegebene Hardware unterstützen. Wenn Sie alle Zonen in einer Region auswählen und deren Form auf BALANCED, ANY oder ANY_SINGLE_ZONE gesetzt ist, prüft die regionale MIG die Ressourcenverfügbarkeit für Sie und plant Instanzen nur in Zonen, die die Ressourcen haben.

Wählen Sie eine Option anhand Ihrer Arbeitslastanforderungen und der erforderlichen MIG-Funktionen aus. Weitere Informationen finden Sie in der Vergleichstabelle und in den Anwendungsfällen.

Informationen zum Konfigurieren der Zielform für eine neue oder vorhandene MIG finden Sie unter Richtlinie zum Verteilen von Instanzen auf Zonen festlegen.

Proaktive Umverteilung von Instanzen

Standardmäßig versucht eine regionale MIG, eine gleichmäßige Verteilung der Instanzen auf Zonen in der Region aufrechtzuerhalten, damit die Anwendung bei einem Ausfall auf Zonenebene maximal verfügbar bleibt.

Wenn die Verteilung der Instanzen zwischen den Zonen nicht gleichmäßig ist, weil Sie Instanzen aus der Gruppe löschen oder verwerfen, werden die Instanzen innerhalb der Gruppe proaktiv neu verteilt, um die gleichmäßige Verteilung wiederherzustellen.

Damit dies auf Zonenebene erreicht wird, löscht die Gruppe Instanzen in Zonen mit mehr Instanzen und fügt neue Instanzen in Zonen mit weniger Instanzen hinzu. Die zu löschenden Instanzen werden automatisch von der Gruppe ausgewählt.

Durch die proaktive Umverteilung wird eine gleichmäßige Verteilung auf die Zonen wiederhergestellt.
Beispiel für proaktive Umverteilung

Angenommen, Sie haben eine MIG mit 12 Instanzen, die auf drei Zonen verteilt sind: a, b und c. Wenn Sie drei verwaltete Instanzen in c löschen, versucht die Gruppe, das Gleichgewicht wiederherzustellen, damit die Instanzen wieder gleichmäßig über die Zonen hinweg verteilt sind. In diesem Fall löscht die Gruppe zwei Instanzen (eine aus a und eine aus b) und erstellt zwei Instanzen in Zone c, sodass jede Zone drei Instanzen hat und eine gleichmäßige Verteilung erreicht wird. Es gibt keine Möglichkeit, selektiv zu bestimmen, welche Instanzen gelöscht werden. Die Gruppe verliert vorübergehend Kapazität, während die neuen Instanzen gestartet werden.

Wenn Sie eine automatische Umverteilung der Instanzen verhindern möchten, können Sie die proaktive Umverteilung von Instanzen deaktivieren.

Das Deaktivieren der proaktiven Umverteilung von Instanzen ist in folgenden Fällen nützlich:

  • Löschen oder Verwerfen von Instanzen aus der Gruppe, ohne dass andere aktive Instanzen davon betroffen sind. Sie können z. B. eine Batch-Worker-Instanz nach Abschluss eines Jobs löschen, ohne andere Worker zu beeinträchtigen.
  • Schützen von Instanzen mit zustandsorientierten Arbeitslasten vor unerwünschtem automatischem Löschen aufgrund der proaktiven Umverteilung
  • Legen Sie für die Zielverteilungsform der MIG auf BALANCED oder ANY_SINGLE_ZONE fest.
Die Deaktivierung der proaktiven Umverteilung kann die Kapazität während eines Zonenausfalls beeinträchtigen.
Ungleichmäßige Verteilung nach dem Deaktivieren der proaktiven Umverteilung

Wenn Sie die proaktive Umverteilung von Instanzen deaktivieren, werden von einer MIG keine Instanzen proaktiv hinzugefügt oder entfernt, um ein Gleichgewicht zu erzielen. Bei Vorgängen zur Größenänderung nähert sie sich jedoch trotzdem weiter opportunistisch einem Gleichgewicht an. Jeder Vorgang zur Größenänderung wird dabei als Gelegenheit betrachtet, die Gruppe auszugleichen. Beispielsweise nutzt die Gruppe beim Verkleinern automatisch die Möglichkeit, Instanzen aus größeren Zonen zu entfernen. Beim Vergrößern fügt die Gruppe entsprechend kleineren Zonen Instanzen hinzu.

Verhaltensunterschiede von zonalen MIGs

Der Hauptunterschied zwischen einer zonalen und einer regionalen MIG besteht darin, dass eine regionale MIG mit mehr als einer Zone arbeiten kann.

Da die verwalteten Instanzen einer regionalen MIG auf Zonen innerhalb einer Region verteilt sind, verhalten sich die folgenden MIG-Features ein wenig anders.

Regionale MIG automatisch skalieren

Compute Engine bietet Autoscaling-Funktionen für MIGs, mit denen Sie VMs lastabhängig automatisch hinzufügen oder entfernen können.

Wenn Autoscaling für regionale MIGs aktiviert ist, gilt Folgendes:

  • Das Autoscaling entscheidet anhand des größten Autoscaling-Signals in jeder Zone, in welcher Zone die VMs erstellt werden sollen. Wenn Sie beispielsweise basierend auf der CPU-Auslastung skalieren, erstellt das Autoscaling mehr VMs in den Zonen mit höherer Auslastung.

  • Wenn die Zonen unterschiedliche Signalwerte haben, führt das Autoscaling zu einer ungleichmäßigen Verteilung der VMs. In solchen Fällen versucht das Autoscaling, die Last zonenübergreifend auszugleichen, indem zusätzliche VMs in Zonen mit weniger VMs erstellt werden. Nachdem die Zonen mit zusätzlichen VMs die Last übernommen haben, sollte die Anzahl der VMs in den Zonen ausgeglichen sein.

  • Wenn der Signalwert in einer Zone ein Hochskalieren auslöst, der Gesamtsignalwert in der regionalen MIG jedoch keine zusätzliche VM oder eine zusätzliche VM in einer anderen Zone erfordert, fügt das Autoscaling möglicherweise eine VM hinzu und löscht diese sofort aus einer der Zonen.

  • Wenn ein Autoscaling-Signal auf eine regionale MIG als Ganzes angewendet wird, wie z. B. Skalierungspläne oder einige Monitoring-Messwerte, verteilt das Autoscaling die VMs so gleichmäßig wie möglich auf die Zonen.

  • Wenn die Zielverteilungsform auf BALANCED festgelegt ist, erkennt das Autoscaling die Ressourcenverfügbarkeit zwischen Zonen. Das Autoscaling erstellt proaktiv VMs nur in Zonen mit ausreichendem Kontingent und ausreichend Kapazität für VMs, wie in der MIG-Konfiguration angegeben.

Regionale MIG aktualisieren

Sie können die Zonen für eine regionale MIG nach dem Erstellen der Gruppe nicht mehr ändern oder aktualisieren. Sie können jedoch die Zielverteilungsform der Gruppe festlegen, um die Verwendung verschiedener Zonen zu priorisieren, z. B. wenn Sie reservierte Ressourcen haben oder Hardware benötigen, die nicht in allen Zonen verfügbar ist.

Wenn Sie eine neue Vorlage für eine regionale MIG einführen möchten, finden Sie weitere Informationen unter Regionale MIG aktualisieren.

Wenn Sie Instanzen in einer MIG hinzufügen oder entfernen möchten, ist der Vorgang für regionale und zonale MIGs ähnlich. Informationen dazu finden Sie unter VMs in einer MIG hinzufügen und entfernen.

Informationen zum Konfigurieren von zustandsorientierten Laufwerken oder Metadaten in einer MIG finden Sie unter Zustandsorientierte MIGs konfigurieren.

Verfügbarkeit durch Überdimensionierung erhöhen

Eine Vielzahl von Ereignissen kann dazu führen, dass eine oder mehrere Instanzen nicht mehr verfügbar sind. Sie können dieses Problem mithilfe mehrerer Google Cloud-Dienste beheben:

Selbst wenn Sie diese Dienste verwenden, können Probleme auftreten, wenn zu viele Instanzen gleichzeitig nicht verfügbar sind.

Google empfiehlt dringend eine Überdimensionierung der MIG, um für den Extremfall, dass eine Zone ausfällt oder eine ganze Gruppe von Instanzen nicht mehr reagiert, gerüstet zu sein. Je nach Anforderungen Ihrer Anwendung wird durch eine Überdimensionierung der Gruppe verhindert, dass Ihr System vollständig ausfällt, wenn eine Zone oder Gruppe von Instanzen nicht mehr reagiert.

Die Empfehlungen von Google zur Überdimensionierung zielen in erster Linie darauf ab, die Verfügbarkeit Ihrer Anwendung für die Nutzer aufrechtzuerhalten. So wird empfohlen, dass Sie mehr Instanzen bereitstellen und bezahlen, als Ihre Anwendung für den alltäglichen Betrieb benötigt. Berücksichtigen Sie bei Ihren Entscheidungen bezüglich der Überdimensionierung die Anforderungen Ihrer Anwendung und Kostenbeschränkungen.

Sie können die Größe der MIG beim Erstellen festlegen und nach dem Erstellen Instanzen hinzufügen oder entfernen.

Sie haben die Möglichkeit, das Autoscaling so zu konfigurieren, dass Instanzen je nach Last automatisch der Gruppe hinzugefügt oder daraus entfernt werden.

Empfohlene Gruppengröße schätzen

Sie sollten genügend Instanzen bereitstellen, damit bei einem Ausfall aller Instanzen in einer bestimmten Zone die verbleibenden Instanzen weiterhin Ihre Anforderung an die Mindestanzahl an Instanzen erfüllen.

Verwenden Sie die folgende Tabelle, um die empfohlene Mindestgröße für Ihre Gruppe zu bestimmen:

Anzahl der Zonen Zusätzliche VM-Instanzen Empfohlene VM-Instanzen insgesamt
2 100 % mehr 200 %
3 50 % mehr 150 %
4 33 % mehr 133 %

Regionale MIG in drei oder mehr Zonen bereitstellen

Google empfiehlt eine Überdimensionierung Ihrer Gruppe um mindestens 50 %, wenn Sie eine regionale MIG in einer Region mit mindestens drei Zonen erstellen. Standardmäßig erstellt eine regionale MIG Instanzen in drei Zonen. Dadurch werden bereits mindestens zwei Drittel der Bereitstellungskapazität aufrechterhalten. Wenn eine der Zonen ausfällt, können die anderen beiden Zonen in der Region den Traffic weiterhin ohne Unterbrechung verarbeiten. Eine Überdimensionierung auf 150 % gewährleistet, dass beim Ausfall von einem Drittel der Kapazität 100 % des Traffics von den verbleibenden Zonen bewältigt wird.

Wenn Sie beispielsweise 20 Instanzen in Ihrer MIG in drei Zonen benötigen, empfehlen wir mindestens weitere 50 % der Instanzen. 50 % von 20 entspricht in diesem Fall 10 weiteren Instanzen, sodass die Gruppe insgesamt 30 Instanzen enthält. Wenn Sie eine regionale MIG mit 30 VMs erstellen, verteilt die Gruppe die VMs auf die drei Zonen, zum Beispiel so:

Zone Anzahl der VM-Instanzen
Beispielzone-1 10
Beispielzone-2 10
Beispielzone-3 10

Wenn eine der Zonen ausfällt, haben Sie immer noch 20 Instanzen zur Verarbeitung des Traffics.

Regionale MIG in zwei Zonen bereitstellen

Zum Bereitstellen der Instanzen in zwei statt in drei Zonen empfiehlt Google, die Anzahl der Instanzen zu verdoppeln. Wenn Sie beispielsweise 20 Instanzen in zwei Zonen für Ihren Dienst benötigen, empfehlen wir die Konfiguration einer regionalen MIG mit 40 Instanzen, damit jede Zone 20 Instanzen hat. Wenn eine der Zonen ausfällt, haben Sie immer noch 20 Instanzen zur Verarbeitung des Traffics.

Zone Anzahl der VM-Instanzen
Beispielzone-1 20
Beispielzone-2 20

Wenn sich die Anzahl der Instanzen in der Gruppe nicht gleichmäßig auf zwei Zonen aufteilen lässt, wird die Gruppe der VMs gleichmäßig von Compute Engine aufgeteilt. Die verbleibenden Instanzen werden zufällig einer der Zonen zugeteilt.

Regionale MIG in einer Zone bereitstellen

Sie können eine regionale MIG mit nur einer Zone erstellen. Dies entspricht ungefähr dem Erstellen einer zonalen MIG.

Das Erstellen einer regionalen MIG mit einer einzigen Zone wird nicht empfohlen, da diese Konfiguration die geringste Garantie für hochverfügbare Anwendungen bietet. Wenn die Zone ausfällt, ist die gesamte MIG nicht mehr verfügbar, was zu Beeinträchtigungen für Ihre Nutzer führen kann.

Nächste Schritte