Gruppi di istanze gestite stateful

Puoi creare deployment ad alta disponibilità di carichi di lavoro stateful su istanze VM utilizzando i gruppi di istanze gestite (MIG stateful). I carichi di lavoro stateful includono applicazioni con dati o configurazioni stateful come database, applicazioni monolitiche legacy e calcoli batch a lunga esecuzione con checkpointing.

Con i MIG stateful, puoi migliorare l'uptime e la resilienza di queste applicazioni stateful con la riparazione automatica (recupero automatico dei carichi di lavoro non riusciti), i deployment multizona e gli aggiornamenti in sequenza automatici.

Un gruppo di istanze gestite stateful conserva lo stato univoco di ogni istanza (inclusi nome dell'istanza, dischi permanenti collegati, indirizzi IP e metadati) durante il riavvio, la ricreazione, la riparazione automatica o l'aggiornamento della VM.

Questa pagina descrive quando utilizzare i gruppi di istanze gestite stateful e fornisce una panoramica generale del loro funzionamento. Per maggiori informazioni, consulta Come funzionano i MIG stateful.

Per informazioni su come configurare un gruppo di istanze gestite stateful, consulta Configurazione dei gruppi di istanze gestite stateful.

Differenze tra i carichi di lavoro stateful e quelli stateless

Puoi utilizzare i gruppi di istanze gestite per supportare carichi di lavoro sia stateful che stateless. La differenza principale tra carichi di lavoro stateful e stateless è che i carichi di lavoro stateful conservano lo stato delle singole VM (ad esempio, uno shard del database o la configurazione dell'app) sui dischi della VM, mentre i carichi di lavoro stateless, come un frontend web, non conservano alcuno stato sulle singole VM.

Le VM con carichi di lavoro stateful vengono trattate come macchine personalizzate: l'identità (nome), l'indirizzo IP, i metadati e i dati delle VM interessano ogni singola macchina. Non è possibile scalare facilmente i carichi di lavoro stateful orizzontalmente perché la scalabilità potrebbe richiedere la replica dei dati, la creazione o l'eliminazione di shard di dati oppure la modifica della configurazione complessiva dell'applicazione. Quando ricrei o aggiorni una macchina con un carico di lavoro stateful, devi preservare lo stato univoco della VM. Esempi di applicazioni stateful includono Cassandra, ElasticSearch, mongoDB, MySQL, PostgreSQL e Kafka.

Trattieni le VM con carichi di lavoro stateless come intercambiabili e ti interessano solo il numero di VM di gestione che possiedi. Una VM non viene trattata in modo diverso da un'altra. Puoi scalare facilmente i carichi di lavoro stateless orizzontalmente aggiungendo o rimuovendo VM. Quando aggiorni l'applicazione, puoi eliminare le macchine e sostituirle con nuove macchine con nomi, indirizzi IP, metadati e dischi diversi. Quando una VM stateless viene eliminata o ricreata, tutti i dati sulla macchina vengono persi: i dischi vengono eliminati o ricreati da zero. Un frontend web è un esempio di applicazione stateless.

	MIG stateful	MIG stateless
Carico di lavoro	Carichi di lavoro stateful in cui i dischi, gli indirizzi IP e/o i metadati vengono conservati nelle operazioni di ricreazione delle VM.	Carichi di lavoro stateless a disponibilità elevata e scalabili, in cui dischi e indirizzi IP vengono ricreati da zero con scalabilità orizzontale, riparazione automatica, aggiornamento automatico e ricreazione delle VM.
Funzionalità del gruppo di istanze gestite	Riparazione automatica Aggiornamenti in sequenza automatici Deployment multizona	Riparazione automatica Aggiornamenti in sequenza automatici Deployment multizona Scalabilità automatica
Elementi conservabili	Nomi istanze Dischi permanenti, compreso il supporto per i dischi che non sono definiti nel modello di istanza Metadati specifici dell'istanza Indirizzi IP	Nomi istanze

Tutti i gruppi di istanze gestite supportano nomi delle istanze personalizzati e conservabili.

Quando utilizzare i MIG stateful

Prendi in considerazione l'utilizzo di gruppi di istanze gestite stateful (MIG stateful) ogni volta che esegui il deployment di un'applicazione o di un cluster stateful in Compute Engine e vuoi migliorarne la disponibilità con la autohealing e i deployment multizona oppure se vuoi semplificare gli aggiornamenti delle istanze stateful orchestrando le implementazioni degli aggiornamenti e controllando il livello consentito di interruzione delle istanze.

I gruppi di istanze gestite stateful sono destinati alle applicazioni con dati o configurazioni stateful, come ad esempio:

Database. Ad esempio: Cassandra, ElasticSearch, mongoDB e ZooKeeper. Prima di decidere i MIG stateful, valuta la possibilità di utilizzare servizi completamente gestiti. Ad esempio, MySQL e PostgreSQL sono disponibili in Cloud SQL, per concentrarti sulle tue applicazioni e non avere a che fare con le VM.
applicazioni di elaborazione dati. Ad esempio: Kafka e Flink. Prima di scegliere i MIG stateful, valuta la possibilità di utilizzare servizi completamente gestiti, ad esempio Dataflow o Dataproc, per concentrarti sulle attività di elaborazione dei dati e non devi preoccuparti delle VM.
Altre applicazioni stateful. ad esempio TeamCity, Jenkins, Bamboo, server DNS con indirizzi IP stateful e carichi di lavoro stateful personalizzati.
Applicazioni monolite legacy. Queste applicazioni archiviano lo stato dell'applicazione su un disco di avvio o su dischi permanenti aggiuntivi oppure si basano su una configurazione stateful, come nomi di istanze VM, indirizzi IP o coppie chiave-valore di metadati specifici.
Carichi di lavoro in batch con checkpoint. Con questa configurazione, puoi conservare i risultati dei checkpoint dei calcoli a lunga esecuzione in previsione dell'errore del carico di lavoro o della VM o del prerilascio delle istanze. I gruppi di istanze gestite stateful possono ricreare una macchina in errore, preservando il disco dati, in modo che il calcolo possa continuare dall'ultimo checkpoint.

Per ottenere resilienza contro gli errori a livello di zona, l'applicazione deve replicare i dati in più istanze a livello di applicazione. Ad esempio, ElasticSearch e Cassandra supportano questa funzionalità. Puoi utilizzare un gruppo di istanze gestite a livello di regione per rendere un'applicazione resiliente in caso di errori a livello di zona eseguendo il deployment di repliche ridondanti in più zone e facendo affidamento sulla funzionalità di replica dei dati dell'applicazione. In caso di errore a livello di zona, i dati vengono forniti dalle repliche disponibili nelle zone rimanenti.

Esamina le limitazioni per verificare se un gruppo di istanze gestite stateful soddisfa pienamente i tuoi requisiti.

Cosa rende un MIG stateful

Un gruppo di istanze gestite è considerato stateful se hai creato una configurazione stateful.

Puoi creare una configurazione stateful al momento della creazione del gruppo di istanze gestite oppure convertire un gruppo da stateless a stateful dopo la sua creazione aggiungendo una configurazione.

Puoi creare una configurazione stateful impostando un criterio stateful non vuoto e/o una o più configurazioni per istanza non vuote:

Un criterio stateful definisce gli elementi che vuoi conservare per tutte le istanze nel tuo gruppo di istanze gestite.
Una configurazione per istanza definisce gli elementi da conservare per un'istanza VM specifica.

La configurazione viene applicata dopo l'applicazione da parte tua o del gruppo di istanze gestite:

Un gruppo di istanze gestite applica automaticamente la configurazione dei criteri stateful alle istanze nuove ed esistenti.
Quando crei o aggiorni le configurazioni per istanza, puoi scegliere se applicare la nuova configurazione manualmente o automaticamente.

Dopo aver applicato la configurazione stateful (criterio stateful e/o configurazioni per istanza), puoi verificarla ispezionando lo stato conservato di ogni istanza gestita.

Le modifiche successive alla configurazione o alla dimensione stateful del gruppo di istanze gestite (ad esempio, riduzione delle dimensioni del gruppo di istanze gestite oppure eliminazione o abbandono delle istanze dal gruppo di istanze gestite) possono influire sugli stati conservati delle istanze.

Configurazione stateful

Un gruppo di istanze gestite stateful prende la configurazione dell'istanza da una combinazione di modello di istanza, configurazione facoltativa di tutte le istanze, criterio stateful facoltativo e configurazioni per istanza facoltative impostate da te. Dopo aver impostato la configurazione per il gruppo, il gruppo di istanze gestite la utilizza durante la creazione delle VM. Per applicare una configurazione aggiornata alle VM esistenti, consulta Applicare nuove configurazioni di VM in un gruppo di istanze gestite.

Criterio stateful

Un criterio stateful definisce gli elementi stateful comuni per tutte le istanze in un gruppo di istanze gestite. Ogni elemento che includi nel criterio stateful deve essere definito nel modello di istanza del gruppo di istanze gestite.

Puoi apportare le seguenti modifiche a un criterio stateful:

Per configurare i dischi in modo che diventino stateful, aggiungili al criterio stateful.
Per configurare i dischi in modo che diventino stateless, rimuoveli dal criterio stateful.
Specifica che gli indirizzi IP devono essere stateful aggiungendo la configurazione dell'interfaccia di rete al criterio stateful.
Specifica che gli indirizzi IP devono essere trattati come stateless rimuovendo la configurazione dal criterio stateful.

Configurazioni per istanza

Una configurazione per istanza definisce gli elementi stateful univoci per una specifica istanza gestita, ad esempio dischi specifici dell'istanza, coppie chiave-valore di metadati e indirizzi IP. Non è necessario definire metadati e dischi specifici per l'istanza nel modello di istanza del gruppo di istanze gestite; tuttavia, le interfacce di rete per gli IP stateful devono essere definite nel modello di istanza del gruppo di istanze gestite.

Puoi apportare le seguenti modifiche a una configurazione per istanza per un'istanza specifica in un gruppo di istanze gestite:

Configura i dischi definiti nel modello di istanza per diventare stateful per l'istanza (aggiungendoli alla configurazione per istanza) o per diventare stateless (rimuovendo questi dischi dalla configurazione per istanza).
Configura i dischi esistenti, non definiti nel modello di istanza, da collegare e diventare stateful per l'istanza (aggiungendoli alla configurazione per istanza) o da scollegarli dall'istanza (rimuovendo i dischi dalla configurazione per istanza).
Aggiungi o rimuovi le coppie chiave-valore di metadati stateful specifiche per l'istanza.
Configurazione di indirizzi IP singolarmente per consentire alle istanze di un gruppo di istanze gestite di diventare stateful o stateless.

Esempio di configurazione stateful

Ecco un esempio di configurazione stateful:

Modello di istanza + criterio stateful + configurazione per istanza = configurazione dell'istanza gestita.

In questo grafico:

Il modello di istanza definisce una configurazione comune per tutte le istanze VM in un gruppo di istanze gestite,
Il criterio stateful definisce una configurazione stateful comune per i dischi con nome del dispositivo, data-disk, che sono definite dal modello di istanza e che vengono create e collegate singolarmente a ogni istanza VM nel gruppo di istanze gestite.
La configurazione per istanza definisce una configurazione stateful per una specifica istanza VM denominata node-1. Specifica di collegare un disco esistente, my-legacy-1, all'istanza node-1 e di trattarlo come stateful. Specifica inoltre un valore chiave dei metadati per preservare l'unicità dell'istanza node-1: node-id:xyz273.

Durante la creazione della VM node-1, il gruppo di istanze gestite esegue quanto segue:

Utilizza il tipo di macchina n2-standard-2, in base al modello di istanza.
Crea e collega un disco di avvio con un nome del disco generato automaticamente, boot-node-1 e un nome del dispositivo boot-disk, utilizzando un'immagine Debian GNU/Linux, in base al modello di istanza. Il gruppo di istanze gestite considera il disco di avvio boot-node-1 come stateless perché non è configurato nel criterio stateful o nella configurazione per istanza.
Crea e collega un disco aggiuntivo con un nome del disco generato automaticamente, data-disk-1, e un nome del dispositivo data-disk, utilizzando un'immagine personalizzata, in base al modello di istanza. Il gruppo di istanze gestite considera il disco aggiuntivo data-disk-1 come stateful perché il nome del dispositivo è specificato nel criterio stateful.
Collega un disco esistente con il nome del disco my-legacy-1 e utilizza il nome del dispositivo legacy-disk, in base alla configurazione per istanza. Il gruppo di istanze gestite tratta il disco aggiuntivo my-legacy-1 come stateful perché il nome del dispositivo è specificato nella configurazione per istanza.
Imposta tre coppie chiave-valore di metadati: due dal modello di istanza (app:example-stateful-app, version:1.0) e una dalla configurazione per istanza (node-id:xyz273). Il gruppo di istanze gestite considera la coppia chiave-valore node-id:xyz273 come stateful perché è specificata nella configurazione per istanza.

Quando ricrei la VM node-1, supponendo che la stessa configurazione sia ancora efficace, il gruppo di istanze gestite ricrea gli elementi stateless e conserva gli elementi stateful:

Ricrea il disco di avvio dall'immagine originale:

Innanzitutto, elimina il disco di avvio boot-node-1, quindi lo ricrea dall'immagine Debian GNU/Linux, come specificato nel modello di istanza.
Conserva i dischi aggiuntivi, data-disk-1 e my-legacy-1:

Stacca i dischi aggiuntivi prima di eliminare la VM, quindi li collega alla VM dopo averla ricreata.
Conserva la singola coppia chiave-valore dei metadati node-id:xyz273:

Imposta i metadati dopo che la VM è stata ricreata. Imposta anche le coppie chiave-valore comuni del modello di istanza (app:example-stateful-app e version:1.0).

Feedback

Vogliamo conoscere i tuoi casi d'uso, le tue sfide e i tuoi feedback sui MIG stateful. Condividi il tuo feedback con il nostro team all'indirizzo mig-discuss@google.com.

Passaggi successivi

Consulta Configurazione di MIG stateful per scoprire come supportare i carichi di lavoro stateful conservando i nomi delle istanze, i dischi permanenti e i metadati nelle istanze gestite.
Scopri come eseguire la migrazione di un carico di lavoro esistente a un gruppo di istanze gestite stateful.
Scopri di più su come funzionano i MIG stateful.
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