משפחת מכונות שעברה אופטימיזציה לרשת ב-Compute Engine

משפחת המכונות עם אופטימיזציה לרשת מספקת את הביצועים הטובים ביותר של הרשת ושל אחסון הבלוקים ב-Compute Engine. הם מציעים את יחס המחיר-ביצועים הטוב ביותר, שעבר אופטימיזציה לאפליקציות תובעניות שמוגבלות על ידי קלט/פלט, כמו מכשירי רשת ואבטחה, מסדי נתונים עם ביצועים גבוהים, Telco 5G UPF, ניתוח נתונים בקנה מידה גדול ומערכות קבצים מבוזרות. בהשוואה למשפחת המכונות לשימוש כללי, סדרת המכונות במשפחת המכונות לאופטימיזציה של הרשת מציעה ערכים גבוהים משמעותית של:

• רוחב הפס של הרשת
• ביצועי עיבוד מנות (PPS)
• קצב העברת נתונים באחסון ו-IOPS לכל vCPU

בזכות ביטול הצורך בהקצאת יתר של משאבי מחשוב רק כדי לשנות את קנה המידה של יכולות הקלט/פלט, משפחת המכונות שמותאמות לרשת מספקת יתרונות משמעותיים של עלות הבעלות הכוללת (TCO).

סדרת מכונות	עומסי עבודה (workloads)
C4N	מכשירי רשת ואבטחה חומת אש מאזני עומסים נתבים וירטואליים מכשירים להפחתת מתקפות DDoS NatProxy CDN Telco (5G UPF) מכולות עם צפיפות גבוהה מערכות קבצים מסדי נתונים עם ביצועים גבוהים ניתוח נתונים בקנה מידה גדול עומסי עבודה של AI/ML שמבוססים על מעבד (CPU)
M4N	מסדי נתונים עם ביצועים גבוהים שכבות נתונים של יצירה משולבת-אחזור (RAG) שמירת הקשר במטמון בנפח עצום בזיכרון חיפוש סמנטי בזמן אמת

סדרת מכונות C4N

מכונות C4N מבוססות על מעבדי Intel Xeon Scalable מהדור החמישי (שם קוד Emerald Rapids) עם זיכרון DDR5 בתדר גבוה וארכיטקטורת Titanium עם שני כרטיסי רשת (NIC) שמועברים ל-offload. סדרת המכונות C4N מתוכננת למקסם את קצב העברת הנתונים ברשת ואת הביצועים של אחסון הבלוקים, בלי צורך בתוספים לתשתית פרימיום (כמו ביצועי רשת Tier_1 לכל מכונה וירטואלית).

• למסדי נתונים: בהשוואה למכונות C4 בגודל דומה, מכונות C4N מספקות 45% יותר שאילתות לשנייה ב-MySQL כאשר מיקום אחסון הנתונים הוא בעיקר בדיסק.
• לעומסי עבודה של שרתי אינטרנט: מכונות C4N משפרות משמעותית את הביצועים של אפליקציות אינטרנט שמוגבלות על ידי הרשת. ב-C4N אפשר לשלוח עד 55% יותר בקשות Nginx לשנייה בגודל אופייני של בקשות לאחזור מהרשת (100-300kb) בהשוואה ל-C4.

מכונות C4N זמינות ב-8 סוגי מכונות עם קונפיגורציה מוגדרת (predefined) לשימוש סטנדרטי (standard), עם מעבד (CPU) חזק ועם זיכרון בנפח גבוה, מ-2 עד 192 מעבדי vCPU ועד 1.5TB זיכרון.

התכונות של C4N:

• רוחב פס מעולה ברשת בין מכונות וירטואליות: עד 400Gbps של רוחב פס ברשת בין מכונות וירטואליות, ותמיכה ברוחב פס של עד 50Gbps לזרימה אחת בין מכונות C4N שמנותבות באותה רשת VPC.
• ביצועים משופרים של VM לאינטרנט: רוחב הפס של הרשת לתעבורת נתונים לאינטרנט יכול להגיע עד 200Gbps. ביצועי עיבוד המנות של תעבורת הנתונים לאינטרנט יכולים להגיע עד ל-48 מיליון מנות לשנייה (MPPS).
• עיבוד מנות מוביל בתחום: עד 95MPPS של ביצועי עיבוד מנות מתמשכים (נמדד באמצעות DPDK Pktgen).
• קלט/פלט אופטימלי לתצורות קטנות יותר: רוחב פס של עד 25 עד 50Gbps, במיוחד לסוגי מכונות עם 2 עד 16 מעבדי vCPU. בנוסף, לסוגי המכונות הקטנים יותר יש מגבלות רוחב פס בסיסיות וצפויות במצב יציב, כדי לספק ביצועים עקביים בעלות נמוכה יותר.
• רשת משופרת שמוכנה לשימוש: ממשקי רשת מסוג gVNIC ב-C4N מתחילים עכשיו עם יותר תורי Tx/Rx כברירת מחדל, ומשתנים בהתאם למספר ה-vCPUs עד למקסימום של 64 לכל vNIC.
• יעילות משופרת עם ארכיטקטורת Dual-NIC Titanium: כוללת שני מתאמי רשת Titanium 200G‏ (2x200G) כדי להעביר את ניהול הרשת והאחסון באופן מלא, וכך להבטיח שהאפליקציות יפעלו בביצועים מקסימליים ובאופן צפוי.
• אפשרויות וביצועים מובילים של אחסון בלוקים: תמיכה בכל האפשרויות של Hyperdisk, כולל Hyperdisk Balanced,‏ Hyperdisk Balanced High Availability,‏ Hyperdisk Extreme,‏ Hyperdisk Throughput ו-Hyperdisk ML. ‫C4N עם Hyperdisk Extreme מספק גישה לנתונים במהירות גבוהה וזמן אחזור קצר, שנדרשים למסדי נתונים מודרניים ולאפליקציות AI ארגוניות, עם קצב העברת נתונים של עד 25GiB לשנייה של אחסון בלוקים וכמעט מיליון IOPS. ב-C4N, ביצועי האחסון טובים פי 2.5 מאשר ב-C4.

ב-C4N יש תמיכה באפשרויות הבאות של הנחות וצריכה:

• הנחות תמורת התחייבות לשימוש במשאבים (CUD)
• הנחות גמישות תמורת התחייבות לשימוש (CUD)
• ‏VMs במודל Spot
• הזמנות
• שרתים לדייר יחיד (sole-tenant)
• מדיניות למיקום מרווח וקומפקטי

מגבלות של C4N

אלה המגבלות של סדרת המכונות C4N:

• סוגי המכונות C4N זמינים רק כמכונות עם קונפיגורציה מוגדרת (predefined). אי אפשר להשתמש בסוגי מכונות בהתאמה אישית.
• אי אפשר להשתמש במעבדים גרפיים עם מכונות C4N.

סוגי מכונות C4N

סוגי הדיסקים שנתמכים ב-C4N

מכונות C4N תומכות רק בממשק הדיסק NVMe, ואפשר להשתמש בהן בסוגים הבאים של אחסון בלוקים:

• ‫Hyperdisk Balanced‏ (hyperdisk-balanced)
• ‫Hyperdisk Balanced High Availability‏ (hyperdisk-balanced-high-availability)
• ‫Hyperdisk Throughput‏ (hyperdisk-throughput)
• ‫Hyperdisk Extreme‏ (hyperdisk-extreme)
• ‫Hyperdisk ML‏ (hyperdisk-ml)
• Titanium SSD

במאמר מגבלות הביצועים של Hyperdisk מפורטות מגבלות הביצועים של כל סוג של Hyperdisk.

מגבלות דיסק וקיבולת

ההגבלות הבאות חלות:

• מספר אמצעי האחסון של Hyperdisk לא יכול להיות יותר מ-64 לכל VM.
• קיבולת הדיסק הכוללת המקסימלית בכל הדיסקים לא יכולה לחרוג מ-512TiB.

למידע נוסף על מגבלות הקיבולת, ראו מגבלות הקיבולת של Hyperdisk לכל VM.

מגבלות האחסון ב-C4N מתוארות בטבלה הבאה:

תמיכה ברשת למכונות C4N

מכונות C4N מספקות רוחב פס סטנדרטי של עד 400Gbps לרשתות VM-to-VM, פי 4 מרוחב הפס לרשת לכל vCPU בהשוואה למכונות C4 רגילות. מכונות C4N לא משתמשות בביצועי רשת Tier_1 לכל מכונה וירטואלית.

בסוגי המכונות הגדולים ביותר של C4N (‏192 vCPUs), במהלך יצירת המכונה צריך להגדיר לפחות 2 ממשקי רשת (vNICs) שמשתמשים במסגרות Jumbo ‏(8896B) כדי להגיע לרוחב הפס המלא של הרשת. ‫Compute Engine ממפה את כרטיסי ה-vNIC באופן אוטומטי לכרטיסי NIC פיזיים (pNIC) בשיטת Round-Robin. לאחר מכן, מערכת ההפעלה של האורח או האפליקציה יכולות לחלק את עומס הרשת בין שני כרטיסי vNIC לפחות (שממופים לכרטיסי pNIC נפרדים) כדי להשיג את מלוא רוחב הפס של הרשת ולהבטיח ביצועים אופטימליים.

במכונות C4N צריך להשתמש בממשקי רשת של gVNIC. המספר המקסימלי של ממשקי רשת שאפשר לצרף למכונה משתנה בהתאם למספר ה-vCPUs, עד למקסימום של 10 ממשקי רשת. למידע נוסף על שימוש בכמה ממשקי רשת עם Compute Engine, קראו את המאמר ממשקי רשת מרובים.

לפני שמעבירים מכונות ל-C4N או יוצרים מכונות C4N, חשוב לוודא שהתמונה של מערכת ההפעלה שבה משתמשים תומכת באופן מלא ב-C4N וברוחבי פס גבוהים יותר של הרשת. ‫Google ממליצה להשתמש בגרסה העדכנית ביותר של מנהל ההתקן של gVNIC כדי ליהנות מתכונות נוספות ומתיקוני באגים.

חוויית התחזוקה במכונות C4N

במהלך מחזור החיים של מכונה ב-Compute Engine, המכונה המארחת שבה פועלת המכונה שלכם עוברת כמה אירועים במארח. אירוע מארח יכול לכלול תחזוקה שוטפת של התשתית של Compute Engine, או במקרים נדירים, שגיאת מארח. בנוסף, Compute Engine מבצע ברקע שדרוגים קלים ל-hypervisor ולרשת, שלא משבשים את הפעילות.

בסדרת המכונות C4N יש את התכונות הבאות שקשורות לתחזוקת המארח:

סוג המכונה	תדירות אופיינית של אירועי תחזוקה מתוזמנים	התנהגות התחזוקה	התראה מראש	תחזוקה לפי דרישה	הדמיה של תחזוקה
c4n-*-192	30 ימים לפחות	מיגרציה פעילה	עד 7 ימים	כן	כן
c4n-*-lssd	30 ימים לפחות	מיגרציה פעילה	עד 7 ימים	כן	כן
כל האחרים	30 ימים לפחות	מיגרציה פעילה	עד 7 ימים	לא	כן

תדירויות התחזוקה שמוצגות בטבלה הקודמת הן הערכות, ולא הבטחות. יכול להיות ש-Compute Engine יבצע תחזוקה בתדירות גבוהה יותר מדי פעם.

סדרת מכונות M4N

סוגי המכונות M4N מיועדים לספק ביצועים מובילים של אחסון בלוקים באמצעות Hyperdisk Extreme, עם רוחב פס של Hyperdisk עד ‎25,000 MiB/s ועד 1,000,000 פעולות קלט/פלט לשנייה (IOPS) בסוגי המכונות הגדולים ביותר. בנוסף, במכונות מסוג M4N רוחב הפס של הרשת הוא עד 400Gbps במכונות הגדולות ביותר. רמת הביצועים החדשה הזו פותחת אפשרויות חדשות לעומסי עבודה שדורשים הרבה פעולות קלט/פלט, וצריכים רוחב פס גבוה במיוחד כדי לגשת לנתונים ולעבד אותם.

מכונות M4N מופעלות על ידי מעבדי Intel Emerald Rapids ומעבדי פריקה Titanium. סוגי המכונות הגדולים ביותר של M4N מספקים רוחב פס לרשת שגדול פי ארבעה ממכונות M4, כי לכל מכונה יש שני כרטיסי רשת חכמים של Titanium. ביצועי הדיסק משתפרים גם כשיש כמה כרטיסי רשת פיזיים זמינים למכונה.

סדרת המכונות הזו מתאימה למסדי נתונים גדולים בזיכרון כמו SAP HANA, וגם לעומסי עבודה של עיבוד אנליטי אונליין (OLAP) וניתוח נתונים בזיכרון. סדרת המכונות M4N עם Hyperdisk Extreme מציעה עלות נמוכה יותר לכל טרנזקציה בעומסי עבודה של מסדי נתונים של Oracle, ואת עלות הבעלות הכוללת (TCO) הטובה ביותר בהשוואה לכל מכונה אחרת של Cloud de Confiance by S3NS שמותאמת לצריכת זיכרון גבוהה (memory-optimized) למסדי נתונים שדורשים רישוי לכל ליבה.

במכונות M4N אפשר לקבל את ההנחות הבאות בהתחייבויות לרכישה לטווח ארוך:

• ‫הנחות תמורת התחייבות לשימוש במשאבים (CUD): חיסכון של 60% בתמורה להתחייבות ל-3 שנים, וחיסכון של 37% בתמורה להתחייבות לשנה. למידע נוסף על הערכים של סוגי ההתחייבויות לשימוש במשאבים
• ‫Compute flexible CUDs: חיסכון של 54% בתמורה להתחייבות ל-3 שנים, וחיסכון של 28% בתמורה להתחייבות לשנה אחת. למידע נוסף על הנחות CUD גמישות ב-Compute

במכונות מסוג M4N אפשר להקצות עד 224 יחידות vCPU ועד 6TB של זיכרון RAM. במכונות M4N משתמשים רק ב-NVMe לאחסון, והן תומכות ב-Hyperdisk Balanced וב-Hyperdisk Extreme. במכונות M4N אפשר להשתמש רק ב-gVNIC לרישות. אין תמיכה בממשקי VirtIO-net ו-SCSI.

המגבלות של M4N

לסדרת המכונות M4N יש את המגבלות הבאות:

• סוגי המכונות M4N זמינים רק כמכונות עם קונפיגורציה מוגדרת (predefined). אי אפשר להשתמש בסוגי מכונות בהתאמה אישית.
• אי אפשר להשתמש במעבדים גרפיים עם מכונות M4N.
• מכונות M4N זמינות רק באזורים נבחרים.

סוגי מכונות M4N

סוגי מכונות	מעבדים וירטואליים1	זיכרון (GB)	Titanium SSD	מספר כרטיסי הרשת הפיזיים	דומיינים של NUMA	רוחב הפס המקסימלי של הרשת הפנימית (Gbps)2	רוחב פס מקסימלי של רשת חיצונית (Gbps)2
m4n-hypermem-2	2	31	לא זמין	1	אחת שותפה	עד 25	עד 7
m4n-hypermem-4	4	62	לא זמין	1	אחת שותפה	עד 30	עד 7
m4n-hypermem-8	8	124	לא זמין	1	אחת שותפה	עד 40	עד 15
m4n-hypermem-16	16	248	לא זמין	1	אחת שותפה	עד 50	עד 25
m4n-hypermem-32	32	496	לא זמין	1	אחת שותפה	57	28
m4n-hypermem-64	64	992	לא זמין	1	‫2 שותפו	114	57
m4n-megamem-28	28	372	לא זמין	1	אחת שותפה	50	25
m4n-megamem-56	56	744	לא זמין	1	אחד מבודד	100	50
m4n-megamem-112	112	1,488	לא זמין	1	‫2 חלונות מבודדים	200	100
m4n-megamem-224	224	2,976	לא זמין	2	‫4 (שרת מלא)	400	200
m4n-ultramem-28	28	744	לא זמין	1	אחת שותפה	50	25
m4n-ultramem-56	56	1,488	לא זמין	1	‫2 שותפו	100	50
m4n-ultramem-112	112	2,976	לא זמין	1	4 משותפים	200	100
m4n-ultramem-224	224	5,952	לא זמין	2	‫4 (שרת מלא)	400	200

סוגי הדיסקים שנתמכים ב-M4N

במכונות M4N אפשר להשתמש בסוגי האחסון הבאים:

• ‫Hyperdisk Balanced‏ (hyperdisk-balanced)
• ‫Hyperdisk Balanced High Availability‏ (hyperdisk-balanced-high-availability)
• ‫Hyperdisk Extreme‏ (hyperdisk-extreme)
• ‫Hyperdisk Throughput‏ (hyperdisk-throughput)
• ‫Hyperdisk ML‏ (hyperdisk-ml)

מגבלות דיסק וקיבולת

ההגבלות הבאות חלות:

• מספר אמצעי האחסון של Hyperdisk לא יכול להיות יותר מ-64 לכל VM.
• קיבולת הדיסק הכוללת המקסימלית בכל הדיסקים לא יכולה לחרוג מ-512TiB.

למידע נוסף על מגבלות הקיבולת, ראו מגבלות הקיבולת של Hyperdisk לכל VM.

בטבלה הבאה מפורטות מגבלות האחסון ב-M4N:

	מספר הדיסקים המקסימלי
סוגי מכונות	‫Hyperdisk לכל מכונה וירטואלית	‫Hyperdisk Balanced‏1	Hyperdisk Throughput	Hyperdisk Extreme	Hyperdisk ML
m4n-hypermem-2	8	8	8	8	8
m4n-hypermem-4	8	8	8	8	8
m4n-hypermem-8	8	8	8	8	8
m4n-hypermem-16	16	16	16	8	16
m4n-hypermem-32	32	32	32	8	32
m4n-hypermem-64	32	32	32	8	32
m4n-megamem-28	32	32	32	8	32
m4n-megamem-56	32	32	32	8	32
m4n-megamem-112	64	64	64	8	64
m4n-megamem-224	128	128	128	8	128
m4n-ultramem-28	32	32	32	8	32
m4n-ultramem-56	32	32	32	8	32
m4n-ultramem-112	64	64	64	8	64
m4n-ultramem-224	128	128	128	8	128

תמיכה ברשת למכונות M4N

מכונות M4N מספקות רוחב פס סטנדרטי של עד 400Gbps לרשתות VM-to-VM, פי 4 יותר רוחב פס לכל vCPU בהשוואה למכונות M4 רגילות. במכונות M4N לא משתמשים בביצועי רשת Tier_1 לכל מכונה וירטואלית.

בסוגי המכונות הגדולים ביותר של M4N (‏224 מעבדי vCPU), במהלך יצירת המכונה צריך להגדיר לפחות 2 ממשקי רשת (vNIC) שמשתמשים במסגרות Jumbo ‏(8896B) כדי להשיג את קצב הנתונים המלא ברשת. ‫Compute Engine ממפה את כרטיסי ה-vNIC באופן אוטומטי לכרטיסי NIC פיזיים (pNIC) בשיטת Round-Robin. לאחר מכן, מערכת ההפעלה של האורח או האפליקציה יכולות לחלק את עומס הרשת בין שני כרטיסי vNIC לפחות (שממופים לכרטיסי pNIC נפרדים) כדי להשיג את מלוא רוחב הפס של הרשת ולהבטיח ביצועים אופטימליים.

במכונות M4N צריך להשתמש בממשקי רשת של gVNIC. המספר המקסימלי של ממשקי רשת שאפשר לצרף למכונה משתנה בהתאם למספר ה-vCPUs, עד למקסימום של 10 ממשקי רשת. למידע נוסף על שימוש בכמה ממשקי רשת עם Compute Engine, קראו את המאמר ממשקי רשת מרובים.

לפני שמעבירים ל-M4N או יוצרים מכונות M4N, ודאו שתמונת מערכת ההפעלה שבה אתם משתמשים תומכת באופן מלא ב-M4N וברוחבי פס גבוהים יותר של הרשת. ‫Google ממליצה להשתמש בגרסה העדכנית ביותר של מנהל ההתקן של gVNIC כדי ליהנות מתכונות נוספות ומתיקוני באגים.

חוויית התחזוקה במכונות M4N

במהלך מחזור החיים של מכונה ב-Compute Engine, המכונה המארחת שבה פועלת המכונה שלכם עוברת כמה אירועים במארח. אירוע מארח יכול לכלול תחזוקה שוטפת של התשתית של Compute Engine, או במקרים נדירים, שגיאת מארח. בנוסף, Compute Engine מבצע ברקע שדרוגים קלים ל-hypervisor ולרשת, שלא משבשים את הפעילות.

בסדרת המכונות M4N יש את התכונות הבאות שקשורות לתחזוקת המארח:

סוג המכונה	תדירות אופיינית של אירועי תחזוקה מתוזמנים	התנהגות התחזוקה	התראה מראש	תחזוקה לפי דרישה	הדמיה של תחזוקה
כל סוגי המכונות	כל חודש	מיגרציה פעילה	7 ימים	כן	כן

תדירויות התחזוקה שמוצגות בטבלה הקודמת הן הערכות, ולא הבטחות. יכול להיות ש-Compute Engine יבצע תחזוקה בתדירות גבוהה יותר מדי פעם.

המאמרים הבאים

• יצירת מכונה של Compute Engine והפעלה שלה
• מידע ולמידה על אפשרויות שונות לאחסון בלוקים במכונה
• איך מעבירים את עומס העבודה למכונה חדשה
• תמחור של מכונות וירטואליות