Configurar o desempenho de rede por VM Tier_1

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O Compute Engine permite selecionar uma configuração de desempenho de rede de alta largura de banda por VM Tier_1 para determinadas instâncias de máquina virtual (VM) de uso geral e otimizadas para computação. VMs com configurações de rede Tier_1 são especialmente úteis para cargas de trabalho de computação grandes e distribuídas com muitas comunicações pesadas entre nós, como computação de alto desempenho (HPC), aprendizado de máquina (ML) e aprendizado profundo (DL).

A combinação dessas VMs de alto rendimento com armazenamento SSD local de alto desempenho é benéfica para bancos de dados com uso intensivo de E/S e otimizados para flash.

Antes de começar

• Revise os preços de desempenho de rede por VM Tier_1 com preços de rede de largura de banda mais altos Tier_1 .
• Se ainda não o fez, configure a autenticação. Autenticação é o processo pelo qual sua identidade é verificada para acesso a Google Cloud serviços e APIs. Para executar códigos ou amostras em um ambiente de desenvolvimento local, você pode se autenticar no Compute Engine selecionando uma das seguintes opções:
  

  Select the tab for how you plan to use the samples on this page:

  Console

  When you use the Google Cloud console to access Google Cloud services and APIs, you don't need to set up authentication.

  gcloud

  1. After installing the Google Cloud CLI, initialize it by running the following command:

     gcloud init

     If you're using an external identity provider (IdP), you must first sign in to the gcloud CLI with your federated identity.

  2. Set a default region and zone.

  REST

  Para usar as amostras da API REST nesta página em um ambiente de desenvolvimento local, use as credenciais fornecidas para gcloud CLI.

  After installing the Google Cloud CLI, initialize it by running the following command:

  gcloud init

  If you're using an external identity provider (IdP), you must first sign in to the gcloud CLI with your federated identity.

  Para mais informações, consulte Autenticar para usar REST na documentação de autenticação do Google Cloud.

Funções obrigatórias

Para obter as permissões necessárias para configurar uma VM para uso por desempenho de rede VM Tier_1, peça ao administrador para conceder a você as seguintes funções do IAM em seu projeto:

• Administrador de instância do Compute (v1) ( roles/compute.instanceAdmin.v1 )
• Criar contas de serviço ( roles/iam.serviceAccountCreator )

Para obter mais informações sobre a concessão de funções, consulte Gerenciar acesso a projetos, pastas e organizações .

Essas funções predefinidas contêm as permissões necessárias para configurar uma VM para uso por desempenho de rede VM Tier_1. Para ver as permissões exatas necessárias, expanda a seção Permissões necessárias :

Você também poderá obter essas permissões com funções personalizadas ou outras funções predefinidas .

Limitações

• O Compute Engine é a única área de produtos que oferece suporte à rede Tier_1.
• A rede Tier_1 é compatível com os tipos de máquina N2, N2D, C2, C2D, C3, C3D, C4, C4A, M3, M4 e Z3 que possuem as vCPUs mínimas necessárias.
• Para VMs, a rede Tier_1 requer o driver de rede virtual gVNIC e um sistema operacional ou imagem personalizada compatível com gVNIC .
• As VMs de terceira geração e posteriores exigem o driver gVNIC versão 1.3 ou posterior para fornecer a maior largura de banda de rede. Certifique-se de que a imagem do sistema operacional (SO) usada oferece suporte total à rede Tier_1. Imagens de sistema operacional totalmente suportadas incluem o driver gVNIC atualizado. Você pode atualizar o driver gVNIC em imagens que não possuem a versão mais recente.
• As unidades de manutenção de estoque (SKUs) adquiríveis para redes Tier_1 estão excluídas dos descontos por uso contínuo .
• Grandes VMs C4, C3, C3D e Z3 podem encontrar gargalos relacionados ao NUMA quando a largura de banda é aumentada além de 100 Gbps. Dependendo da arquitetura do seu aplicativo, talvez seja necessário controlar o posicionamento de threads e interrupções. No Linux, os recursos do sistema operacional convidado, como o Receive Flow Steering (RFS), podem ajudar a resolver esse problema. Certifique-se de que seus aplicativos sejam ajustados para NUMA para maximizar seu desempenho.
• Nas VMs do Windows, o driver gVNIC fornece até 50 Gbps de largura de banda de rede, tanto para a rede padrão quanto para a rede Tier_1. No entanto, em instâncias de terceira geração e posteriores que suportam largura de banda de rede de até 200 Gbps, você pode usar uma versão atualizada do driver gVNIC para obter desempenho próximo ao da taxa de linha. Para obter mais informações, consulte Atualizar para o driver gVNIC mais recente para Windows .

Camadas de largura de banda

O limite de largura de banda de saída representa a quantidade máxima possível de dados por unidade de tempo (por exemplo, gigabits por segundo ou Gbps) que Google Cloudpermite que uma VM emita de suas interfaces de rede (NICs). A largura de banda de saída inclui dados transferidos para todos os volumes do Persistent Disk e do Google Cloud Hyperdisk anexados à VM.

Observe o seguinte sobre os limites de largura de banda:

• O limite de largura de banda padrão varia de 10 Gbps a 200 Gbps, dependendo do tipo de máquina e do tamanho da VM.
• A rede Tier_1 aumenta o limite máximo de largura de banda de saída para VMs. O limite máximo de largura de banda de saída varia de 50 Gbps a 200 Gbps, dependendo do tamanho e do tipo de máquina da sua VM.
• A largura de banda de saída real é sempre menor ou igual ao limite de largura de banda de saída.

Para obter a maior largura de banda de saída possível, todas as afirmações a seguir devem ser verdadeiras:

• As VMs de envio e recebimento devem estar na mesma zona.
• As VMs devem ter NICs na mesma rede VPC ou em redes VPC conectadas por peering de rede VPC.
• Os pacotes enviados entre as VMs devem usar destinos de endereços IP internos .
• A rede VPC usada pelas VMs usa a configuração de unidade máxima de transmissão (MTU) mais alta. Um MTU mais alto reduz a sobrecarga do cabeçalho do pacote e, portanto, aumenta a taxa de transferência de dados de carga útil.

Para uma discussão completa sobre limites de largura de banda de entrada e saída, consulte Largura de banda da rede .

VMs C4A de uso geral

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs C4A.

VMs C4 de uso geral

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs C4.

VMs C3 de uso geral e instâncias bare metal

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs C3 e instâncias bare metal.

VMs C3D de uso geral

VMs C2 otimizadas para computação

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs C2.

VMs C2D otimizadas para computação

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs C2D.

VMs H3 otimizadas para computação

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs H3.

VMs M4 com otimização de memória

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs M4.

VMs M3 com otimização de memória

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs M3.

VMs N2 de uso geral

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs N2.

VMs N2 de uso geral (formatos de tamanho personalizado)

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs N2 de tamanho personalizado.

VMs N2D de uso geral

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs N2D.

VMs N2D de uso geral (formas de tamanho personalizado)

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs N2D de tamanho personalizado.

Instância X4 com otimização de memória

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para instâncias bare metal X4.

Documentação de solução de problemas .

VMs Z3 otimizadas para armazenamento

A tabela a seguir descreve os limites de largura de banda de saída para VMs Z3.

Configurar uma instância com rede Tier_1

Você pode habilitar a rede Tier_1 ao criar uma instância de computação se a instância não usar a interface VirtioNet. Você também pode editar uma instância para adicionar ou remover redes Tier_1, desde que a instância tenha sido criada com a interface de rede gVNIC ou IDPF.

Opcionalmente, você também pode habilitar o processamento mais rápido de pacotes de rede com DPDK para executar aplicativos de alto desempenho em uma VM que usa rede Tier_1.

Crie instâncias e contêineres que usam rede Tier_1

Use o console do Google Cloud, a Google Cloud CLI ou REST para adicionar rede Tier_1 a uma nova instância de computação ou contêiner .

gcloud compute instances create VM_NAME  \
    --image=OS_IMAGE  \
    --machine-type=MACHINE_TYPE  \
    --network-performance-configs=total-egress-bandwidth-tier=TIER_1  \
    --network-interface=nic-type=GVNIC

gcloud compute instances create instance-1 \
    --network-performance-configs=total-egress-bandwidth-tier=TIER_1 \
    --network-interface=nic-type=GVNIC \
    --image-family=rocky-linux-8-optimized-gcp \
    --image-project=rocky-linux-cloud \
    --machine-type=n2-standard-32

POST https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/zones/ZONE/instances

{
  "name": VM_NAME,
    "description": string,
    ...
    "networkPerformanceConfig": {
        "totalEgressBandwidthTier": TIER_1
  },
    "networkInterfaces": [
      {
        "nicType": "GVNIC"
    },
    ...
    ]
  }

Atualizar uma VM para incluir rede Tier_1

Consulte a documentação Atualizando propriedades da instância para garantir que você atenda a todos os requisitos para atualizar sua VM com êxito. Use o console do Google Cloud, a Google Cloud CLI ou REST para atualizar uma VM.

Você pode modificar uma VM existente para alterar a configuração de rede para incluir ou excluir o desempenho de rede por VM Tier_1. Sua VM já deve ter uma interface gVNIC associada a ela; você não pode editar sua VM para adicionar uma interface de rede. Para atualizar a configuração de rede, você deve parar e reiniciar a VM.

PUT https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/zones/ZONE/instances/RESOURCE_ID?most_disruptive_allowed_action=RESTART

{
  "networkPerformanceConfig":{
      "totalEgressBandwidthTier": "TIER_1"
  },
...
}

Verifique a configuração de alta largura de banda em uma VM

Use o console do Google Cloud, a Google Cloud CLI ou REST para gerar uma descrição de uma VM existente ou de uma VM existente executando imagens de contêiner para verificar o nível de largura de banda da VM.

gcloud compute instances describe VM_NAME  \
    --format="text(name, networkPerformanceConfig)"

name: instance-1
networkPerformanceConfig.totalEgressBandwidthTier:TIER_1

GET https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/zones/ZONE/instances/RESOURCE_ID/

{
  "name": RESOURCE_ID,
    "description": string,
    ...
    "networkPerformanceConfig": {
        "totalEgressBandwidthTier": "TIER_1"
    },
    ...
  }

Crie um modelo de instância com rede Tier_1

Use o console do Google Cloud, a Google Cloud CLI ou REST para criar um modelo de instância com desempenho de rede por VM Tier_1. Consulte a documentação Criando um modelo de instância para garantir que você atenda a todos os requisitos para criar seu modelo de instância de VM.

gcloud compute instance-templates create INSTANCE_TEMPLATE_NAME \
    --image=OS_IMAGE \
    --machine-type=MACHINE_TYPE \
    --network-performance-configs=total-egress-bandwidth-tier=TIER_1 \
    --network-interface=nic-type=GVNIC

gcloud compute instance-templates create instance-template-1 \
    --image-family=rocky-linux-8-optimized-gcp \
    --image-project=rocky-linux-cloud \
    --network-performance-configs=total-egress-bandwidth-tier=TIER_1 \
    --machine-type=n2-standard-32 \
    --network-interface=nic-type=GVNIC

POST https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/global/instancesTemplates

{
  "name": "INSTANCE_TEMPLATE_NAME",
  "properties": {
    "machineType": "zones/ZONE/machineTypes/MACHINE_TYPE",
    ...
    "networkPerformanceConfig": {
        "totalEgressBandwidthTier": "TIER_1"
  },
    "networkInterfaces": [
      {
        "nicType": "GVNIC"
    },
    ...
  }

Compare uma configuração de largura de banda mais alta

Você pode executar um teste de benchmark para verificar o desempenho da sua VM de acordo com o desempenho de rede VM Tier_1. Certifique-se de remover os recursos de benchmarking criados durante o teste para evitar cobranças inesperadas de recursos.

O que vem a seguir

• Preços de alta largura de banda