In diesem Dokument werden die inGoogle Cloudverfügbaren Compute-Dienste vorgestellt. Wenn Sie das Spektrum der Infrastruktursteuerung und der Abstraktion der Verwaltung verstehen, können Sie das erforderliche Fundamentwissen erwerben, um den richtigen Compute-Dienst für Ihre Arbeitslasten auszuwählen.
Der Begriff Compute in Google Cloud bezieht sich auf die virtualisierten Computing-Ressourcen wie Rechenleistung und Arbeitsspeicher, die zum Ausführen Ihrer Anwendungen erforderlich sind. Diese Ressourcen reichen von einfachen VM-Instanzen bis hin zu vollständig verwalteten Plattformen. Mit VM-Instanzen können Sie das Betriebssystem, das Netzwerk und den Softwarestack vollständig anpassen. Bei verwalteten Plattformen übernimmt Google den Großteil der zugrunde liegenden Infrastruktur.
Allgemeine Servicebereiche
Die Compute-Kategorie auf Google Cloud umfasst die folgenden wichtigen Servicebereiche:
VM-Instanzen und Bare-Metal-Instanzen: Compute Engine bietet konfigurierbare VM- und Bare-Metal-Instanzen, auf denen Sie Ihr eigenes Betriebssystem und Ihre eigenen Anwendungen installieren und verwalten können. Diese Konfiguration umfasst auch das Hinzufügen von Grafikprozessoren (GPUs) oder Tensor Processing Units (TPUs) zu einer benutzerdefinierten VM- oder Bare-Metal-Instanz.
Container: Mit Diensten wie Google Kubernetes Engine (GKE) können Sie containerisierte Anwendungen bereitstellen und verwalten.
Batchverarbeitung: Dienste wie Batch helfen Ihnen, asynchrone Jobs im großen Maßstab auszuführen.
KI-Infrastruktur: umfasst spezielle Dienste und Hardware wie Cluster Director und Cluster Toolkit. Diese Dienste sind für die Ausführung komplexer, orchestrierter Trainings- und Inferenz-Arbeitslasten für künstliche Intelligenz (KI) oder maschinelles Lernen (ML) in großem Maßstab konzipiert.
HPC-Infrastruktur: umfasst spezielle Dienste und Hardware zum Ausführen von HPC-Arbeitslasten (High Performance Computing), z. B. eng gekoppelte physikalische Simulationen, Wettermodelle oder Molekulardynamik.
Kontrolle im Vergleich zur Abstraktion in Ihrer Infrastruktur
Google Cloud bietet Computing-Dienste mit unterschiedlichem Grad an Kontrolle und Abstraktion. Die beiden Hauptkategorien sind:
Infrastructure as a Service (IaaS)
Infrastructure as a Service (IaaS) ist das Modell, das die größte Kontrolle bietet. Sie verwalten das Betriebssystem, die Middleware und die Anwendungen. Stattdessen verwaltet Google die zugrunde liegende Virtualisierung, Server, Speicher und Netzwerke. Die in Google Cloud verfügbaren IaaS-Lösungen umfassen:
Compute Engine: Mit diesem Dienst können Sie VM- und Bare-Metal-Instanzen in der Infrastruktur von Google erstellen und ausführen. Compute Engine bietet Flexibilität für eine Vielzahl von Arbeitslasten, da Sie aus verschiedenen Maschinenserien, Speicherdiensten, Beschleunigern und Gastbetriebssystemen auswählen können.
Google Cloud VMware Engine: Ein Dienst, mit dem Sie VMware-Arbeitslasten nativ auf Google Cloudmigrieren und ausführen können. Google verwaltet die zugrunde liegende Hardware und die VMware-Plattform. Sie behalten die volle Kontrolle über Ihre VMs, Gastbetriebssysteme und Anwendungen. Mit diesem Ansatz können Sie in die Cloud migrieren, ohne Ihre vorhandenen VMware-Umgebungen neu zu gestalten.
IaaS wird häufig von Infrastrukturarchitekten, ML-Infrastrukturentwicklern und Plattformentwicklern bevorzugt, die benutzerdefinierte Umgebungen von Grund auf entwerfen und verwalten müssen.
Verwaltete Plattformen und Dienste
Verwaltete Plattformen und Dienste bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kontrolle und Nutzerfreundlichkeit. Google verwaltet die zugrunde liegende Infrastruktur, das Betriebssystem und die Laufzeitumgebungen, damit Sie sich auf die Ausführung Ihrer Arbeitslasten konzentrieren können. Die verwalteten Lösungen, die in Google Cloud verfügbar sind, umfassen Folgendes:
Batch: Ein verwalteter Dienst, mit dem Sie Batchverarbeitungsjobs im großen Maßstab planen, in die Warteschlange stellen und ausführen können. Batch stellt Compute Engine-Ressourcen für die Ausführung Ihrer Jobs bereit und verwaltet ihren Lebenszyklus. Sie müssen die zugrunde liegenden VM- oder Bare-Metal-Instanzen also nicht direkt verwalten.
Cloud Run: Eine vollständig verwaltete Plattform, mit der Sie hochskalierbare containerisierte Anwendungen auf einer serverlosen Infrastruktur entwickeln und bereitstellen können. Bei Cloud Run fällt die Infrastrukturverwaltung weg. Durch diese Abstraktion können Sie Container ausführen, die auf Webanfragen oder Ereignisse reagieren, ohne Server oder Cluster verwalten zu müssen.
Cluster Director: ein verwalteter Dienst, der die komplexe Einrichtung und Konfiguration von KI-, ML- oder HPC-Clustern (High Performance Computing, Hochleistungs-Computing) automatisiert. Google verwaltet die Clusterinfrastruktur, sodass Sie sich mit minimalem Betriebsaufwand auf die Ausführung Ihrer Arbeitslasten konzentrieren können.
Cluster Toolkit: Ein Open-Source-Toolkit, mit dem Sie KI-, ML- oder HPC-Cluster auf Google Cloud mithilfe vordefinierter Blueprints bereitstellen können. Sie verwalten die resultierende Clusterinfrastruktur, aber das Toolkit abstrahiert den Bereitstellungsprozess und ermöglicht es Ihnen, Ihre Bereitstellungen und Ihren Software-Stack anzupassen.
GKE: eine verwaltete Umgebung zum Ausführen von containerisierten Anwendungen in Kubernetes. Google verwaltet die Kubernetes-Steuerungsebene, während Sie Ihre Containerarbeitslasten bereitstellen und verwalten. Je nach Bereitstellungsmodus (Autopilot oder Standard) können Sie festlegen, wie viel Kontrolle Sie über die zugrunde liegende Infrastruktur haben möchten.
Verwaltete Plattformen und Dienste werden oft von Data Scientists, KI-Forschern und ML-Entwicklern bevorzugt, die Ressourcen schnell bereitstellen und Arbeitslasten ohne umfassende Infrastrukturverwaltung bereitstellen möchten.