2022.02.01

Google Compute Engine （ GCE ）の2021最新情報やアップデートを一挙紹介！

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GCE
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本記事は、2021年5月26日に開催された Google の公式イベント「 Google Cloud Day : Digital ’21 」において、グーグル・クラウド・ジャパン合同会社のインフラストラクチャモダナイゼーションスペシャリストの片岡義雅氏が講演された「 Google Compute Engine 最新アップデート」のレポート記事となります。

今回ご紹介する Google Compute Engine （GCE）の最新情報は大きく分けて以下の3つです。

インスタンスグループ管理
OS ・ソフトウェア管理
ネットワーク・ストレージ

なお、本記事内で使用している画像に関しては Google Cloud Day : Digital ’21 「 Google Compute Engine 最新アップデート」を出典元として参照しております。

それでは、早速内容を見ていきましょう。

Google Compute Engine （ GCE ）とは？

Google Compute Engine （以下 GCE と記載）は、時間あたりの課金で Google の仮想マシンをレンタルすることができるサービスです。

GCE の特徴として、 Google が実際に運用環境で使用している強力なインフラの上で動く点が挙げられます。 Google は数年前から、自社の運用するデータセンターについて紹介するようになっており、電力の効率的な利用や高いセキュリティ、環境への配慮といった高いレベルのデータセンター運営が有名になっています。

GCE のインスタンスは Google の高品質なインフラ上で動作するため、高いネットワーク性能が期待できること、また物理的にセキュアな環境に置かれること、といったメリットが期待できます。

さらにコストに関しても、長く稼働するインスタンスには自動的に値引きを適用する、ストレージや CPU の性能が高く他社よりもコストパフォーマンスが優れている、といった点が宣伝されています。

加えて、使用感の観点では GCE は非常に優れたインターフェースを持っています。ブラウザから操作できるコンソールがシンプルでわかりやすく、インスタンスの立ち上げや削除といった操作を直感的に行える点も嬉しいポイントです。

GCE の2021最新情報（インスタンスグループ管理のアップデート）

まずは GCE のインスタンスグループを管理する機能のアップデートをご紹介します。インスタンスグループとは、複数のインスタンスをグループとして管理できる GCE の機能の一つです。

インスタンスグループのマネージドインスタンスグループ（ MIG ）を使えば、インスタンスの負荷をもとにしたインスタンス増減が可能になりますが、スケーリング時においていくつかの課題が存在していました。

インスタンスの負荷をもとにスケーリングを実行する場合、 CPU やメモリ利用率など各インスタンスごとのデータのみが利用可能であり、グループ全体を考慮した指標は利用できませんでした。これに付随して、インスタンスを完全に無くすことはできず、処理が行われていない場合でも最低1台分のインスタンスコストが発生していました。

また、インスタンスの増減は CPU やメモリの使用率などが設定した閾値を超えた場合に初めて行われるため、インスタンスの作成やインスタンス上で動くアプリケーションの初期化が即座に完了せず、インスタンス負荷が急激に高まった場合は、インスタンスの作成が間に合わずにインスタンス不足に陥るリスクがありました。

このような課題を解決するために、 GCE では新しく3つのスケーリング方法が追加されました。

グループ指標によるスケーリング

グループ指標によるスケーリングでは、インスタンスグループに属する GCE インスタンス関連の指標以外のデータを基にしたスケーリングを行うことができます。このスケーリング方法によって単一インスタンスだけではなく、インスタンスグループ全体の稼働状況をトリガーとしたスケーリングを実現できるようになりました。

グループ指標

グループ指標によるスケーリングでは、「インスタンスの割り当て」または「使用率のターゲット」をスケーリングポリシーとして設定する必要があります。

「インスタンスの割り当て」のスケーリングポリシーは、インスタンスごとに処理可能な作業量が定義できるようなユースケースに適しています。例えば、 Pub / Sub に送信したメッセージをインスタンス上のプロセスで処理するようなケースが挙げられます。

グループ指標1

次に「使用率のターゲット」のスケーリングポリシーは、インスタンス上で動作する Web サーバーの平均レスポンス時間など、標準のインスタンスごとの CPU やメモリの使用率以外のカスタムメトリックにもとづいてスケーリングします。そのため、メトリック指標の目標値が定義できるようなユースケースに適しています。

使用率のターゲット

このグループ指標によるスケーリングがリリースされたことで、必要なタイミングで必要な分のインスタンスを確保できるようになりました。また、インスタンスが不要な場合は0台までスケールインできるため、自社のコスト削減にも直結します。

スケジュールベースのスケーリング

スケジュールベースのスケーリングでは、日付や時間を指定してインスタンスグループのインスタンスをスケーリングします。これにより、インスタンス負荷が急増しても一時的なインスタンス不足に陥ることなく、安心して業務を継続できます。

仮に負荷が高まるタイミングを事前に把握できている場合、自社の状況に合わせた設定を行うことでインスタンス不足を回避できます。例えば、勤怠管理システムは社員の出社（退社）時間にアクセスが集中して負荷が増大するため、その時間にインスタンスを増やすなどの対応が可能になります。

予測自動スケーリング

予測自動スケーリングは、過去の稼働状況をもとに必要リソースを判断し、オートスケーリングを実施する機能です。日や週単位でワークロードの負荷が変化したり、アプリケーションの初期化に時間を要するワークロードに適しています。

予測値と実際の利用状況に差異がある場合は、実データを優先して自動的にスケーリングが行われます。そのため、万が一予測値が大きくずれてしまっても、安心して運用することができます。

GCE の2021最新情報（ OS ・ソフトウェアの管理のアップデート）

次に GCE 上で動作する OS やソフトウェアを管理する機能のアップデートをご紹介します。

これまでの課題としては、保有アセットの情報が把握しにくかった点が挙げられます。部署ごとにアセットを作成・管理している場合、組織全体の目線では保有アセットの情報が不明瞭になります。

例えば、組織が保有しているアセットにどのような OS やソフトウェアがインストールされているのか不明であったり、利用しているバージョンが不適切などのケースが考えられます。また、サーバーの台数が増えれば増えるほど OS の更新作業は煩雑になるため、この点も管理上の課題となっていました。

このような課題を解決するために、新しく VM Manager という機能がリリースされました。

VM Manager は、以下3つの機能によって構成されています。

OS Inventory Management
OS Configuration Management
OS Patch Management

以下、それぞれについて詳しくご説明します。

OS Inventory Management

OS Inventory Management を使うことで、以下の情報を取得できます。

インスタンスの OS バージョン
インスタンスにインストールされているパッケージ情報
各インスタンスで使用可能なパッケージ更新一覧
インスタンスにインストールされていないパッケージや更新プログラム

特定の部署やチームごとにインスタンスを管理している場合、組織が保有するすべてのアセット情報を適切に管理できていないケースも多いですが、 OS Inventory Management の活用により情報を見える化でき、組織全体のガバナンス強化を実現可能です。

OS Configuration Management

OS Configuration Management は JSON もしくは YAML 形式で定義されたゲストポリシーに沿って、インスタンスへのソフトウェアへのインストール、削除、更新などを実行できる機能です。

ゲストポリシーとの整合性を定期的にチェックし、差異が生じている場合には OS 標準のパッケージマネージャー（ apt / yum install など）を利用して修正を行います。また、 OS やラベル、リージョンなどによってゲストポリシーの適用対象となるインスタンスを制御可能です。

このように、事前にゲストポリシーを定めた上で OS Configuration Management を活用することで、自社の手間をかけることなく、インスタンスの最適化を図ることができます。

OS Patch Management （ Patch Compliance Reporting ）

OS Patch Management はインスタンスにおける OS の更新作業を簡素化し、 OS を脆弱性などのリスクから保護するための機能です。 Patch Compliance Reporting は OS Patch Management に内包されている機能だとイメージしてください。

GCE を利用する際には、脆弱性対応や不具合修正の観点から、インスタンス上で動作する OS を最新に保つことが推奨されています。 Patch Compliance Reporting を使うことで、 OS ごとにインスタンスに適用されている更新プログラムの一覧を確認できるため、各種リスクの早期発見に寄与します。

そして、 OS Patch Management を使えば、即座に更新プログラムを適用することが可能です。なお、プログラムを適用するタイミングは任意で選択可能であり、指定した日時に適用させることもできます。

このように、 OS Patch Management と Patch Compliance Reporting をうまく活用することで、自社における脆弱性などのリスクを手間なく発見し、問題がある場合には速やかに改善アクションを講じることが可能になります。

GCE の2021最新情報（ネットワーク・ストレージのアップデート）

最後にネットワークやストレージに関するアップデートをご紹介します。

最大100 Gbps のネットワーク帯域幅

ネットワーク関連のアップデート（2021年5月時点ではプレビュー機能）として、 GCE から送信される通信のネットワーク帯域幅の上限が大幅に増加し、100 Gbps での通信が可能になりました。

これまでも GPU インスタンスを利用することで最大100 Gbps の通信は可能でしたが、今回のアップデートによって GPU なしで100 Gbps の通信が使えるようになりました。従来の最大ネットワーク帯域幅は32 Gbps だったので、上限が大幅に増加したことが伺えます。

ただし、この機能は N2 または C2 のインスタンスで内部 IP アドレスを利用した外向きの通信でのみ利用可能となっています。また、仮想ネットワークインターフェースとして gVNIC を利用する必要があります。

さらに、インスタンスからの外向きの通信は他の仮想マシンへの通信だけでなく、ディスクへの通信なども含まれるため、常に100 Gbps の帯域幅が保証されているわけではないという点は正しく理解しておきましょう。

Extreme Persistent Disk

Persistent Disk とは、 GCE にアタッチするストレージ領域であり、ワークロードのデータの永続化の役割を担うものです。

コストやパフォーマンスに応じて、以下の3種類の Persistent Disk からディスクタイプを選択します。

標準 Persistent Disk
バランス Persistent Disk
SSD Persistent Disk

各ディスクタイプは1 GB ごとに単価が決まっており、総コストはディスクサイズに比例するため、要件や予算に合わせて自社に最適なディスクタイプを選ぶことになります。

従来は上記3つの選択肢のみでしたが、今回のアップデートによって新たに Extreme Persistent Disk が追加されました。パフォーマンスが極めて重要なワークロードやあらゆる要件に対応できるよう、機能性を追求したハイパフォーマンスタイプとなっています。

以下の表に4つのディスクタイプの特徴がまとまっています。

ディスク

一つ注意点として、 Extreme Persistent Disk が最大性能を発揮するためには、 N2 や M1 といったハイエンドのインスタンスタイプが必要になります。これは、 Persistent Disk のパフォーマンスがディスクタイプだけではなく、 Persistent Disk をアタッチする Compute Engine のコア数やメモリ容量にも依存するためです。例えば、 N2 インスタンスの場合には、最低でも64コア以上のコア数が必要となります。

このように、様々な要件に対応できる Extreme Persistent Disk がリリースされましたが、そのパフォーマンスを最大限に発揮するためには、基盤となる Compute Engine のインスタンスタイプにも目を向けることが大切です。

GCE のインスタンスタイプの選び方は、以下の記事で詳しく解説しています。
あなたは知ってる？ GCE インスタンスの特徴、種類、選び方まで徹底解説！

GCE に関する質問

Q .カスタムマシンタイプについて、最適なメモリや vCPU のサイズを選ぶための良い方法はありますか？

A . GCE には VM の推奨サイズをご提案する機能がありますので、そちらをご利用いただくのがおすすめです。

Q . Live Migration 実行中のパフォーマンスが心配ですがテストはできますか？

A .はい、ライブマイグレーションの機能は Cloud SDK のコマンドを利用することでテスト可能です。

まとめ

本記事では、 GCE に関する最新のアップデート情報をご紹介しました。

GCE は Google の進化とともに継続的にアップデートが行われるサービスです。 Google の強固なインフラを自社で自由に活用でき、日々の業務効率化や生産性向上に大きく寄与します。

GCE は Google Cloud （ GCP ）に内包されているサービスであるため、利用するには Google Cloud （ GCP ）の契約が必要です。 Google Cloud （ GCP ）には他にも便利なサービスが多数備わっており、それらを連携することで様々なシーンにおける生産性向上を実現できます。

そして、 Google Cloud （ GCP ）を契約するのであれば、トップゲートがオススメです。トップゲート経由で契約することで