Google Compute Engineネットワークのレイテンシ #gcpja

2014-07-11 about Cloud, GCE

ども、takiponeです。前回の記事ではGCE(Google Computing Engine)のネットワーク構成について概要を紹介しました。今回は前回の構成をベースに、GCEのインスタンスからいろいろな相手にpingを送出してネットワーク的な近さを測ってみたいと思います。

お断り

ここでの計測結果は実際のネットワーク性能を示唆するものではありません。参考値としてご覧ください。

Networkオブジェクト内のインスタンス

同一リージョン内

まずは、GCEの東アジアリージョンで同一リージョン内のインスタンスにpingを送出しました。

asia-east1-a <-> asia-east1-a(同一ゾーン) : avg　0.606 ms
asia-east1-a <-> asia-east1-b(異なるゾーン) : avg　0.715 ms

まずは同一ゾーン内で1ms未満の良好なレイテンシーが見れたところで、意外だったのが異なるゾーンの結果です。AWSだとアベイラビリティゾーンが異なると1ms以上のそれなりのレイテンシーがあったのですが、GCEでは異なるゾーンでも1ms未満のレイテンシーを維持しています。これくらいの差であれば、一般的なアプリケーションでゾーンの違いを気にすること無くインスタンスの配置ができそうです。

asia-east1-a <-> asia-east1-a

$ ping -c 10 10.240.202.143
PING 10.240.202.143 (10.240.202.143) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.240.202.143: icmp_req=1 ttl=64 time=0.793 ms
64 bytes from 10.240.202.143: icmp_req=2 ttl=64 time=0.606 ms
64 bytes from 10.240.202.143: icmp_req=3 ttl=64 time=0.600 ms
64 bytes from 10.240.202.143: icmp_req=4 ttl=64 time=0.487 ms
64 bytes from 10.240.202.143: icmp_req=5 ttl=64 time=0.618 ms
64 bytes from 10.240.202.143: icmp_req=6 ttl=64 time=0.550 ms
64 bytes from 10.240.202.143: icmp_req=7 ttl=64 time=0.536 ms
64 bytes from 10.240.202.143: icmp_req=8 ttl=64 time=0.623 ms
64 bytes from 10.240.202.143: icmp_req=9 ttl=64 time=0.587 ms
64 bytes from 10.240.202.143: icmp_req=10 ttl=64 time=0.662 ms

--- 10.240.202.143 ping statistics ---
10 packets transmitted, 10 received, 0% packet loss, time 8997ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.487/0.606/0.793/0.079 ms

asia-east1-a <-> asia-east1-b

$ ping -c 10 10.240.106.88
PING 10.240.106.88 (10.240.106.88) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.240.106.88: icmp_req=1 ttl=64 time=0.576 ms
64 bytes from 10.240.106.88: icmp_req=2 ttl=64 time=0.708 ms
64 bytes from 10.240.106.88: icmp_req=3 ttl=64 time=0.722 ms
64 bytes from 10.240.106.88: icmp_req=4 ttl=64 time=0.898 ms
64 bytes from 10.240.106.88: icmp_req=5 ttl=64 time=0.806 ms
64 bytes from 10.240.106.88: icmp_req=6 ttl=64 time=0.654 ms
64 bytes from 10.240.106.88: icmp_req=7 ttl=64 time=0.686 ms
64 bytes from 10.240.106.88: icmp_req=8 ttl=64 time=0.662 ms
64 bytes from 10.240.106.88: icmp_req=9 ttl=64 time=0.657 ms
64 bytes from 10.240.106.88: icmp_req=10 ttl=64 time=0.785 ms

--- 10.240.106.88 ping statistics ---
10 packets transmitted, 10 received, 0% packet loss, time 8997ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.576/0.715/0.898/0.090 ms

us-central1-a <-> us-central1-b

$ ping -c 10 10.240.12.160
PING 10.240.12.160 (10.240.12.160) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.240.12.160: icmp_req=1 ttl=64 time=0.853 ms
64 bytes from 10.240.12.160: icmp_req=2 ttl=64 time=0.975 ms
64 bytes from 10.240.12.160: icmp_req=3 ttl=64 time=0.647 ms
64 bytes from 10.240.12.160: icmp_req=4 ttl=64 time=0.800 ms
64 bytes from 10.240.12.160: icmp_req=5 ttl=64 time=0.677 ms
64 bytes from 10.240.12.160: icmp_req=6 ttl=64 time=0.609 ms
64 bytes from 10.240.12.160: icmp_req=7 ttl=64 time=0.495 ms
64 bytes from 10.240.12.160: icmp_req=8 ttl=64 time=0.805 ms
64 bytes from 10.240.12.160: icmp_req=9 ttl=64 time=0.657 ms
64 bytes from 10.240.12.160: icmp_req=10 ttl=64 time=0.719 ms

--- 10.240.12.160 ping statistics ---
10 packets transmitted, 10 received, 0% packet loss, time 9000ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.495/0.723/0.975/0.134 ms

異なるリージョン間

続いて異なるリージョンの場合です。ネットワーク概要で紹介しました通り、GCEはリージョン間で内部ネットワークを構成することが可能でインスタンス間でセキュアに通信することができます。

asia-east1-a <-> asia-east1-a(同一ゾーン) : avg　0.606 ms
asia-east1-a <-> europe-west1-a(ヨーロッパ) : avg 254.380 ms
asia-east1-a <-> us-central1-a(アメリカ) : avg 163.143 ms
europe-west1-a <-> us-central1-a : avg 109.993 ms

地理的および一般的なインターネットのネットワーク的な距離と同じような傾向になりました。同じCIDRレンジ内に様々なリージョンのインスタンスが混在するのでついつい同一視しがちですが、同一リージョンのインスタンス同士でクラスタを組み、異なるリージョンのインスタンスとはクラスタ間の連携を組む(Consulの例)など、異なる設計を意識する必要が出てくるかと思います。

asia-east1-a <-> europe-west1-a

$ ping -c 10 10.240.17.245
PING 10.240.17.245 (10.240.17.245) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=1 ttl=64 time=257 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=2 ttl=64 time=254 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=3 ttl=64 time=253 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=4 ttl=64 time=254 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=5 ttl=64 time=253 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=6 ttl=64 time=253 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=7 ttl=64 time=254 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=8 ttl=64 time=254 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=9 ttl=64 time=253 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=10 ttl=64 time=254 ms

--- 10.240.17.245 ping statistics ---
10 packets transmitted, 10 received, 0% packet loss, time 9002ms
rtt min/avg/max/mdev = 253.943/254.380/257.641/1.241 ms

asia-east1-a <-> us-central1-a

$ ping -c 10 10.240.248.223
PING 10.240.248.223 (10.240.248.223) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.240.248.223: icmp_req=1 ttl=64 time=163 ms
64 bytes from 10.240.248.223: icmp_req=2 ttl=64 time=163 ms
64 bytes from 10.240.248.223: icmp_req=3 ttl=64 time=163 ms
64 bytes from 10.240.248.223: icmp_req=4 ttl=64 time=163 ms
64 bytes from 10.240.248.223: icmp_req=5 ttl=64 time=163 ms
64 bytes from 10.240.248.223: icmp_req=6 ttl=64 time=163 ms
64 bytes from 10.240.248.223: icmp_req=7 ttl=64 time=163 ms
64 bytes from 10.240.248.223: icmp_req=8 ttl=64 time=163 ms
64 bytes from 10.240.248.223: icmp_req=9 ttl=64 time=163 ms
64 bytes from 10.240.248.223: icmp_req=10 ttl=64 time=163 ms

--- 10.240.248.223 ping statistics ---
10 packets transmitted, 10 received, 0% packet loss, time 9012ms
rtt min/avg/max/mdev = 163.081/163.143/163.242/0.543 ms

us-central1-a <-> europe-west1-a

$ ping -c 10 10.240.17.245
PING 10.240.17.245 (10.240.17.245) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=1 ttl=64 time=110 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=2 ttl=64 time=109 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=3 ttl=64 time=109 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=4 ttl=64 time=110 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=5 ttl=64 time=110 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=6 ttl=64 time=110 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=7 ttl=64 time=109 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=8 ttl=64 time=109 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=9 ttl=64 time=109 ms
64 bytes from 10.240.17.245: icmp_req=10 ttl=64 time=109 ms

--- 10.240.17.245 ping statistics ---
10 packets transmitted, 10 received, 0% packet loss, time 9010ms
rtt min/avg/max/mdev = 109.925/109.993/110.143/0.423 ms

Amazon EC2の近隣リージョン

番外編として、Amazon EC2の東京リージョン、シンガポールリージョンのインスタンスにpingを実行した結果を貼っておきます。GCEの東アジアリージョンは所在国が公開されていませんが、ネットワーク的には東京の方がシンガポールよりも近い東アジアとして認識できそうです。

邪推するための材料ではなく、GCEのインスタンスからAmazon S3やAmazon DynamoDBにアクセスしたいなど、AWSのサービスに効率良くアクセスするために近いリージョンを選択するケースと言うのは実際にあるかもしれません。

asia-east1-a <-> ap-northeast-1 (AWS)

$ ping -c 10 54.92.XX.XX
PING 54.92.XX.XX (54.92.XX.XX) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 54.92.XX.XX: icmp_req=1 ttl=55 time=40.1 ms
64 bytes from 54.92.XX.XX: icmp_req=2 ttl=55 time=37.9 ms
64 bytes from 54.92.XX.XX: icmp_req=3 ttl=55 time=37.7 ms
64 bytes from 54.92.XX.XX: icmp_req=4 ttl=55 time=37.9 ms
64 bytes from 54.92.XX.XX: icmp_req=5 ttl=55 time=37.6 ms
64 bytes from 54.92.XX.XX: icmp_req=6 ttl=55 time=38.0 ms
64 bytes from 54.92.XX.XX: icmp_req=7 ttl=55 time=37.8 ms
64 bytes from 54.92.XX.XX: icmp_req=8 ttl=55 time=37.9 ms
64 bytes from 54.92.XX.XX: icmp_req=9 ttl=55 time=37.9 ms
64 bytes from 54.92.XX.XX: icmp_req=10 ttl=55 time=37.7 ms

--- 54.92.XX.XX ping statistics ---
10 packets transmitted, 10 received, 0% packet loss, time 9013ms
rtt min/avg/max/mdev = 37.613/38.095/40.193/0.735 ms

asia-east1-a <-> ap-southeast-1 (AWS)

$ ping -c 10 54.179.XX.XX
PING 54.179.XX.XX (54.179.XX.XX) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 54.179.XX.XX: icmp_req=1 ttl=58 time=54.4 ms
64 bytes from 54.179.XX.XX: icmp_req=2 ttl=58 time=54.2 ms
64 bytes from 54.179.XX.XX: icmp_req=3 ttl=58 time=54.2 ms
64 bytes from 54.179.XX.XX: icmp_req=4 ttl=58 time=54.2 ms
64 bytes from 54.179.XX.XX: icmp_req=5 ttl=58 time=56.1 ms
64 bytes from 54.179.XX.XX: icmp_req=6 ttl=58 time=54.0 ms
64 bytes from 54.179.XX.XX: icmp_req=7 ttl=58 time=54.4 ms
64 bytes from 54.179.XX.XX: icmp_req=8 ttl=58 time=54.2 ms
64 bytes from 54.179.XX.XX: icmp_req=9 ttl=58 time=77.0 ms
64 bytes from 54.179.XX.XX: icmp_req=10 ttl=58 time=54.3 ms

--- 54.179.XX.XX ping statistics ---
10 packets transmitted, 10 received, 0% packet loss, time 9005ms
rtt min/avg/max/mdev = 54.038/56.751/77.080/6.805 ms
$

まとめ

簡単にまとめます。

同一リージョン内はゾーンをまたいでも1ms以下の良好なレイテンシを維持
異なるリージョンは一般的なネットワークの距離と同様の傾向があり、内部ネットワーク経由で通信できるのが便利

それぞれ10回ずつの少ないサンプリング数でしたが、その中でもブレが少ない安定した結果だったことも特徴として見れると思います。

また、今回はレイテンシだったので、性能が求められる要件であればスループットなど別のパフォーマンス指標も合わせて計測し、判断するのが良いでしょう。

Google Compute Engineネットワーク入門 #gcpja

[GCE] VMインスタンスからイメージを作成する