Google ACE: Compute Engine y operaciones de máquinas virtuales — Guía de estudio

By Laurynas Brazys · 31 August 2026 · #google #ACE #certification #exam-prep #study-guide

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Descripción general

Compute Engine proporciona máquinas virtuales flexibles y de alto rendimiento, así como primitivas de orquestación para ejecutar cargas de trabajo de uso general y especializadas. La excelencia operativa en Compute Engine implica seleccionar la familia de máquinas y el disco correctos, modelar el ciclo de vida de las instancias con plantillas y grupos de instancias, establecer una autorreparación y un autoescalado robustos, reforzar las rutas de acceso y prepararse para los modos de fallo con procedimientos de recuperación repetibles. Esta sección explica las decisiones de diseño, las compensaciones y los patrones operativos que minimizan el trabajo manual y maximizan la fiabilidad y la rentabilidad.

Tipos de máquina, dimensionamiento y ciclo de vida de la instancia

Familias de máquinas

De uso general: E2 (optimizadas en costes), N2 (equilibradas), N2D (basadas en AMD), Tau T2D/T2A (alta relación precio-rendimiento para escalado horizontal), adecuadas para la mayoría de las cargas de trabajo.
Optimizadas para el cálculo: C3 para tareas que hacen un uso intensivo de la CPU; elígelas cuando necesites un alto rendimiento por núcleo.
Optimizadas para memoria: Serie M para bases de datos en memoria y analítica.
GPU y aceleradores: Asócialos a familias compatibles cuando necesites aceleración CUDA o ML; asegúrate de que la inicialización del controlador esté contemplada en los procesos de inicio.

Tipos de máquina personalizados

Usa vCPU y memoria personalizadas para dimensionar correctamente las cargas de trabajo y reducir el desperdicio, especialmente para necesidades asimétricas (p. ej., alto consumo de memoria pero moderado de CPU).
Para servicios que hacen un uso intensivo de la CPU, prefiere recuentos de vCPU más altos; para los que hacen un uso intensivo de la memoria, aumenta la RAM y asegúrate de que los recolectores de basura y las cachés estén ajustados.
Presta atención a los modelos de licenciamiento vinculados al número de núcleos; los tipos personalizados ayudan a evitar núcleos con licencia innecesarios.

Dimensionamiento de la carga de trabajo

Parte de los perfiles de recursos medidos en entornos de desarrollo o anteriores: utilización de CPU en P95, nivel máximo de memoria, rendimiento/IOPS del disco, ancho de banda de la red.
Para tráfico con picos, planifica una capacidad adicional o usa el autoescalado; para un estado estable, apunta a una utilización del 60–70% en el pico para equilibrar coste y resiliencia.
Evalúa las VMs Spot (preemptibles) para trabajos por lotes y tolerantes a fallos; pueden ser terminadas en cualquier momento, así que diseña con puntos de control (checkpointing) y reintentos.

Recursos del ciclo de vida de la instancia

Instancias de VM: El recurso de cómputo atómico. Usa etiquetas y una nomenclatura coherente para impulsar la automatización.
Plantillas de instancia: Planos inmutables que capturan el tipo de máquina, los discos, las cuentas de servicio, los metadatos y los scripts de inicio; son la base de los grupos de instancias gestionados y garantizan despliegues repetibles.
Grupos de instancias gestionados (MIG): Proporcionan tamaño declarativo, autoescalado, autorreparación, actualizaciones progresivas, distribución regional (multizona) y configuración por instancia. Prefiere los MIG para patrones sin estado y con estado (los MIG con estado conservan los discos/IP seleccionados).
Grupos de instancias no gestionados: Colecciones simples para el balanceo de carga de conjuntos heredados; carecen de autoescalado/autorreparación. Úsalos solo cuando necesites registrar VMs gestionadas de forma independiente.

Disponibilidad, autoescalado y mantenimiento

Autoescalado

Señales: Utilización de la CPU, solicitudes por segundo por instancia del balanceador de carga HTTP, métricas de Cloud Monitoring y profundidad de la cola. Elige una señal estrechamente correlacionada con la saturación; la CPU es una buena base para cargas de trabajo homogéneas que hacen un uso intensivo de la CPU.
Periodos de enfriamiento y estabilización: Configúralos para evitar la oscilación (thrashing). Si tu aplicación tarda minutos en inicializarse, aumenta el retraso inicial del MIG y establece un periodo de enfriamiento de autoescalado adecuado.
Patrones de instancia única: Para forzar exactamente una VM, establece min=1 y max=1 en el autoescalado de un MIG. Esto preserva el estado de salud mientras habilita la autorreparación.

Autorreparación y comprobaciones de estado

Comprobaciones de estado: Usa comprobaciones HTTP(S) para la vitalidad (liveness) de la aplicación; TCP solo valida la aceptación de sockets. Implementa un endpoint de estado que ponga a prueba las dependencias críticas.
Umbrales e intervalos: Ajusta el intervalo de comprobación y los umbrales para detectar fallos rápidamente sin falsos positivos.
Retraso inicial: Establece el retraso inicial de autorreparación del MIG con una duración suficiente para el arranque y la inicialización, a fin de evitar reemplazos prematuros de instancias sanas que se están poniendo en línea.
Modos de fallo: Endpoints de estado mal configurados y retrasos iniciales demasiado cortos causan inestabilidad (flapping) y sobreaprovisionamiento.

MIG regionales y distribución

Los MIG regionales distribuyen las instancias en múltiples zonas de una región, proporcionando tolerancia a fallos de zona. Elige el número de réplicas objetivo por zona basándote en la planificación de capacidad.
Usa configuraciones por instancia y políticas con estado (stateful) cuando se requiera conservar discos o IPs; comprende que el reemplazo de VMs puede ser más lento debido a la reconciliación de estado.

Mantenimiento, migración en vivo y reservas

Migración en vivo: Es la opción por defecto para la mayoría de las VMs; las instancias se mueven durante el mantenimiento del host sin necesidad de reinicio. Para cargas de trabajo que no pueden tolerar la migración (p. ej., HFT sensible a la latencia), establece la política de mantenimiento en “terminar” y confía en la autorreparación.
Las ventanas de mantenimiento del host son transparentes con la migración en vivo, pero aun así generan eventos; monitoriza y prueba.
Reservas: Crea reservas zonales para garantizar la capacidad para lanzamientos críticos o SLOs estrictos. Aplica un consumo de reserva “específico” o “cualquiera” según tu gobernanza. Las reservas son garantías de capacidad; combínalas con descuentos por uso confirmado para la planificación de costes.

Almacenamiento, imágenes y rendimiento

Persistent disks

Tipos: Standard (HDD) para rendimiento secuencial a bajo costo; Balanced (pd-balanced) para uso general; SSD (pd-ssd) para IOPS altos y baja latencia; Extreme (pd-extreme) para IOPS y rendimiento aprovisionados en niveles de alto desempeño. Los Regional PDs proporcionan replicación síncrona entre zonas para una mayor disponibilidad.
El rendimiento escala con el tamaño del disco para standard, balanced y SSD; aprovisiona el tamaño previamente para cumplir con los picos de IOPS/rendimiento o usa Extreme para aprovisionar explícitamente.
El modo de solo lectura multi-adjunto (Multi-attach read-only) permite compartir conjuntos de datos entre muchas VMs; coordina el acceso y las capas de caché correspondientemente.

Local SSD

Efímero, conectado directamente al host, IOPS muy altos y latencia muy baja. Los datos se pierden al detener, terminar o migrar la instancia. Úsalo para espacio temporal (scratch), cachés y capas de datos replicados. Asegura la replicación o los puntos de control (checkpoints) a nivel de aplicación.

Snapshots and images

Las instantáneas (snapshots) son copias de seguridad incrementales y puntuales en el tiempo de los discos persistentes; prográmalas con Resource Manager o gcloud para cumplir con el RPO. El almacenamiento entre regiones soporta la recuperación ante desastres (DR).
Las imágenes capturan los discos de arranque más la configuración. Mantén un pipeline de imágenes fortalecidas (hardened) y gestionadas con parches. Valida los agentes de invitado (para logging/monitoring) dentro de tus imágenes base (golden images).
Patrones de restauración: Para una recuperación rápida, mantén imágenes base pequeñas y configura el resto mediante scripts de inicio o cloud-init; esto reduce la deriva (drift) y acelera las actualizaciones.

Disk choices: trade-offs and failure modes

Los discos subaprovisionados limitan el rendimiento de la aplicación; el sobreaprovisionamiento desperdicia costos. Mide las características reales de E/S (I/O) y elige el disco más pequeño que cumpla con las necesidades pico con un margen.
Para bases de datos, considera Regional PDs y pd-ssd/pd-extreme; valida el comportamiento de fsync y las profundidades de cola (queue depths). Evita Local SSD para estado duradero a menos que esté replicado.

Acceso, seguridad, redes y cargas de trabajo especializadas

Linux and Windows administration

Linux SSH: Prefiere OS Login para centralizar la autorización SSH y atribuir el acceso a identidades. Otorga compute.osLogin o compute.osAdminLogin a grupos, no a individuos.
Windows RDP: Establece las credenciales de Windows en la consola o mediante gcloud; asegúrate de que las reglas de firewall permitan TCP 3389 solo desde IPs de confianza. Usa el reenvío TCP de IAP (IAP TCP forwarding) para evitar la exposición pública.
Consola serie: Habilítala como una vía de acceso de emergencia (break-glass); usa gcloud compute connect-to-serial-port para depurar el arranque. Restringe con IAM y audita el acceso.

SSH, OS Login, and key management

Habilita OS Login a nivel de proyecto o instancia con los metadatos enable-oslogin=TRUE. Los usuarios añaden su clave pública SSH a su cuenta de Google; IAM controla el acceso basado en roles.
Para sudo/root, usa compute.osAdminLogin. Deshabilita las claves SSH para todo el proyecto si usas OS Login para evitar la deriva (drift).

Metadata, startup scripts, and cloud-init

El servidor de metadatos proporciona datos de la instancia/proyecto y tokens de cuentas de servicio. Usa solo tokens con un alcance bien definido; nunca codifiques secretos directamente (hardcode).
Scripts de inicio y cloud-init: Inician agentes (bootstrap), obtienen configuraciones y registran servicios. Haz que los scripts sean idempotentes y escribe los registros en la consola serie para diagnósticos.
Los metadatos por instancia pueden anular la configuración de la plantilla; úsalos con cuidado para evitar desviaciones de configuración (configuration skew).

Service accounts and scopes

Asigna una cuenta de servicio dedicada por carga de trabajo con roles de IAM de mínimo privilegio sobre los recursos requeridos (p. ej., storage.objectCreator en un bucket específico).
Prefiere alcances (scopes) de API de Cloud amplios solo cuando IAM controla estrictamente el acceso; de lo contrario, restringe los alcances a las APIs mínimas.

Networking and addresses

Las NICs pueden tener IPs solo internas o externas. Prefiere VMs privadas con Cloud NAT o IAP para el acceso saliente y administrativo.
Reserva IPs internas estáticas para puntos de conexión estables como servidores de licencias; evita depender de direcciones efímeras.
El balanceo de carga HTTP(S) externo (External HTTP(S) Load Balancing) termina el TLS en el borde de la red (edge); usa certificados gestionados y verificaciones de estado (health checks) para los MIGs de backend. Mantén la preparación del backend alineada con la verificación de estado y el retraso inicial del MIG.

Specialized workloads and isolation

Shielded VMs: El arranque seguro (Secure boot), vTPM y el monitoreo de integridad mitigan los rootkits; habilítalas por defecto a menos que controladores incompatibles requieran lo contrario.
Confidential VMs: El cifrado de memoria con AMD SEV protege los datos en uso; generalmente tienen una sobrecarga de rendimiento mínima, pero valida para aplicaciones sensibles a la latencia.
Sole-tenant nodes: Hosts físicos dedicados para cumplimiento normativo (compliance), aislamiento del efecto ‘vecino ruidoso’ (noisy-neighbor) y afinidad de licencias. Planifica la fragmentación de la capacidad y un costo más alto.

Solución de problemas y operaciones de recuperación

Diagnósticos comunes

Conectividad: Verifica las reglas de firewall, los permisos de las cuentas de servicio y las rutas. Usa las pruebas de conectividad de Network Intelligence Center.
Problemas de arranque: Inspecciona los registros de la consola en serie, toma una captura de pantalla y revisa la salida del script de inicio. Deshabilita temporalmente el Arranque Seguro (Secure Boot) si hay controladores sin firmar que bloquean el arranque y luego corrígelo.
Bloqueo de acceso: Para problemas de SSH con OS Login, confirma los roles de IAM y que las claves existan en las cuentas de usuario; usa la consola en serie para añadir un usuario como medida de emergencia (break-glass).
Corrupción de disco: Desvincula el disco de arranque, vincúlalo a una VM de rescate, repara los sistemas de archivos, rota las credenciales y captura una imagen después de la corrección.

Comportamientos de los MIG y balanceadores de carga

Sobreaprovisionamiento: Si las instancias necesitan un calentamiento prolongado, aumenta el retraso inicial del MIG y el período de enfriamiento (cooldown) del autoescalador; de lo contrario, podrías escalar horizontalmente debido a errores 4xx/5xx mientras la aplicación aún se está inicializando.
Bucles de autorreparación (autohealing): Confirma la semántica del endpoint de estado y la preparación de las dependencias; escalona el inicio de las dependencias o añade reintentos.

Patrones de recuperación

Recrea la instancia desde una plantilla o imagen; los patrones inmutables reducen el MTTR.
Restaura los datos desde la última instantánea (snapshot) exitosa; valida el RPO/RTO con los requisitos del negocio.
Para fallas regionales, realiza una conmutación por error (failover) a una zona o región diferente usando MIG regionales y replicación de instantáneas entre regiones.

Salvaguardas operacionales

Reservas para capacidad crítica; usa alertas basadas en monitoreo sobre el consumo de reservas y la cuota.
Auditoría y registro: Habilita los registros de actividad del administrador y de acceso a datos para servicios críticos. Atribuye el acceso a través de OS Login y cuentas de servicio.

Ejemplos cortos