Bilanciamento del carico nativo del container tramite NEG standalone a livello di zona

Questa pagina mostra come creare un servizio Kubernetes supportato da un gruppo di endpoint di rete GCE_VM_IP_PORT (NEG) di zona in un cluster nativo del VPC di Google Kubernetes Engine (GKE).

Consulta Bilanciamento del carico nativo del container per informazioni sui vantaggi, sui requisiti e sulle limitazioni del bilanciamento del carico nativo del container.

Panoramica

Un NEG rappresenta un gruppo di endpoint. GKE supporta i NEG autonomi di tipo GCE_VM_IP_PORT. I NEG GCE_VM_IP_PORT supportano gli endpoint utilizzando l'indirizzo IP interno principale della VM o un indirizzo IP di uno dei suoi intervalli IP alias.

Nel contesto di un cluster GKE VPC nativo con NEG standalone, ogni endpoint corrisponde a un indirizzo IP e a una porta di destinazione del pod. Gli indirizzi IP dei pod provengono dall'intervallo IP alias del nodo per i pod, che deriva dall'intervallo di indirizzi IP secondari della subnet per i pod del cluster.

GKE fornisce un controller NEG per gestire l'appartenenza di GCE_VM_IP_PORT NEG. Puoi aggiungere i NEG che crea come backend ai servizi di backend per i bilanciatori del carico che configuri al di fuori dell'API GKE.

Il seguente diagramma descrive la corrispondenza tra gli oggetti dell'API Kubernetes e gli oggetti di Compute Engine.

In entrata con NEG

Quando vengono utilizzati i NEG con GKE Ingress, il controller Ingress facilita la creazione di tutti gli aspetti del bilanciatore del carico. Ciò include la creazione di indirizzo IP virtuale, regole di forwarding, controlli di integrità, regole firewall e altro ancora.

Ingress è il metodo consigliato per utilizzare il bilanciamento del carico nativo del container, in quanto dispone di molte funzionalità che semplificano la gestione dei NEG. I NEG autonomi sono un'opzione se i NEG gestiti da Ingress non sono adatti al tuo caso d'uso.

NEG standalone

Quando il deployment dei NEG viene eseguito con bilanciatori del carico di cui è stato eseguito il provisioning da qualcosa di diverso da Ingress, sono considerati NEG autonomi. Il deployment dei NEG autonomi viene eseguito e gestito tramite il controller NEG, ma il deployment delle regole di forwarding, dei controlli di integrità e di altri oggetti di bilanciamento del carico viene eseguito manualmente.

I NEG autonomi non entrano in conflitto con il bilanciamento del carico nativo del container abilitato per Ingress.

L'illustrazione seguente mostra le differenze nel modo in cui viene eseguito il deployment degli oggetti di bilanciamento del carico in ogni scenario:

Prevenire i NEG trapelati

Con i NEG autonomi, sei responsabile della gestione dei cicli di vita dei NEG e delle risorse che compongono il bilanciatore del carico. Potresti diffondere i NEG in questi modi:

• Quando un servizio GKE viene eliminato, il NEG associato non viene garbage collection se un servizio di backend fa ancora riferimento al NEG. Rimuovi il NEG dal servizio di backend per consentire l'eliminazione del NEG.
• Quando un cluster viene eliminato, i NEG autonomi non vengono eliminati.

Casi d'uso di NEG autonomi

I NEG autonomi hanno diversi utilizzi critici. I NEG autonomi sono molto flessibili. Ciò è in contrasto con Ingress (utilizzato con o senza NEG), che definisce un set specifico di oggetti di bilanciamento del carico scelti in modo consapevole per renderli più semplici da usare.

I casi d'uso per i NEG autonomi includono:

Servizi eterogenei di container e VM

I NEG possono contenere indirizzi IP sia di VM che di container. Ciò significa che un singolo indirizzo IP virtuale può puntare a un backend composto da carichi di lavoro Kubernetes e non Kubernetes. Può essere usato anche per eseguire la migrazione di carichi di lavoro esistenti in un cluster GKE.

I NEG autonomi possono puntare a IP delle VM, il che permette di configurare manualmente i bilanciatori del carico in modo che puntino a backend composti da VM e container per lo stesso VIP di servizio.

Controller Ingress personalizzati

Puoi utilizzare un controller Ingress personalizzato (o nessun controller Ingress) per configurare bilanciatori del carico che hanno come target NEG autonomi.

Utilizza Cloud Service Mesh con GKE

Puoi utilizzare Cloud Service Mesh con GKE. Cloud Service Mesh utilizza NEG autonomi per fornire il bilanciamento del carico nativo del container per il mesh di servizi gestiti.

Usa bilanciatori del carico di rete proxy esterni con GKE

Puoi utilizzare i NEG autonomi per bilanciare il carico direttamente nei container con il bilanciatore del carico di rete proxy esterno, che non è supportato in modo nativo da Kubernetes/GKE.

Idoneità dei pod

I gateway di preparazione sono una funzionalità di estensibilità di Kubernetes che consente l'inserimento di feedback o indicatori aggiuntivi in PodStatus per consentire al pod di passare allo stato pronto. Il controller NEG gestisce un limite di idoneità personalizzato per garantire che il percorso di rete completo dal bilanciatore del carico di Compute Engine al pod sia funzionante. I limiti di idoneità dei pod in GKE sono descritti nel bilanciamento del carico nativo del container.

Ingress con NEG esegue il deployment e gestisce i controlli di integrità di Compute Engine per conto del bilanciatore del carico. Tuttavia, i NEG autonomi non fanno ipotesi sui controlli di integrità di Compute Engine perché si prevede che il deployment e la gestione vengano eseguiti separatamente. I controlli di integrità di Compute Engine devono sempre essere configurati insieme al bilanciatore del carico per impedire l'invio del traffico ai backend non pronti a ricevere. Se non è presente uno stato del controllo di integrità associato al NEG (di solito perché non è configurato alcun controllo di integrità), il controller NEG contrassegnerà il valore della porta di idoneità del pod su True quando l'endpoint corrispondente viene programmato nel NEG.

Requisiti

Il cluster deve essere nativo di VPC. Per saperne di più, consulta Creazione di un cluster nativo di VPC.

Nel cluster deve essere abilitato il componente aggiuntivo HttpLoadBalancing. Nei cluster GKE il componente aggiuntivo HttpLoadBalancing è abilitato per impostazione predefinita.

Prima di iniziare

Prima di iniziare, assicurati di aver eseguito le seguenti attività:

• Abilita l'API Google Kubernetes Engine.
Abilita l'API Google Kubernetes Engine
• Se vuoi utilizzare Google Cloud CLI per questa attività, installa e quindi initialize gcloud CLI. Se hai già installato gcloud CLI, ottieni la versione più recente eseguendo gcloud components update.

Utilizzo di NEG autonomi

Le seguenti istruzioni mostrano come utilizzare i NEG autonomi con un bilanciatore del carico HTTP esterno su GKE.

Devi creare i seguenti oggetti:

• Un deployment che crea e gestisce i pod.
• Un servizio che crea un NEG.
• Un bilanciatore del carico creato con l'API Compute Engine. Ciò è diverso dall'utilizzo di NEG con Ingress, nel qual caso Ingress crea e configura un bilanciatore del carico per te. Con i NEG autonomi, devi associare il NEG e il servizio di backend per connettere i pod al bilanciatore del carico. Il bilanciatore del carico è composto da diversi componenti, mostrati nel seguente diagramma:

Crea un cluster nativo di VPC

I cluster Autopilot sono nativi di VPC per impostazione predefinita, quindi puoi saltare al deployment di un carico di lavoro.

Per i cluster standard, crea un cluster nativo di VPC nella zona us-central1-a:

gcloud container clusters create neg-demo-cluster \
    --create-subnetwork="" \
    --network=default \
    --zone=us-central1-a

Creazione di un deployment

I manifest di esempio seguenti specificano i deployment che eseguono tre istanze di un server HTTP containerizzato. Il server HTTP risponde alle richieste con il nome host del server delle applicazioni, ovvero il nome del pod su cui è in esecuzione il server.

Ti consigliamo di usare carichi di lavoro che usano il feedback sull'idoneità dei pod.

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: neg-demo-app # Label for the Deployment
  name: neg-demo-app # Name of Deployment
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      run: neg-demo-app
  template: # Pod template
    metadata:
      labels:
        run: neg-demo-app # Labels Pods from this Deployment
    spec: # Pod specification; each Pod created by this Deployment has this specification
      containers:
      - image: registry.k8s.io/serve_hostname:v1.4 # Application to run in Deployment's Pods
        name: hostname
  

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: neg-demo-app # Label for the Deployment
  name: neg-demo-app # Name of Deployment
spec:
  minReadySeconds: 60 # Number of seconds to wait after a Pod is created and its status is Ready
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      run: neg-demo-app
  template: # Pod template
    metadata:
      labels:
        run: neg-demo-app # Labels Pods from this Deployment
    spec: # Pod specification; each Pod created by this Deployment has this specification
      containers:
      - image: registry.k8s.io/serve_hostname:v1.4 # Application to run in Deployment's Pods
        name: hostname
  

Salva questo manifest con il nome neg-demo-app.yaml, quindi crea il deployment eseguendo questo comando:

kubectl apply -f neg-demo-app.yaml

Crea un servizio

Il manifest seguente specifica un servizio in cui:

• Qualsiasi pod con l'etichetta run: neg-demo-app è membro di questo servizio.
• Il servizio ha un campo ServicePort con la porta 80.
• L'annotazione cloud.google.com/neg specifica che la porta 80 sarà associata a un NEG. Il campo facoltativo name specifica che il NEG verrà denominato NEG_NAME. Se il campo name viene omesso, verrà generato automaticamente un nome univoco. Per informazioni dettagliate, consulta la sezione Denominazione dei NEG.
• Ogni pod membro deve avere un container in ascolto sulla porta TCP 9376.

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: neg-demo-svc
  annotations:
    cloud.google.com/neg: '{"exposed_ports": {"80":{"name": "NEG_NAME"}}}'
spec:
  type: ClusterIP
  selector:
    run: neg-demo-app # Selects Pods labelled run: neg-demo-app
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 9376

Sostituisci NEG_NAME con il nome del NEG. Il nome del NEG deve essere univoco nella sua regione.

Salva questo manifest come neg-demo-svc.yaml, quindi crea il servizio eseguendo questo comando:

kubectl apply -f neg-demo-svc.yaml

Un NEG viene creato entro pochi minuti dalla creazione del servizio.

Tipi di servizi

Sebbene questo esempio utilizzi un servizio ClusterIP, tutti e cinque i tipi di servizi supportano i NEG autonomi. Ti consigliamo di usare il tipo predefinito, ClusterIP.

Denominazione dei NEG

In GKE 1.18.18-gke.1200 e successive, puoi specificare un nome personalizzato per i NEG oppure GKE può generare un nome automaticamente. Le versioni precedenti di GKE supportano solo i nomi NEG generati automaticamente.

GKE crea un NEG in ogni zona utilizzata dal cluster. Tutti i NEG utilizzano lo stesso nome.

Specificare un nome

Specificare un nome NEG personalizzato semplifica la configurazione del bilanciatore del carico perché conosci in anticipo il nome e le zone del NEG. I nomi del NEG personalizzato devono soddisfare i seguenti requisiti:

• Essere univoco per la zona del cluster per i cluster di zona o per la regione per i cluster a livello di regione.

• Non deve corrispondere al nome di qualsiasi NEG esistente che non è stato creato dal controller NEG GKE.
• Non deve contenere trattini bassi.

Utilizza il campo name nell'annotazione cloud.google.com/neg del servizio per specificare un nome NEG:

cloud.google.com/neg: '{"exposed_ports": {"80":{"name": "NEG_NAME"}}}'

Sostituisci NEG_NAME con il nome del NEG. Il nome del NEG deve essere univoco nella sua regione.

Utilizzo di un nome generato automaticamente

I nomi NEG generati automaticamente sono garantiti come univoci. Per utilizzare un nome generato automaticamente, ometti il campo name:

cloud.google.com/neg: '{"exposed_ports": {"80":{}}}'

Il nome generato automaticamente ha il seguente formato:

k8s1-CLUSTER_UID-NAMESPACE-SERVICE-PORT-RANDOM_HASH

Mappatura delle porte a più NEG

Un servizio può rimanere in ascolto su più di una porta. Per definizione, i NEG hanno un solo indirizzo IP e una singola porta. Ciò significa che se specifichi un servizio con più porte, verrà creato un NEG per ogni porta.

Il formato dell'annotazione cloud.google.com/neg è:

cloud.google.com/neg: '{
   "exposed_ports":{
      "SERVICE_PORT_1":{},
      "SERVICE_PORT_2":{},
      "SERVICE_PORT_3":{},
      ...
   }
 }'

In questo esempio, ogni istanza di SERVICE_PORT_N è un numero di porta distinto che fa riferimento alle porte di servizio esistenti del servizio. Per ogni porta di servizio elencata, il controller NEG crea un NEG in ogni zona occupata dal cluster.

Recuperare gli stati NEG

Utilizza il comando seguente per recuperare gli stati dei servizi del cluster:

kubectl get service neg-demo-svc -o yaml

L'output è simile al seguente:

cloud.google.com/neg-status: '{
   "network-endpoint-groups":{
      "SERVICE_PORT_1": "NEG_NAME_1",
      "SERVICE_PORT_2": "NEG_NAME_2",
      ...
   },
   "zones":["ZONE_1", "ZONE_2", ...]
}

In questo output, ogni elemento della mappatura network-endpoint-groups è una porta di servizio (come SERVICE_PORT_1) e il nome del NEG gestito corrispondente (come NEG_NAME_1). L'elenco zones contiene ogni zona (ad esempio ZONE_1) che contiene un NEG.

L'output è simile al seguente:

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  annotations:
    cloud.google.com/neg: '{"exposed_ports": {"80":{}}}'
    cloud.google.com/neg-status: '{"network_endpoint_groups":{"80":"k8s1-cca197ad-default-neg-demo-app-80-4db81e02"},"zones":["ZONE_1", "ZONE_2"]}'
  labels:
    run: neg-demo-app
  name: neg-demo-app
  namespace: default
  selfLink: /api/v1/namespaces/default/services/neg-demo-app
  ...
spec:
  clusterIP: 10.0.14.252
  ports:
  - port: 80
    protocol: TCP
    targetPort: 9376
  selector:
    run: neg-demo-app
  sessionAffinity: None
status:
  loadBalancer: {}

In questo esempio, l'annotazione mostra che la porta di servizio 80 è esposta ai NEG denominati k8s1-cca197ad-default-neg-demo-app-80-4db81e02.

Convalida creazione NEG

Un NEG viene creato entro pochi minuti dalla creazione del servizio. Se sono presenti pod che corrispondono all'etichetta specificata nel manifest del servizio, al momento della creazione il NEG conterrà gli IP dei pod.

Esistono due modi per verificare che il NEG sia stato creato e configurato correttamente. In GKE 1.18.6-gke.6400 e versioni successive, una risorsa personalizzata ServiceNetworkEndpointGroup archivia le informazioni sullo stato dei NEG creati dal controller di servizio. Nelle versioni precedenti, devi ispezionare direttamente i NEG.

La risorsa ServiceNetworkEndpointGroup

Elenca i NEG in un cluster recuperando tutte le ServiceNetworkEndpointGroup risorse:

kubectl get svcneg

Osserva lo stato di un NEG controllando lo stato della risorsa ServiceNetworkEndpointGroup:

kubectl get svcneg NEG_NAME -o yaml

Sostituisci NEG_NAME con il nome del singolo NEG da controllare.

L'output di questo comando include una sezione dello stato che potrebbe contenere messaggi di errore. Alcuni errori vengono segnalati come eventi di servizio. Per trovare ulteriori dettagli, esegui una query sull'oggetto Service:

kubectl describe service SERVICE_NAME

Sostituisci SERVICE_NAME con il nome del servizio pertinente.

Per verificare che il controller NEG stia sincronizzando il NEG, controlla il campo dello stato della risorsa ServiceNetworkEndpointGroup per verificare se è presente una condizione con type:Synced. L'ora della sincronizzazione più recente è nel campo status.lastSyncTime.

Le risorse ServiceNetworkEndpointGroup esistono solo in GKE 1.18 e versioni successive.

Ispeziona direttamente i NEG

Verifica che il NEG esista creando un elenco dei NEG nel tuo progetto Google Cloud e controllando la presenza di un NEG corrispondente al servizio che hai creato. Il nome del NEG ha il seguente formato:

k8s1-CLUSTER_UID-NAMESPACE-SERVICE-PORT-RANDOM_HASH

Utilizza il seguente comando per elencare i NEG:

gcloud compute network-endpoint-groups list

L'output è simile al seguente:

NAME                                          LOCATION       ENDPOINT_TYPE   SIZE
k8s1-70aa83a6-default-my-service-80-c9710a6f  ZONE_NAME      GCE_VM_IP_PORT  3

Questo output mostra che il SIZE del NEG è 3, il che significa che ha tre endpoint che corrispondono ai tre pod nel deployment.

Identifica i singoli endpoint con il comando seguente:

gcloud compute network-endpoint-groups list-network-endpoints NEG_NAME

Sostituisci NEG_NAME con il nome del NEG per cui vuoi visualizzare i singoli endpoint.

L'output mostra tre endpoint, ognuno dei quali ha un indirizzo IP e una porta di un pod:

INSTANCE                                           IP_ADDRESS  PORT
gke-cluster-3-default-pool-4cc71a15-qlpf  10.12.1.43  9376
gke-cluster-3-default-pool-4cc71a15-qlpf  10.12.1.44  9376
gke-cluster-3-default-pool-4cc71a15-w9nk  10.12.2.26  9376

Collegamento di un bilanciatore del carico delle applicazioni esterno a NEG autonomi

Puoi utilizzare i NEG come backend per un bilanciatore del carico delle applicazioni esterno utilizzando l'API Compute Engine.

1. Creare una regola firewall. I bilanciatori del carico devono accedere agli endpoint del cluster per eseguire i controlli di integrità, Questo comando crea una regola firewall per consentire l'accesso:

   gcloud compute firewall-rules create fw-allow-health-check-and-proxy \
      --network=NETWORK_NAME \
      --action=allow \
      --direction=ingress \
      --target-tags=GKE_NODE_NETWORK_TAGS \
      --source-ranges=130.211.0.0/22,35.191.0.0/16 \
      --rules=tcp:9376
   

   Sostituisci quanto segue:

   • NETWORK_NAME: la rete su cui viene eseguito il cluster.
   • GKE_NODE_NETWORK_TAGS: i tag di networking sui nodi GKE.

   Se non hai creato tag di rete personalizzati per i tuoi nodi, GKE genera automaticamente i tag. Puoi cercare questi tag generati eseguendo questo comando:

   gcloud compute instances describe INSTANCE_NAME
   

   Sostituisci INSTANCE_NAME con il nome dell'istanza VM di Compute Engine host che esegue il nodo GKE. Ad esempio, l'output nella sezione precedente mostra i nomi delle istanze nella colonna INSTANCE per i nodi GKE. Per i cluster Standard, puoi anche eseguire gcloud compute instances list per elencare tutte le istanze nel progetto.

2. Crea un indirizzo IP virtuale globale per il bilanciatore del carico:

   gcloud compute addresses create hostname-server-vip \
       --ip-version=IPV4 \
       --global
   

3. Creare un controllo di integrità. Viene utilizzato dal bilanciatore del carico per rilevare l'attività dei singoli endpoint all'interno del NEG.

   gcloud compute health-checks create http http-basic-check \
       --use-serving-port
   

4. Crea un servizio di backend che specifichi che si tratta di un bilanciatore del carico delle applicazioni esterno globale:

   gcloud compute backend-services create my-bes \
       --protocol HTTP \
       --health-checks http-basic-check \
       --global
   

5. Crea una mappa URL e un proxy target per il bilanciatore del carico. Questo esempio è molto semplice perché l'app serve_hostname utilizzata per questa guida ha un singolo endpoint e non presenta URL.

   gcloud compute url-maps create web-map \
       --default-service my-bes
   

   gcloud compute target-http-proxies create http-lb-proxy \
       --url-map web-map
   

6. Crea una regola di inoltro. È a questo punto che crea il bilanciatore del carico.

   gcloud compute forwarding-rules create http-forwarding-rule \
       --address=HOSTNAME_SERVER_VIP \
       --global \
       --target-http-proxy=http-lb-proxy \
       --ports=80
   

   Sostituisci HOSTNAME_SERVER_VIP con l'indirizzo IP da utilizzare per il bilanciatore del carico. Se ometti --address, GKE assegna automaticamente un indirizzo IP temporaneo. Puoi anche prenotare un nuovo indirizzo IP esterno statico.

Check Point

Queste sono le risorse che hai creato finora:

• Un indirizzo IP virtuale esterno
• Le regole di forwarding
• Le regole firewall
• Il proxy HTTP di destinazione
• La mappa URL del controllo di integrità di Compute Engine
• Il servizio di backend
• Il controllo di integrità di Compute Engine

La relazione tra queste risorse è mostrata nel seguente diagramma:

Insieme, queste risorse sono un bilanciatore del carico. Nel passaggio successivo aggiungerai backend al bilanciatore del carico.

Uno dei vantaggi dei NEG autonomi dimostrati qui è che i cicli di vita del bilanciatore del carico e del backend possono essere completamente indipendenti. Il bilanciatore del carico può continuare a essere eseguito dopo l'eliminazione dell'applicazione, dei relativi servizi o del cluster GKE. Puoi aggiungere e rimuovere nuovi NEG o più NEG dal bilanciatore del carico senza modificare nessuno degli oggetti del bilanciatore del carico frontend.

Aggiungi backend al bilanciatore del carico

Utilizza gcloud compute backend-services add-backend per connettere il NEG al bilanciatore del carico aggiungendolo come backend del servizio di backend my-bes:

gcloud compute backend-services add-backend my-bes \
    --global \
    --network-endpoint-group=NEG_NAME \
    --network-endpoint-group-zone=NEG_ZONE \
    --balancing-mode RATE --max-rate-per-endpoint 5

Sostituisci quanto segue:

• NEG_NAME: il nome del gruppo di endpoint di rete. Il nome è il nome specificato durante la creazione del NEG o un nome generato automaticamente. Se non hai specificato un nome per il NEG, consulta le seguenti istruzioni per trovare il nome generato automaticamente.
• NEG_ZONE: la zona in cui si trova il tuo gruppo di endpoint di rete. Per trovare questo valore, consulta le seguenti istruzioni.

Utilizza questo comando per ottenere il nome e la posizione del NEG:

gcloud compute network-endpoint-groups list

L'output è simile al seguente:

NAME                                          LOCATION       ENDPOINT_TYPE   SIZE
k8s1-70aa83a6-default-my-service-80-c9710a6f  ZONE_NAME      GCE_VM_IP_PORT  3

In questo output di esempio, il nome del NEG è k8s1-70aa83a6-default-my-service-80-c9710a6f.

È possibile aggiungere più NEG allo stesso servizio di backend. I servizi di backend globali come my-bes possono avere backend NEG in regioni diverse, mentre i servizi di backend regionali devono avere backend in un'unica regione.

Verifica che il bilanciatore del carico funzioni

Esistono due modi per verificare il funzionamento del bilanciatore del carico che hai configurato:

• Verifica che il controllo di integrità sia configurato correttamente e che i report siano integri.
• Accedi all'applicazione e verifica la sua risposta.

Verifica i controlli di integrità

Verifica che il servizio di backend sia associato al controllo di integrità e ai gruppi di endpoint di rete, nonché che i singoli endpoint siano integri.

Utilizza questo comando per verificare che il servizio di backend sia associato al controllo di integrità e al gruppo di endpoint di rete:

gcloud compute backend-services describe my-bes --global

L'output è simile al seguente:

backends:
- balancingMode: RATE
  capacityScaler: 1.0
  group: ... /networkEndpointGroups/k8s1-70aa83a6-default-my-service-80-c9710a6f
...
healthChecks:
- ... /healthChecks/http-basic-check
...
name: my-bes
...

Quindi, controlla l'integrità dei singoli endpoint:

gcloud compute backend-services get-health my-bes --global

La sezione status: dell'output è simile alla seguente:

status:
  healthStatus:
  - healthState: HEALTHY
    instance: ... gke-cluster-3-default-pool-4cc71a15-qlpf
    ipAddress: 10.12.1.43
    port: 50000
  - healthState: HEALTHY
    instance: ... gke-cluster-3-default-pool-4cc71a15-qlpf
    ipAddress: 10.12.1.44
    port: 50000
  - healthState: HEALTHY
    instance: ... gke-cluster-3-default-pool-4cc71a15-w9nk
    ipAddress: 10.12.2.26
    port: 50000

Accedi all'applicazione

Accedi all'applicazione tramite l'indirizzo IP del bilanciatore del carico per verificare che tutto funzioni correttamente.

Innanzitutto, ottieni l'indirizzo IP virtuale del bilanciatore del carico:

gcloud compute addresses describe hostname-server-vip --global | grep "address:"

L'output includerà un indirizzo IP. Quindi, invia una richiesta all'indirizzo IP (34.98.102.37 in questo esempio):

curl 34.98.102.37

La risposta dall'app serve_hostname dovrebbe essere neg-demo-app.

Collegamento di un bilanciatore del carico delle applicazioni interno a NEG autonomi

Puoi utilizzare i NEG per configurare un bilanciatore del carico delle applicazioni interno per i servizi in esecuzione in pod GKE autonomi.

Configurazione della subnet solo proxy

La subnet solo proxy è destinata a tutti i bilanciatori del carico delle applicazioni interni regionali nella regione del bilanciatore del carico.

gcloud compute networks subnets create proxy-only-subnet \
    --purpose=REGIONAL_MANAGED_PROXY \
    --role=ACTIVE \
    --region=COMPUTE_REGION \
    --network=lb-network \
    --range=10.129.0.0/23

POST https://compute.googleapis.com/compute/projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/subnetworks

{
  "name": "proxy-only-subnet",
  "ipCidrRange": "10.129.0.0/23",
  "network": "projects/PROJECT_ID/global/networks/lb-network",
  "region": "projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION",
  "purpose": "REGIONAL_MANAGED_PROXY",
  "role": "ACTIVE"
}

Configurazione delle regole del firewall

Questo esempio utilizza le seguenti regole firewall:

• fw-allow-ssh: una regola in entrata, applicabile alle istanze con bilanciamento del carico, che consente la connettività SSH in entrata sulla porta TCP 22 da qualsiasi indirizzo. Puoi scegliere un intervallo IP di origine più restrittivo per questa regola. Ad esempio, puoi specificare solo gli intervalli IP del sistema da cui avvii le sessioni SSH. Questo esempio utilizza il tag di destinazione allow-ssh per identificare le VM a cui si applica la regola firewall.

• fw-allow-health-check: una regola in entrata, applicabile alle istanze con bilanciamento del carico, che consente tutto il traffico TCP dai sistemi di controllo di integrità di Google Cloud (in 130.211.0.0/22 e 35.191.0.0/16). Questo esempio utilizza il tag di destinazione load-balanced-backend per identificare le istanze a cui deve essere applicato.

• fw-allow-proxies: una regola in entrata, applicabile alle istanze con bilanciamento del carico, che consente il traffico TCP sulla porta 9376 dai proxy gestiti del bilanciatore del carico HTTP(S) interno. Questo esempio utilizza il tag di destinazione load-balanced-backend per identificare le istanze a cui deve essere applicato.

Senza queste regole firewall, la regola Nega in entrata predefinita blocca il traffico in entrata verso le istanze di backend.

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

{
  "name": "fw-allow-ssh",
  "network": "projects/PROJECT_ID/global/networks/lb-network",
  "sourceRanges": [
    "0.0.0.0/0"
  ],
  "targetTags": [
    "allow-ssh"
  ],
  "allowed": [
   {
     "IPProtocol": "tcp",
     "ports": [
       "22"
     ]
   }
  ],
 "direction": "INGRESS"
}

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

{
  "name": "fw-allow-health-check",
  "network": "projects/PROJECT_ID/global/networks/lb-network",
  "sourceRanges": [
    "130.211.0.0/22",
    "35.191.0.0/16"
  ],
  "targetTags": [
    "load-balanced-backend"
  ],
  "allowed": [
    {
      "IPProtocol": "tcp"
    }
  ],
  "direction": "INGRESS"
}

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

{
  "name": "fw-allow-proxies",
  "network": "projects/PROJECT_ID/global/networks/lb-network",
  "sourceRanges": [
    "10.129.0.0/23"
  ],
  "targetTags": [
    "load-balanced-backend"
  ],
  "allowed": [
    {
      "IPProtocol": "tcp",
      "ports": [
        "9376"
      ]
    }
  ],
  "direction": "INGRESS"
}

Configurazione del bilanciatore del carico

Per l'indirizzo IP della regola di forwarding, utilizza una subnet di backend. Se provi a utilizzare la subnet solo proxy, la creazione della regola di forwarding non riesce.

POST https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/healthChecks

{
   "name": "l7-ilb-gke-basic-check",
   "type": "HTTP",
   "httpHealthCheck": {
     "portSpecification": "USE_SERVING_PORT"
   }
}

POST https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/backendServices

{
  "name": "l7-ilb-gke-backend-service",
  "backends": [
    {
      "group": "https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/zones/COMPUTE_ZONE/networkEndpointGroups/NEG_NAME",
      "balancingMode": "RATE",
      "maxRatePerEndpoint": 5
    }
  ],
  "healthChecks": [
    "projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/healthChecks/l7-ilb-gke-basic-check"
  ],
  "loadBalancingScheme": "INTERNAL_MANAGED"
}

POST https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/urlMaps

{
  "name": "l7-ilb-gke-map",
  "defaultService": "projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/backendServices/l7-ilb-gke-backend-service"
}

POST https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/targetHttpProxy

{
  "name": "l7-ilb-gke-proxy",
  "urlMap": "projects/PROJECT_ID/global/urlMaps/l7-ilb-gke-map",
  "region": "COMPUTE_REGION"
}

POST https://compute.googleapis.com/compute/v1/projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/forwardingRules

{
  "name": "l7-ilb-gke-forwarding-rule",
  "IPAddress": "10.1.2.199",
  "IPProtocol": "TCP",
  "portRange": "80-80",
  "target": "projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/targetHttpProxies/l7-ilb-gke-proxy",
  "loadBalancingScheme": "INTERNAL_MANAGED",
  "subnetwork": "projects/PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/subnetworks/backend-subnet",
  "network": "projects/PROJECT_ID/global/networks/lb-network",
  "networkTier": "PREMIUM",
}

Test in corso

Crea un'istanza VM nella zona per testare la connettività:

gcloud compute instances create l7-ilb-client \
    --image-family=debian-9 \
    --image-project=debian-cloud \
    --zone=COMPUTE_ZONE \
    --network=lb-network \
    --subnet=backend-subnet \
    --tags=l7-ilb-client,allow-ssh

Accedi all'istanza client per verificare che i servizi HTTP(S) sui backend siano raggiungibili utilizzando l'indirizzo IP della regola di forwarding dell'Application Load Balancer interno e che il traffico venga bilanciato tra gli endpoint nel NEG.

Connettiti a ogni istanza client tramite SSH:

gcloud compute ssh l7-ilb-client \
    --zone=COMPUTE_ZONE-b

Verifica che l'IP stia gestendo il suo nome host:

curl 10.1.2.199

Per il test HTTPS, esegui il comando seguente:

curl -k -s 'https://test.example.com:443' --connect-to test.example.com:443:10.1.2.199:443

Il flag -k fa sì che curl salti la convalida del certificato.

Esegui 100 richieste e verifica che siano con bilanciamento del carico.

Per HTTP:

{
RESULTS=
for i in {1..100}
do
    RESULTS="$RESULTS:$(curl --silent 10.1.2.199)"
done
echo "***"
echo "*** Results of load-balancing to 10.1.2.199: "
echo "***"
echo "$RESULTS" | tr ':' '\n' | grep -Ev "^$" | sort | uniq -c
echo
}

Per HTTPS:

{
RESULTS=
for i in {1..100}
do
    RESULTS="$RESULTS:$(curl -k -s 'https://test.example.com:443' --connect-to test.example.com:443:10.1.2.199:443
)"
done
echo "***"
echo "*** Results of load-balancing to 10.1.2.199: "
echo "***"
echo "$RESULTS" | tr ':' '\n' | grep -Ev "^$" | sort | uniq -c
echo
}

Implementazione di servizi eterogenei (VM e container)

I bilanciatori del carico possono essere frontend a carichi di lavoro misti Kubernetes e non Kubernetes. Potrebbe far parte di una migrazione dalle VM ai container o di un'architettura permanente che sfrutta un bilanciatore del carico condiviso. A questo scopo, puoi creare bilanciatori del carico che scelgono come target diversi tipi di backend, inclusi i NEG autonomi.

VM e container nello stesso servizio di backend

Questo esempio mostra come creare un NEG che punti a una VM esistente che esegue un carico di lavoro e come aggiungere questo NEG come un altro backend di un backendService esistente. In questo modo, un singolo bilanciatore del carico bilancia tra le VM e i container GKE.

Questo esempio estende l'esempio precedente che utilizza un bilanciatore del carico HTTP esterno.

Poiché tutti gli endpoint sono raggruppati in base allo stesso backendService, gli endpoint della VM e del container sono considerati lo stesso servizio. Ciò significa che la corrispondenza dell'host o del percorso tratterà tutti i backend in modo identico in base alle regole della mappa URL.

Quando utilizzi un NEG come backend per un servizio di backend, anche tutti gli altri backend in quel servizio devono essere NEG. Non puoi usare gruppi di istanze e NEG come backend nello stesso servizio di backend. Inoltre, i container e le VM non possono esistere come endpoint all'interno dello stesso NEG, per cui devono sempre essere configurati con NEG separati.

1. Esegui il deployment di una VM in Compute Engine con questo comando:

   gcloud compute instances create vm1 \
       --zone=COMPUTE_ZONE \
       --network=NETWORK \
       --subnet=SUBNET \
       --image-project=cos-cloud \
       --image-family=cos-stable --tags=vm-neg-tag
   

   Sostituisci quanto segue:

   • COMPUTE_ZONE: il nome della zona.
   • NETWORK: il nome della rete.
   • SUBNET: il nome della subnet associata alla rete.

2. Esegui il deployment di un'applicazione sulla VM:

   gcloud compute ssh vm1 \
       --zone=COMPUTE_ZONE \
       --command="docker run -d --rm --network=host registry.k8s.io/serve_hostname:v1.4 && sudo iptables -P INPUT ACCEPT"
   

   Questo comando esegue il deployment sulla VM della stessa applicazione di esempio utilizzata nell'esempio precedente. Per semplicità, l'applicazione viene eseguita come container Docker, ma non è essenziale. È necessario il comando iptables per consentire l'accesso firewall al container in esecuzione.

3. Verifica che l'applicazione sia pubblicata sulla porta 9376 e segnali che è in esecuzione su vm1:

   gcloud compute ssh vm1 \
       --zone=COMPUTE_ZONE \
       --command="curl -s localhost:9376"
   

   Il server dovrebbe rispondere con vm1.

4. Crea un NEG da utilizzare con l'endpoint VM. I container e le VM possono essere entrambi endpoint NEG, ma un singolo NEG non può avere endpoint VM e container.

   gcloud compute network-endpoint-groups create vm-neg \
       --subnet=SUBNET \
       --zone=COMPUTE_ZONE
   

5. Collega l'endpoint VM al NEG:

   gcloud compute network-endpoint-groups update vm-neg \
       --zone=COMPUTE_ZONE \
       --add-endpoint="instance=vm1,ip=VM_PRIMARY_IP,port=9376"
   

   Sostituisci VM_PRIMARY_IP con l'indirizzo IP principale della VM.

6. Verifica che il NEG abbia l'endpoint VM:

   gcloud compute network-endpoint-groups list-network-endpoints vm-neg \
       --zone COMPUTE_ZONE
   

7. Collega il NEG al servizio di backend utilizzando lo stesso comando che hai utilizzato per aggiungere un backend di container:

   gcloud compute backend-services add-backend my-bes
       --global \
       --network-endpoint-group vm-neg \
       --network-endpoint-group-zone COMPUTE_ZONE \
       --balancing-mode RATE --max-rate-per-endpoint 10
   

8. Apri il firewall per consentire il controllo di integrità della VM:

   gcloud compute firewall-rules create fw-allow-health-check-to-vm1 \
       --network=NETWORK \
       --action=allow \
       --direction=ingress \
       --target-tags=vm-neg-tag \
       --source-ranges=130.211.0.0/22,35.191.0.0/16 \
       --rules=tcp:9376
   

9. Verifica che il bilanciatore del carico inoltri il traffico sia al nuovo backend VM1 sia al backend del container esistente inviando il traffico di prova:

   for i in `seq 1 100`; do curl ${VIP};echo; done
   

   Dovresti vedere le risposte degli endpoint del container (neg-demo-app) e della VM (vm1).

VM e container per servizi di backend diversi

Questo esempio mostra come creare un NEG che punti a una VM esistente che esegue un carico di lavoro e come aggiungere questo NEG come backend a un nuovo backendService. Ciò è utile nel caso in cui i container e le VM sono servizi diversi, ma devono condividere lo stesso bilanciatore del carico L7, ad esempio se i servizi condividono lo stesso indirizzo IP o nome di dominio.

Questo esempio estende l'esempio precedente con un backend VM nello stesso servizio di backend del backend del container. In questo esempio la VM viene riutilizzata.

Poiché gli endpoint del container e della VM sono raggruppati in servizi di backend separati, sono considerati servizi diversi. Ciò significa che la mappa URL corrisponderà ai backend e indirizzerà il traffico alla VM o al container in base al nome host.

Il seguente diagramma mostra come un singolo indirizzo IP virtuale corrisponde a due nomi host, che a loro volta corrispondono a un servizio di backend basato su container e a un servizio di backend basato su VM.

Il seguente diagramma mostra l'architettura descritta nella sezione precedente:

1. Crea un nuovo servizio di backend per la VM:

   gcloud compute backend-services create my-vm-bes \
      --protocol HTTP \
      --health-checks http-basic-check \
      --global
   

2. Collega il NEG per la VM vm-neg al servizio di backend:

   gcloud compute backend-services add-backend my-vm-bes \
       --global \
       --network-endpoint-group vm-neg \
       --network-endpoint-group-zone COMPUTE_ZONE \
       --balancing-mode RATE --max-rate-per-endpoint 10
   

3. Aggiungi una regola host alla mappa URL per indirizzare le richieste per l'host container.example.com al servizio di backend del container:

   gcloud compute url-maps add-path-matcher web-map \
       --path-matcher-name=container-path --default-service=my-bes \
       --new-hosts=container.example.com --global
   

4. Aggiungi un'altra regola host, la mappa URL, per indirizzare le richieste per l'host vm.example.com al servizio di backend della VM:

   gcloud compute url-maps add-path-matcher web-map \
       --path-matcher-name=vm-path --default-service=my-vm-bes \
       --new-hosts=vm.example.com --global
   

5. Verifica che il bilanciatore del carico invii il traffico al backend della VM in base al percorso richiesto:

   curl -H "HOST:vm.example.com" VIRTUAL_IP
   

   Sostituisci VIRTUAL_IP con l'indirizzo IP virtuale.

Limitazioni dei NEG autonomi

• Gli errori di convalida delle annotazioni vengono esposti all'utente tramite gli eventi Kubernetes.
• Le limitazioni dei NEG si applicano anche ai NEG autonomi.

• I NEG autonomi non funzionano con le reti legacy.

• I NEG autonomi possono essere utilizzati solo con servizi di rete compatibili, tra cui Cloud Service Mesh e i tipi di bilanciatore del carico compatibili.

Prezzi

Per i dettagli sui prezzi del bilanciatore del carico, consulta la sezione sul bilanciamento del carico nella pagina dei prezzi. Non sono previsti costi aggiuntivi per i NEG.

Risoluzione dei problemi

Questa sezione fornisce i passaggi per la risoluzione dei problemi comuni che potresti riscontrare con i NEG autonomi.

Nessun NEG autonomo configurato

Sintomo: non viene creato alcun NEG.

Potenziale risoluzione:

• Controlla gli eventi associati al servizio e cerca i messaggi di errore.
• Verifica che l'annotazione NEG autonoma sia in un formato JSON corretto e che le porte esposte corrispondano alle porte esistenti nella specifica del servizio.
• Verifica l'annotazione dello stato del NEG e controlla se le porte di servizio previste hanno i NEG corrispondenti.
• Verifica che i NEG siano stati creati nelle zone previste con il comando gcloud compute network-endpoint-groups list.
• Se utilizzi GKE 1.18 o versioni successive, controlla se esiste la risorsa svcneg per il servizio. In caso affermativo, controlla la condizione Initialized per verificare se sono presenti informazioni sull'errore.
• Se utilizzi nomi NEG personalizzati, assicurati che ogni nome NEG sia univoco nella rispettiva regione.

Il traffico non raggiunge gli endpoint

Sintomo:errori 502 o connessioni rifiutate.

Potenziale risoluzione:

• Dopo la configurazione del servizio, i nuovi endpoint diventano generalmente raggiungibili dopo il collegamento al NEG, a condizione che rispondano ai controlli di integrità.
• Se, trascorso questo periodo di tempo, il traffico non riesce ancora a raggiungere gli endpoint e genera un codice di errore 502 per HTTP(S) o connessioni rifiutate per i bilanciatori del carico TCP/SSL, controlla quanto segue:
  • Verifica che le regole firewall consentano il traffico TCP in entrata verso i tuoi endpoint dai seguenti intervalli: 130.211.0.0/22 e 35.191.0.0/16.
  • Verifica che gli endpoint siano integri utilizzando Google Cloud CLI o chiamando l'API getHealth su backendService o l'API listEndpoints sul NEG con il parametro showHealth impostato su SHOW.

Implementazione bloccata

Sintomo: l'implementazione di un blocco di deployment aggiornato e il numero di repliche aggiornate non corrisponde al numero scelto di repliche.

Potenziale risoluzione:

I controlli di integrità del deployment non sono riusciti. L'immagine container potrebbe non essere valida o il controllo di integrità non è configurato correttamente. La sostituzione in sequenza dei pod attende che il pod appena avviato superi il gate di idoneità dei pod. Ciò si verifica solo se il pod risponde ai controlli di integrità del bilanciatore del carico. Se il pod non risponde o se il controllo di integrità non è configurato correttamente, le condizioni del controllo di idoneità non possono essere soddisfatte e l'implementazione non può continuare.

• Se utilizzi kubectl 1.13 o versioni successive, puoi controllare lo stato dei limiti di idoneità di un pod con il seguente comando:

  kubectl get my-Pod -o wide
  

  Controlla la colonna GATE DI RECUPERO.

  Questa colonna non esiste in kubectl 1.12 e versioni precedenti. Un pod contrassegnato come PRONTO potrebbe avere un controllo di idoneità non riuscito. Per verificarlo, utilizza il seguente comando:

  kubectl get my-pod -o yaml
  

  I gate di idoneità e il relativo stato sono elencati nell'output.

• Verifica che l'immagine del container nella specifica dei pod del deployment funzioni correttamente e sia in grado di rispondere ai controlli di integrità.

• Verifica che i controlli di integrità siano configurati correttamente.

Il NEG non è un garbage collection

Sintomo: esiste ancora un NEG che avrebbe dovuto essere eliminato.

Potenziale risoluzione:

• Il NEG non è garbage collection se un servizio di backend fa riferimento al NEG. Per maggiori dettagli, consulta Prevenire i NEG divulgati.
• Se utilizzi la versione 1.18 o successive, puoi verificare la presenza di eventi nella risorsa ServiceNetworkEndpointGroup utilizzando la procedura di neg del servizio.
• Controlla se il NEG è ancora necessario per un servizio. Controlla la risorsa svcneg per il servizio corrispondente al NEG e verifica se esiste un'annotazione del servizio.

Il NEG non è sincronizzato con il servizio

Sintomo: gli endpoint previsti (IP pod) non esistono nel NEG, il NEG non è sincronizzato o l'errore Failed to sync NEG_NAME (will not retry): neg name NEG_NAME is already in use, found a custom named neg with an empty description

Potenziale risoluzione:

Se utilizzi GKE 1.18 o versioni successive, controlla la risorsa svcneg per informazioni:

• Controlla il valore status.lastSyncTime per verificare se il NEG è stato sincronizzato di recente.
• Controlla la condizione Synced per verificare la presenza di eventuali errori che si sono verificati durante la sincronizzazione più recente.

Se utilizzi GKE 1.19.9 o versioni successive, controlla se esiste un NEG il cui nome e zona corrispondono al nome e alla zona del NEG che deve essere creato dal controller NEG GKE. Ad esempio, un NEG con il nome che il controller NEG deve utilizzare potrebbe essere stato creato utilizzando gcloud CLI o la console Google Cloud nella zona del cluster (o in una delle zone del cluster). In questo caso, devi eliminare il NEG esistente prima che il controller NEG possa sincronizzare i suoi endpoint. La creazione e l'appartenenza al NEG autonomi sono progettate per essere gestite dal controller NEG.

Passaggi successivi

• Panoramica dei gruppi di endpoint di rete a livello di zona
• Servizi di backend
• Creazione di controlli di integrità
• Utilizzo dei proxy di destinazione
• Utilizzo delle regole di forwarding