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De la périphérie au réseau multicluster : déployez des applications distribuées à l'échelle mondiale via GKE Gateway et Cloud Service Mesh

Last reviewed 2024-06-30 UTC

Ce document vous explique comment effectuer les tâches suivantes :

Déployer des applications distribuées à l'échelle mondiale et exposées via GKE Gateway et Cloud Service Mesh.
Exposez une application à plusieurs clients en combinant Cloud Load Balancing avec Cloud Service Mesh.
Intégrez des équilibreurs de charge à un maillage de services déployé dans plusieurs Google Cloud régions.

Ce guide de déploiement s'adresse aux administrateurs de plates-formes. Il s'adresse également aux professionnels avancés qui utilisent Cloud Service Mesh. Les instructions fonctionnent également pour Istio sur GKE.

Architecture

Le schéma suivant illustre la topologie d'entrée par défaut d'un maillage de services, à savoir un équilibreur de charge TCP/UDP externe qui expose les proxys de passerelle d'entrée sur un seul cluster :

Un équilibreur de charge externe achemine les clients externes vers le maillage via des proxys de passerelle d'entrée.

Ce guide de déploiement utilise les ressources de passerelle Google Kubernetes Engine (GKE). Plus précisément, il utilise une passerelle multicluster pour configurer l'équilibrage de charge multirégional devant plusieurs clusters Autopilot répartis sur deux régions.

Chiffrement TLS à partir du client, d'un équilibreur de charge et du maillage

Le schéma précédent montre comment les données circulent dans les scénarios d'entrée cloud et d'entrée de maillage. Pour en savoir plus, consultez l'explication du schéma d'architecture dans le document d'architecture de référence associé.

Objectifs

Déployez une paire de clusters GKE Autopilot sur Google Cloud dans la même flotte.
Déployez un Cloud Service Mesh basé sur Istio sur le même parc.
Configurez un équilibreur de charge à l'aide de GKE Gateway pour arrêter le trafic HTTPS public.
Dirigez le trafic HTTPS public directement vers les applications hébergées par Cloud Service Mesh et déployées dans plusieurs clusters et régions.
Déployer l'exemple d'application whereami sur les deux clusters Autopilot.

Optimisation des coûts

Dans ce document, vous utilisez les composants facturables de Google Cloudsuivants :

Obtenez une estimation des coûts en fonction de votre utilisation prévue à l'aide du simulateur de coût.

Les nouveaux utilisateurs de Google Cloud peuvent bénéficier d'un essai gratuit.

Une fois que vous avez terminé les tâches décrites dans ce document, supprimez les ressources que vous avez créées pour éviter que des frais vous soient facturés. Pour en savoir plus, consultez la section Effectuer un nettoyage.

Avant de commencer

In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.

Note: If you don't plan to keep the resources that you create in this procedure, create a project instead of selecting an existing project. After you finish these steps, you can delete the project, removing all resources associated with the project.

Go to project selector
Verify that billing is enabled for your Google Cloud project.
In the Google Cloud console, activate Cloud Shell.

Activate Cloud Shell

Vous exécutez toutes les commandes de terminal de ce déploiement depuis Cloud Shell.

Définissez votre projet Google Cloud par défaut :

export PROJECT=YOUR_PROJECT
export PROJECT_NUMBER=$(gcloud projects describe PROJECT_ID --format="value(projectNumber)")
gcloud config set project PROJECT_ID

Remplacez PROJECT_ID par l'ID du projet que vous souhaitez utiliser pour ce déploiement.

Créez un répertoire de travail :

mkdir -p ${HOME}/edge-to-mesh-multi-region
cd ${HOME}/edge-to-mesh-multi-region
export WORKDIR=`pwd`

Créer des clusters GKE

Dans cette section, vous allez créer des clusters GKE pour héberger les applications et l'infrastructure associée, que vous créerez plus tard dans ce guide de déploiement.

Dans Cloud Shell, créez un fichier kubeconfig. Cette étape vous permet de ne pas créer de conflit avec votre fichier kubeconfig (par défaut) existant.
```
touch edge2mesh_mr_kubeconfig
export KUBECONFIG=${WORKDIR}/edge2mesh_mr_kubeconfig
```

Définissez les variables d'environnement utilisées lors de la création des clusters GKE et des ressources qu'ils contiennent. Modifiez les choix de région par défaut en fonction de vos besoins.

export CLUSTER_1_NAME=edge-to-mesh-01
export CLUSTER_2_NAME=edge-to-mesh-02
export CLUSTER_1_REGION=us-central1
export CLUSTER_2_REGION=us-east4
export PUBLIC_ENDPOINT=frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog

Activez les API Google Cloud utilisées tout au long de ce guide :

gcloud services enable \
  container.googleapis.com \
  mesh.googleapis.com \
  gkehub.googleapis.com \
  multiclusterservicediscovery.googleapis.com \
  multiclusteringress.googleapis.com \
  trafficdirector.googleapis.com \
  certificatemanager.googleapis.com

Créez un cluster GKE Autopilot avec des nœuds privés dans CLUSTER_1_REGION. Utilisez l'option --async pour éviter d'attendre que le premier cluster soit provisionné et enregistré dans le parc :

gcloud container clusters create-auto --async \
${CLUSTER_1_NAME} --region ${CLUSTER_1_REGION} \
--release-channel rapid --labels mesh_id=proj-${PROJECT_NUMBER} \
--enable-private-nodes --enable-fleet

Créez et enregistrez un deuxième cluster Autopilot dans CLUSTER_2_REGION :

gcloud container clusters create-auto \
${CLUSTER_2_NAME} --region ${CLUSTER_2_REGION} \
--release-channel rapid --labels mesh_id=proj-${PROJECT_NUMBER} \
--enable-private-nodes --enable-fleet

Assurez-vous que les clusters sont en cours d'exécution. Un délai de 20 minutes peut être nécessaire avant que tous les clusters ne soient en cours d'exécution :

gcloud container clusters list

Le résultat ressemble à ce qui suit :

NAME             LOCATION     MASTER_VERSION  MASTER_IP       MACHINE_TYPE  NODE_VERSION    NUM_NODES  STATUS
edge-to-mesh-01  us-central1  1.27.5-gke.200  34.27.171.241   e2-small      1.27.5-gke.200             RUNNING
edge-to-mesh-02  us-east4     1.27.5-gke.200  35.236.204.156  e2-small      1.27.5-gke.200             RUNNING

Rassemblez les identifiants de CLUSTER_1_NAME. Vous avez créé CLUSTER_1_NAME de manière asynchrone afin de pouvoir exécuter des commandes supplémentaires pendant le provisionnement du cluster.
```
gcloud container clusters get-credentials ${CLUSTER_1_NAME} \
    --region ${CLUSTER_1_REGION}
```

Pour clarifier les noms des contextes Kubernetes, renommez-les avec les noms des clusters :

kubectl config rename-context gke_PROJECT_ID_${CLUSTER_1_REGION}_${CLUSTER_1_NAME} ${CLUSTER_1_NAME}
kubectl config rename-context gke_PROJECT_ID_${CLUSTER_2_REGION}_${CLUSTER_2_NAME} ${CLUSTER_2_NAME}

Installer un maillage de services

Dans cette section, vous configurez le service Cloud Service Mesh géré avec l'API Fleet. L'utilisation de l'API Fleet pour activer Cloud Service Mesh fournit une approche déclarative pour provisionner un maillage de services.

Dans Cloud Shell, activez Cloud Service Mesh sur le parc :
```
gcloud container fleet mesh enable
```

Activez la gestion automatique du plan de contrôle et du plan de données :

gcloud container fleet mesh update \
  --management automatic \
  --memberships ${CLUSTER_1_NAME},${CLUSTER_2_NAME}

Patientez 20 minutes environ. Vérifiez ensuite que l'état du plan de contrôle est ACTIVE :

gcloud container fleet mesh describe

Le résultat ressemble à ce qui suit :

createTime: '2023-11-30T19:23:21.713028916Z'
membershipSpecs:
  projects/603904278888/locations/us-central1/memberships/edge-to-mesh-01:
    mesh:
      management: MANAGEMENT_AUTOMATIC
  projects/603904278888/locations/us-east4/memberships/edge-to-mesh-02:
    mesh:
      management: MANAGEMENT_AUTOMATIC
membershipStates:
  projects/603904278888/locations/us-central1/memberships/edge-to-mesh-01:
    servicemesh:
      controlPlaneManagement:
        details:
        - code: REVISION_READY
          details: 'Ready: asm-managed-rapid'
        implementation: ISTIOD
        state: ACTIVE
      dataPlaneManagement:
        details:
        - code: OK
          details: Service is running.
        state: ACTIVE
    state:
     code: OK
      description: |-
        Revision ready for use: asm-managed-rapid.
        All Canonical Services have been reconciled successfully.
      updateTime: '2024-06-27T09:00:21.333579005Z'
  projects/603904278888/locations/us-east4/memberships/edge-to-mesh-02:
    servicemesh:
      controlPlaneManagement:
        details:
        - code: REVISION_READY
          details: 'Ready: asm-managed-rapid'
        implementation: ISTIOD
        state: ACTIVE
      dataPlaneManagement:
        details:
        - code: OK
          details: Service is running.
        state: ACTIVE
    state:
      code: OK
      description: |-
        Revision ready for use: asm-managed-rapid.
        All Canonical Services have been reconciled successfully.
      updateTime: '2024-06-27T09:00:24.674852751Z'
name: projects/e2m-private-test-01/locations/global/features/servicemesh
resourceState:
  state: ACTIVE
spec: {}
updateTime: '2024-06-04T17:16:28.730429993Z'

Déployer un équilibreur de charge d'application externe et créer des passerelles d'entrée

Dans cette section, vous allez déployer un équilibreur de charge d'application externe via le contrôleur GKE Gateway et créer des passerelles Ingress pour les deux clusters. Les ressources gateway et gatewayClass automatisent le provisionnement de l'équilibreur de charge et la vérification de l'état du backend. Pour fournir une terminaison TLS sur l'équilibreur de charge, vous devez créer des ressources Certificate Manager et les associer à l'équilibreur de charge. De plus, vous utilisez Cloud Endpoints pour provisionner automatiquement un nom DNS public pour l'application.

Installer une passerelle d'entrée sur les deux clusters

Pour des raisons de sécurité, nous vous recommandons de déployer la passerelle d'entrée dans un espace de noms différent du plan de contrôle maillé.

Dans Cloud Shell, créez un espace de noms asm-ingress dédié sur chaque cluster :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} create namespace asm-ingress
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} create namespace asm-ingress

Ajoutez un libellé d'espace de noms à l'espace de noms asm-ingress :
```
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} label namespace asm-ingress istio-injection=enabled
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} label namespace asm-ingress istio-injection=enabled
```
Le résultat ressemble à ce qui suit :
```
namespace/asm-ingress labeled
```
L'ajout d'un libellé istio-injection=enabled aux espaces de noms asm-ingress indique à Cloud Service Mesh d'injecter automatiquement des proxys side-car Envoy lors du déploiement d'un pod.
Générez un certificat autosigné pour une utilisation ultérieure :
```
openssl req -new -newkey rsa:4096 -days 365 -nodes -x509 \
 -subj "/CN=frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog/O=Edge2Mesh Inc" \
 -keyout ${WORKDIR}/frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog.key \
 -out ${WORKDIR}/frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog.crt
```
Le certificat fournit une couche de chiffrement supplémentaire entre l'équilibreur de charge et les passerelles d'entrée du maillage de services. Il permet également d'utiliser les protocoles basés sur HTTP/2, tels que gRPC. Les instructions pour associer le certificat autosigné aux passerelles d'entrée sont fournies plus loin dans Créer des ressources d'adresse IP externe, d'enregistrement DNS et de certificat TLS.

Pour en savoir plus sur les exigences liées au certificat de passerelle d'entrée, consultez Chiffrement entre l'équilibreur de charge et les backends.

Créez un secret Kubernetes sur chaque cluster pour stocker le certificat autosigné :

kubectl --context ${CLUSTER_1_NAME} -n asm-ingress create secret tls \
 edge2mesh-credential \
 --key=${WORKDIR}/frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog.key \
 --cert=${WORKDIR}/frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog.crt
kubectl --context ${CLUSTER_2_NAME} -n asm-ingress create secret tls \
 edge2mesh-credential \
 --key=${WORKDIR}/frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog.key \
 --cert=${WORKDIR}/frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog.crt

Pour procéder à l'intégration à l'équilibreur de charge d'application externe, créez une variante kustomize pour configurer les ressources de passerelle d'entrée :

mkdir -p ${WORKDIR}/asm-ig/base

cat <<EOF > ${WORKDIR}/asm-ig/base/kustomization.yaml
resources:
  - github.com/GoogleCloudPlatform/anthos-service-mesh-samples/docs/ingress-gateway-asm-manifests/base
EOF

mkdir ${WORKDIR}/asm-ig/variant

cat <<EOF > ${WORKDIR}/asm-ig/variant/role.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: Role
metadata:
  name: asm-ingressgateway
  namespace: asm-ingress
rules:
- apiGroups: [""]
  resources: ["secrets"]
  verbs: ["get", "watch", "list"]
EOF

cat <<EOF > ${WORKDIR}/asm-ig/variant/rolebinding.yaml
apiVersion: rbac.authorization.k8s.io/v1
kind: RoleBinding
metadata:
  name: asm-ingressgateway
  namespace: asm-ingress
roleRef:
  apiGroup: rbac.authorization.k8s.io
  kind: Role
  name: asm-ingressgateway
subjects:
  - kind: ServiceAccount
    name: asm-ingressgateway
EOF

cat <<EOF > ${WORKDIR}/asm-ig/variant/service-proto-type.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: asm-ingressgateway
  namespace: asm-ingress
spec:
  ports:
  - name: status-port
    port: 15021
    protocol: TCP
    targetPort: 15021
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 8080
    appProtocol: HTTP
  - name: https
    port: 443
    targetPort: 8443
    appProtocol: HTTP2
  type: ClusterIP
EOF

cat <<EOF > ${WORKDIR}/asm-ig/variant/gateway.yaml
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: Gateway
metadata:
  name: asm-ingressgateway
  namespace: asm-ingress
spec:
 servers:
  - port:
      number: 443
      name: https
      protocol: HTTPS
    hosts:
    - "*" # IMPORTANT: Must use wildcard here when using SSL, as SNI isn't passed from GFE
    tls:
      mode: SIMPLE
      credentialName: edge2mesh-credential
EOF

cat <<EOF > ${WORKDIR}/asm-ig/variant/kustomization.yaml
namespace: asm-ingress
resources:
- ../base
- role.yaml
- rolebinding.yaml
patches:
- path: service-proto-type.yaml
  target:
    kind: Service
- path: gateway.yaml
  target:
    kind: Gateway
EOF

Appliquez la configuration de la passerelle d'entrée aux deux clusters :

kubectl --context ${CLUSTER_1_NAME} apply -k ${WORKDIR}/asm-ig/variant
kubectl --context ${CLUSTER_2_NAME} apply -k ${WORKDIR}/asm-ig/variant

Exposer les pods de passerelle d'entrée à l'équilibreur de charge à l'aide d'un service multicluster

Dans cette section, vous allez exporter les pods de la passerelle d'entrée via une ressource personnalisée ServiceExport. Vous devez exporter les pods de la passerelle d'entrée via une ressource personnalisée ServiceExport pour les raisons suivantes :

Permet à l'équilibreur de charge d'adresser les pods de passerelle d'entrée sur plusieurs clusters.
Permet aux pods de passerelle d'entrée de transférer les requêtes vers les services exécutés dans le maillage de services.

Dans Cloud Shell, activez les services multiclusters (MCS) pour le parc :
```
gcloud container fleet multi-cluster-services enable
```

Accordez à MCS les autorisations IAM requises pour le projet ou le parc :

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
 --member "serviceAccount:PROJECT_ID.svc.id.goog[gke-mcs/gke-mcs-importer]" \
 --role "roles/compute.networkViewer"

Créez le fichier YAML ServiceExport :

cat <<EOF > ${WORKDIR}/svc_export.yaml
kind: ServiceExport
apiVersion: net.gke.io/v1
metadata:
  name: asm-ingressgateway
  namespace: asm-ingress
EOF

Appliquez le fichier YAML ServiceExport aux deux clusters :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -f ${WORKDIR}/svc_export.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -f ${WORKDIR}/svc_export.yaml

Si vous recevez le message d'erreur suivant, attendez quelques instants que les définitions de ressources personnalisées (CRD) MCS s'installent. Ensuite, réexécutez les commandes pour appliquer le fichier YAML ServiceExport aux deux clusters.

error: resource mapping not found for name: "asm-ingressgateway" namespace: "asm-ingress" from "svc_export.yaml": no matches for kind "ServiceExport" in version "net.gke.io/v1"
ensure CRDs are installed first

Créer des ressources d'adresse IP externe, d'enregistrement DNS et de certificat TLS

Dans cette section, vous allez créer des ressources réseau qui prennent en charge les ressources d'équilibrage de charge que vous créerez plus tard dans ce déploiement.

Dans Cloud Shell, réservez une adresse IP externe statique :
```
gcloud compute addresses create mcg-ip --global
```
Une adresse IP statique est utilisée par la ressource GKE Gateway. Elle permet à l'adresse IP de rester identique, même si l'équilibreur de charge externe est recréé.
Obtenez l'adresse IP statique et stockez-la en tant que variable d'environnement :
```
export MCG_IP=$(gcloud compute addresses describe mcg-ip --global --format "value(address)")
echo ${MCG_IP}
```
Pour créer un mappage stable et lisible avec votre adresse IP Gateway, vous devez disposer d'un enregistrement DNS public.

Vous pouvez utiliser le fournisseur DNS de votre choix et l'automatisation de votre choix. Ce déploiement utilise Endpoints au lieu de créer une zone DNS gérée. Endpoints offre un enregistrement DNS géré par Google gratuit pour une adresse IP externe.

Exécutez la commande suivante pour créer un fichier YAML nommé dns-spec.yaml :

cat <<EOF > ${WORKDIR}/dns-spec.yaml
swagger: "2.0"
info:
  description: "Cloud Endpoints DNS"
  title: "Cloud Endpoints DNS"
  version: "1.0.0"
paths: {}
host: "frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog"
x-google-endpoints:
- name: "frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog"
  target: "${MCG_IP}"
EOF

Le fichier dns-spec.yaml définit l'enregistrement DNS public sous la forme frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog, où PROJECT_ID est votre identifiant de projet unique.

Déployez le fichier dns-spec.yaml pour créer l'entrée DNS. Ce processus prend quelques minutes.
```
gcloud endpoints services deploy ${WORKDIR}/dns-spec.yaml
```
Créez un certificat à l'aide du gestionnaire de certificats pour le nom d'entrée DNS que vous avez créé à l'étape précédente :
```
gcloud certificate-manager certificates create mcg-cert \
    --domains="frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog"
```
Un certificat TLS géré par Google est utilisé pour mettre fin aux requêtes client entrantes au niveau de l'équilibreur de charge.
Créer un mappage de certificat
```
gcloud certificate-manager maps create mcg-cert-map
```
L'équilibreur de charge référence le certificat via l'entrée du mappage de certificats que vous allez créer à l'étape suivante.

Créez une entrée de mappage de certificat pour le certificat que vous avez créé précédemment dans cette section :

gcloud certificate-manager maps entries create mcg-cert-map-entry \
    --map="mcg-cert-map" \
    --certificates="mcg-cert" \
    --hostname="frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog"

Créer des règles de service de backend et des ressources d'équilibreur de charge

Dans cette section, vous allez effectuer les tâches suivantes :

Créez une stratégie de sécurité Cloud Armor avec des règles.
Créer une règle qui permet à l'équilibreur de charge de vérifier la réactivité des pods de la passerelle d'entrée via le fichier YAML ServiceExport que vous avez créé précédemment.
Utiliser l'API GKE Gateway pour créer une ressource d'équilibreur de charge.
Utiliser la ressource personnalisée GatewayClass pour définir le type d'équilibreur de charge spécifique.
Activer l'équilibrage de charge multicluster pour le parc et désigner l'un des clusters comme cluster de configuration pour le parc.

Dans Cloud Shell, créez une stratégie de sécurité Cloud Armor :

gcloud compute security-policies create edge-fw-policy \
    --description "Block XSS attacks"

Créer une règle pour votre stratégie de sécurité :

gcloud compute security-policies rules create 1000 \
    --security-policy edge-fw-policy \
    --expression "evaluatePreconfiguredExpr('xss-stable')" \
    --action "deny-403" \
    --description "XSS attack filtering"

Créez un fichier YAML pour la stratégie de sécurité et référencer le fichier YAML ServiceExport via un fichier YAML ServiceImport correspondant :

cat <<EOF > ${WORKDIR}/cloud-armor-backendpolicy.yaml
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: GCPBackendPolicy
metadata:
  name: cloud-armor-backendpolicy
  namespace: asm-ingress
spec:
  default:
    securityPolicy: edge-fw-policy
  targetRef:
    group: net.gke.io
    kind: ServiceImport
    name: asm-ingressgateway
EOF

Appliquez la stratégie Cloud Armor aux deux clusters :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -f ${WORKDIR}/cloud-armor-backendpolicy.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -f ${WORKDIR}/cloud-armor-backendpolicy.yaml

Créez un fichier YAML personnalisé qui permet à l'équilibreur de charge d'effectuer des vérifications d'état par rapport au point de terminaison d'état Envoy (port 15021 sur le chemin /healthz/ready) des pods de passerelle d'entrée dans les deux clusters :

cat <<EOF > ${WORKDIR}/ingress-gateway-healthcheck.yaml
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: HealthCheckPolicy
metadata:
  name: ingress-gateway-healthcheck
  namespace: asm-ingress
spec:
  default:
    config:
      httpHealthCheck:
        port: 15021
        portSpecification: USE_FIXED_PORT
        requestPath: /healthz/ready
      type: HTTP
  targetRef:
    group: net.gke.io
    kind: ServiceImport
    name: asm-ingressgateway
EOF

Appliquez le fichier YAML personnalisé que vous avez créé à l'étape précédente aux deux clusters :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -f ${WORKDIR}/ingress-gateway-healthcheck.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -f ${WORKDIR}/ingress-gateway-healthcheck.yaml

Activez l'équilibrage de charge multicluster pour le parc et désignez CLUSTER_1_NAME comme cluster de configuration :

gcloud container fleet ingress enable \
  --config-membership=${CLUSTER_1_NAME} \
  --location=${CLUSTER_1_REGION}

Accordez des autorisations IAM pour le contrôleur Gateway dans le parc :

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
    --member "serviceAccount:service-${PROJECT_NUMBER}@gcp-sa-multiclusteringress.iam.gserviceaccount.com" \
    --role "roles/container.admin"

Créez le fichier YAML de l'équilibreur de charge via une ressource personnalisée Gateway qui fait référence à gke-l7-global-external-managed-mc gatewayClass et à l'adresse IP statique que vous avez créée précédemment :

cat <<EOF > ${WORKDIR}/frontend-gateway.yaml
kind: Gateway
apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
metadata:
  name: external-http
  namespace: asm-ingress
  annotations:
    networking.gke.io/certmap: mcg-cert-map
spec:
  gatewayClassName: gke-l7-global-external-managed-mc
  listeners:
  - name: http # list the port only so we can redirect any incoming http requests to https
    protocol: HTTP
    port: 80
  - name: https
    protocol: HTTPS
    port: 443
    allowedRoutes:
      kinds:
      - kind: HTTPRoute
  addresses:
  - type: NamedAddress
    value: mcg-ip
EOF

Appliquez le fichier YAML frontend-gateway aux deux clusters. Seul CLUSTER_1_NAME fait autorité, sauf si vous désignez un autre cluster de configuration comme faisant autorité :
```
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -f ${WORKDIR}/frontend-gateway.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -f ${WORKDIR}/frontend-gateway.yaml
```

Créez un fichier YAML HTTPRoute appelé default-httproute.yaml qui indique à la ressource Gateway d'envoyer des requêtes aux passerelles d'entrée :

cat << EOF > ${WORKDIR}/default-httproute.yaml
apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
kind: HTTPRoute
metadata:
  name: default-httproute
  namespace: asm-ingress
spec:
  parentRefs:
  - name: external-http
    namespace: asm-ingress
    sectionName: https
  rules:
  - backendRefs:
    - group: net.gke.io
      kind: ServiceImport
      name: asm-ingressgateway
      port: 443
EOF

Appliquez le fichier YAML HTTPRoute que vous avez créé à l'étape précédente aux deux clusters :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -f ${WORKDIR}/default-httproute.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -f ${WORKDIR}/default-httproute.yaml

Pour effectuer des redirections HTTP vers HTTP(S), créez un fichier YAML HTTPRoute supplémentaire appelé default-httproute-redirect.yaml :

cat << EOF > ${WORKDIR}/default-httproute-redirect.yaml
kind: HTTPRoute
apiVersion: gateway.networking.k8s.io/v1
metadata:
  name: http-to-https-redirect-httproute
  namespace: asm-ingress
spec:
  parentRefs:
  - name: external-http
    namespace: asm-ingress
    sectionName: http
  rules:
  - filters:
    - type: RequestRedirect
      requestRedirect:
        scheme: https
        statusCode: 301
EOF

Appliquez le fichier YAML de redirection HTTPRoute aux deux clusters :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -f ${WORKDIR}/default-httproute-redirect.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -f ${WORKDIR}/default-httproute-redirect.yaml

Inspectez la ressource Gateway pour vérifier la progression du déploiement de l'équilibreur de charge :
```
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} describe gateway external-http -n asm-ingress
```
Le résultat affiche les informations que vous avez saisies dans cette section.

Déployer l'exemple d'application "whereami"

Ce guide utilise whereami comme exemple d'application pour fournir un retour direct sur les clusters qui répondent aux requêtes. La section suivante configure deux déploiements distincts sur les deux clusters : un déploiement frontend et un déploiement backend.

Le déploiement frontend est la première charge de travail à recevoir la requête. Il appelle ensuite le déploiement backend.

Ce modèle est utilisé pour illustrer une architecture d'application multiservice. Les services frontend et backend sont déployés sur les deux clusters.

Dans Cloud Shell, créez les espaces de noms pour un frontend et un backend whereami sur les deux clusters, puis activez l'injection d'espaces de noms :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} create ns frontend
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} label namespace frontend istio-injection=enabled
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} create ns backend
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} label namespace backend istio-injection=enabled
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} create ns frontend
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} label namespace frontend istio-injection=enabled
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} create ns backend
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} label namespace backend istio-injection=enabled

Créez une variante kustomize pour le backend whereami :

mkdir -p ${WORKDIR}/whereami-backend/base

cat <<EOF > ${WORKDIR}/whereami-backend/base/kustomization.yaml
resources:
  - github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples/quickstarts/whereami/k8s
EOF

mkdir ${WORKDIR}/whereami-backend/variant

cat <<EOF > ${WORKDIR}/whereami-backend/variant/cm-flag.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: whereami
data:
  BACKEND_ENABLED: "False" # assuming you don't want a chain of backend calls
  METADATA:        "backend"
EOF

cat <<EOF > ${WORKDIR}/whereami-backend/variant/service-type.yaml
apiVersion: "v1"
kind: "Service"
metadata:
  name: "whereami"
spec:
  type: ClusterIP
EOF

cat <<EOF > ${WORKDIR}/whereami-backend/variant/kustomization.yaml
nameSuffix: "-backend"
namespace: backend
commonLabels:
  app: whereami-backend
resources:
- ../base
patches:
- path: cm-flag.yaml
  target:
    kind: ConfigMap
- path: service-type.yaml
  target:
    kind: Service
EOF

Appliquez la variante backend whereami aux deux clusters :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -k ${WORKDIR}/whereami-backend/variant
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -k ${WORKDIR}/whereami-backend/variant

Créez une variante kustomize pour le frontend whereami :

mkdir -p ${WORKDIR}/whereami-frontend/base

cat <<EOF > ${WORKDIR}/whereami-frontend/base/kustomization.yaml
resources:
  - github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples/quickstarts/whereami/k8s
EOF

mkdir whereami-frontend/variant

cat <<EOF > ${WORKDIR}/whereami-frontend/variant/cm-flag.yaml
apiVersion: v1
kind: ConfigMap
metadata:
  name: whereami
data:
  BACKEND_ENABLED: "True"
  BACKEND_SERVICE: "http://whereami-backend.backend.svc.cluster.local"
EOF

cat <<EOF > ${WORKDIR}/whereami-frontend/variant/service-type.yaml
apiVersion: "v1"
kind: "Service"
metadata:
  name: "whereami"
spec:
  type: ClusterIP
EOF

cat <<EOF > ${WORKDIR}/whereami-frontend/variant/kustomization.yaml
nameSuffix: "-frontend"
namespace: frontend
commonLabels:
  app: whereami-frontend
resources:
- ../base
patches:
- path: cm-flag.yaml
  target:
    kind: ConfigMap
- path: service-type.yaml
  target:
    kind: Service
EOF

Appliquez la variante frontend whereami aux deux clusters :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -k ${WORKDIR}/whereami-frontend/variant
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -k ${WORKDIR}/whereami-frontend/variant

Créez un fichier YAML VirtualService pour acheminer les requêtes vers le frontend whereami :

cat << EOF > ${WORKDIR}/frontend-vs.yaml
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: VirtualService
metadata:
  name: whereami-vs
  namespace: frontend
spec:
  gateways:
  - asm-ingress/asm-ingressgateway
  hosts:
  - 'frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog'
  http:
  - route:
    - destination:
        host: whereami-frontend
        port:
          number: 80
EOF

Appliquez le fichier YAML frontend-vs aux deux clusters :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -f ${WORKDIR}/frontend-vs.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -f ${WORKDIR}/frontend-vs.yaml

Maintenant que vous avez déployé frontend-vs.yaml sur les deux clusters, essayez d'appeler le point de terminaison public de vos clusters :

curl -s https://frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog | jq

Le résultat ressemble à ce qui suit :

{
  "backend_result": {
    "cluster_name": "edge-to-mesh-02",
    "gce_instance_id": "8396338201253702608",
    "gce_service_account": "e2m-mcg-01.svc.id.goog",
    "host_header": "whereami-backend.backend.svc.cluster.local",
    "metadata": "backend",
    "node_name": "gk3-edge-to-mesh-02-pool-2-675f6abf-645h",
    "pod_ip": "10.124.0.199",
    "pod_name": "whereami-backend-7cbdfd788-8mmnq",
    "pod_name_emoji": "📸",
    "pod_namespace": "backend",
    "pod_service_account": "whereami-backend",
    "project_id": "e2m-mcg-01",
    "timestamp": "2023-12-01T03:46:24",
    "zone": "us-east4-b"
  },
  "cluster_name": "edge-to-mesh-01",
  "gce_instance_id": "1047264075324910451",
  "gce_service_account": "e2m-mcg-01.svc.id.goog",
  "host_header": "frontend.endpoints.e2m-mcg-01.cloud.goog",
  "metadata": "frontend",
  "node_name": "gk3-edge-to-mesh-01-pool-2-d687e3c0-5kf2",
  "pod_ip": "10.54.1.71",
  "pod_name": "whereami-frontend-69c4c867cb-dgg8t",
  "pod_name_emoji": "🪴",
  "pod_namespace": "frontend",
  "pod_service_account": "whereami-frontend",
  "project_id": "e2m-mcg-01",
  "timestamp": "2023-12-01T03:46:24",
  "zone": "us-central1-c"
}

Si vous exécutez la commande curl plusieurs fois, vous constaterez que les réponses (de frontend et backend) proviennent de différentes régions. Dans sa réponse, l'équilibreur de charge fournit un routage géographique. Cela signifie que l'équilibreur de charge achemine les requêtes du client vers le cluster actif le plus proche, mais que les requêtes arrivent toujours de manière aléatoire. Lorsque des requêtes passent occasionnellement d'une région à une autre, la latence et les coûts augmentent.

Dans la section suivante, vous allez implémenter l'équilibrage de charge local dans le maillage de services pour conserver les requêtes en local.

Activer et tester l'équilibrage de charge de la localité pour whereami

Dans cette section, vous allez implémenter l'équilibrage de charge local dans le maillage de services pour que les requêtes restent locales. Vous effectuez également des tests pour voir comment whereami gère différents scénarios d'échec.

Lorsque vous envoyez une requête au service frontend whereami, l'équilibreur de charge envoie la requête au cluster ayant la latence la plus faible par rapport au client. Cela signifie que les pods de passerelle d'entrée du réseau maillé équilibrent la charge des requêtes vers les pods frontend whereami sur les deux clusters. Cette section abordera ce problème en activant l'équilibrage de charge de localité dans le maillage.

Dans Cloud Shell, créez un fichier YAML DestinationRule qui active le basculement régional d'équilibrage de charge de la zone vers le service frontend :

cat << EOF > ${WORKDIR}/frontend-dr.yaml
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: DestinationRule
metadata:
  name: frontend
  namespace: frontend
spec:
  host: whereami-frontend.frontend.svc.cluster.local
  trafficPolicy:
    connectionPool:
      http:
        maxRequestsPerConnection: 0
    loadBalancer:
      simple: LEAST_REQUEST
      localityLbSetting:
        enabled: true
    outlierDetection:
      consecutive5xxErrors: 1
      interval: 1s
      baseEjectionTime: 1m
EOF

L'exemple de code précédent n'active le routage local que pour le service frontend. Vous avez également besoin d'une configuration supplémentaire pour gérer le backend.

Appliquez le fichier YAML frontend-dr aux deux clusters :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -f ${WORKDIR}/frontend-dr.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -f ${WORKDIR}/frontend-dr.yaml

Créez un fichier YAML DestinationRule qui active le basculement régional d'équilibrage de charge de la zone vers le service backend :

cat << EOF > ${WORKDIR}/backend-dr.yaml
apiVersion: networking.istio.io/v1beta1
kind: DestinationRule
metadata:
  name: backend
  namespace: backend
spec:
  host: whereami-backend.backend.svc.cluster.local
  trafficPolicy:
    connectionPool:
      http:
        maxRequestsPerConnection: 0
    loadBalancer:
      simple: LEAST_REQUEST
      localityLbSetting:
        enabled: true
    outlierDetection:
      consecutive5xxErrors: 1
      interval: 1s
      baseEjectionTime: 1m
EOF

Appliquez le fichier YAML backend-dr aux deux clusters :
```
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} apply -f ${WORKDIR}/backend-dr.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} apply -f ${WORKDIR}/backend-dr.yaml
```
Une fois les deux ensembles de fichiers YAML DestinationRule appliqués aux deux clusters, les requêtes restent locales au cluster vers lequel elles sont acheminées.

Pour tester le basculement du service frontend, réduisez le nombre d'instances répliquées de la passerelle d'entrée dans votre cluster principal.

Du point de vue de l'équilibreur de charge multirégional, cette action simule une défaillance de cluster. Cela entraîne l'échec des vérifications de l'état de l'équilibreur de charge de ce cluster. Cet exemple utilise le cluster dans CLUSTER_1_REGION. Vous ne devriez voir que les réponses du cluster dans CLUSTER_2_REGION.

Réduisez à zéro le nombre d'instances répliquées de la passerelle d'entrée de votre cluster principal, puis appelez le point de terminaison public pour vérifier que les requêtes ont basculé vers l'autre cluster :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} -n asm-ingress scale --replicas=0 deployment/asm-ingressgateway

La sortie doit ressembler à ceci :

$ curl -s https://frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog | jq
{
  "backend_result": {
    "cluster_name": "edge-to-mesh-02",
    "gce_instance_id": "2717459599837162415",
    "gce_service_account": "e2m-mcg-01.svc.id.goog",
    "host_header": "whereami-backend.backend.svc.cluster.local",
    "metadata": "backend",
    "node_name": "gk3-edge-to-mesh-02-pool-2-675f6abf-dxs2",
    "pod_ip": "10.124.1.7",
    "pod_name": "whereami-backend-7cbdfd788-mp8zv",
    "pod_name_emoji": "🏌🏽‍♀",
    "pod_namespace": "backend",
    "pod_service_account": "whereami-backend",
    "project_id": "e2m-mcg-01",
    "timestamp": "2023-12-01T05:41:18",
    "zone": "us-east4-b"
  },
  "cluster_name": "edge-to-mesh-02",
  "gce_instance_id": "6983018919754001204",
  "gce_service_account": "e2m-mcg-01.svc.id.goog",
  "host_header": "frontend.endpoints.e2m-mcg-01.cloud.goog",
  "metadata": "frontend",
  "node_name": "gk3-edge-to-mesh-02-pool-3-d42ddfbf-qmkn",
  "pod_ip": "10.124.1.142",
  "pod_name": "whereami-frontend-69c4c867cb-xf8db",
  "pod_name_emoji": "🏴",
  "pod_namespace": "frontend",
  "pod_service_account": "whereami-frontend",
  "project_id": "e2m-mcg-01",
  "timestamp": "2023-12-01T05:41:18",
  "zone": "us-east4-b"
}

Pour reprendre le routage du trafic standard, restaurez les instances répliquées de la passerelle d'entrée à la valeur d'origine dans le cluster :
```
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} -n asm-ingress scale --replicas=3 deployment/asm-ingressgateway
```
Simulez une défaillance du service backend en réduisant le nombre d'instances répliquées dans la région principale à 0 :
```
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} -n backend scale --replicas=0 deployment/whereami-backend
```
Vérifiez que les réponses du service frontend proviennent de la région principale us-central1 via l'équilibreur de charge et que les réponses du service backend proviennent de la région secondaire us-east4.

Le résultat doit également inclure une réponse pour le service frontend de la région principale (us-central1) et une réponse pour le service backend de la région secondaire (us-east4), comme prévu.
Restaurez les instances répliquées du service de backend à leur valeur d'origine pour reprendre le routage du trafic classique :
```
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} -n backend scale --replicas=3 deployment/whereami-backend
```

Vous disposez maintenant d'un équilibreur de charge HTTP(S) global servant d'interface à votre application multirégionale hébergée par le maillage de services.

Effectuer un nettoyage

Pour éviter que les ressources utilisées dans le cadre de ce déploiement soient facturées sur votre compte Google Cloud , supprimez le projet contenant les ressources, ou conservez le projet et supprimez les ressources individuelles.

Supprimer le projet

Attention : La suppression d'un projet a les effets suivants :

Tout le contenu du projet est supprimé. Si vous avez utilisé un projet existant pour les tâches décrites dans ce document et que vous le supprimez, vous supprimerez également tout autre travail effectué dans le projet.
Les ID de projets personnalisés sont perdus. Lorsque vous avez créé ce projet, vous avez peut-être créé un ID de projet personnalisé que vous souhaitez utiliser à l'avenir. Pour conserver les URL qui utilisent l'ID de projet, telle qu'une URL appspot.com, supprimez les ressources sélectionnées dans le projet au lieu de supprimer l'ensemble du projet.

Si vous envisagez d'explorer plusieurs architectures, tutoriels et guides de démarrage rapide, réutiliser des projets peut vous aider à ne pas dépasser les limites de quotas des projets.

In the Google Cloud console, go to the Manage resources page.
Go to Manage resources
In the project list, select the project that you want to delete, and then click Delete.
In the dialog, type the project ID, and then click Shut down to delete the project.

Supprimer les ressources individuelles

Si vous souhaitez conserver le projet Google Cloud que vous avez utilisé dans ce déploiement, supprimez les différentes ressources :

Dans Cloud Shell, supprimez les ressources HTTPRoute :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} delete -f ${WORKDIR}/default-httproute-redirect.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} delete -f ${WORKDIR}/default-httproute-redirect.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} delete -f ${WORKDIR}/default-httproute.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} delete -f ${WORKDIR}/default-httproute.yaml

Supprimez les ressources GKE Gateway :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} delete -f ${WORKDIR}/frontend-gateway.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} delete -f ${WORKDIR}/frontend-gateway.yaml

Supprimez les règles :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} delete -f ${WORKDIR}/ingress-gateway-healthcheck.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} delete -f ${WORKDIR}/ingress-gateway-healthcheck.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} delete -f ${WORKDIR}/cloud-armor-backendpolicy.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} delete -f ${WORKDIR}/cloud-armor-backendpolicy.yaml

Supprimez les exportations de service :

kubectl --context=${CLUSTER_1_NAME} delete -f ${WORKDIR}/svc_export.yaml
kubectl --context=${CLUSTER_2_NAME} delete -f ${WORKDIR}/svc_export.yaml

Supprimez les ressources Cloud Armor :

gcloud --project=PROJECT_ID compute security-policies rules delete 1000 --security-policy edge-fw-policy --quiet
gcloud --project=PROJECT_ID compute security-policies delete edge-fw-policy --quiet

Supprimez les ressources du gestionnaire de certificats :

gcloud --project=PROJECT_ID certificate-manager maps entries delete mcg-cert-map-entry --map="mcg-cert-map" --quiet
gcloud --project=PROJECT_ID certificate-manager maps delete mcg-cert-map --quiet
gcloud --project=PROJECT_ID certificate-manager certificates delete mcg-cert --quiet

Supprimez l'entrée Endpoints DNS :

gcloud --project=PROJECT_ID endpoints services delete "frontend.endpoints.PROJECT_ID.cloud.goog" --quiet

Supprimez l'adresse IP statique :

gcloud --project=PROJECT_ID compute addresses delete mcg-ip --global --quiet

Supprimez les clusters GKE Autopilot. Cette étape prend plusieurs minutes.

gcloud --project=PROJECT_ID container clusters delete ${CLUSTER_1_NAME} --region ${CLUSTER_1_REGION} --quiet
gcloud --project=PROJECT_ID container clusters delete ${CLUSTER_2_NAME} --region ${CLUSTER_2_REGION} --quiet

Étape suivante

Découvrez les autres fonctionnalités offertes par GKE Gateway que vous pouvez utiliser avec votre maillage de services.
Découvrez les différents types d'équilibrage de charge cloud disponibles pour GKE.
Découvrez les fonctionnalités proposées par Cloud Service Mesh.
Pour découvrir d'autres architectures de référence, schémas et bonnes pratiques, consultez le Cloud Architecture Center.

Contributeurs

Auteurs :

Alex Mattson | Ingénieur spécialiste des applications
Mark Chilvers | Ingénieur spécialiste des applications

Autres contributeurs :

Abdelfettah Sghiouar | Advocate pour les développeurs dans le cloud
Greg Bray | Ingénieur client
Paul Revello | Architecte de solutions cloud
Valavan Rajakumar | Architecte d'entreprise principal

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Architecture

Objectifs

Optimisation des coûts

Avant de commencer

Créer des clusters GKE

Installer un maillage de services

Déployer un équilibreur de charge d'application externe et créer des passerelles d'entrée

Installer une passerelle d'entrée sur les deux clusters

Exposer les pods de passerelle d'entrée à l'équilibreur de charge à l'aide d'un service multicluster

Créer des ressources d'adresse IP externe, d'enregistrement DNS et de certificat TLS

Créer des règles de service de backend et des ressources d'équilibreur de charge

Déployer l'exemple d'application "whereami"

Activer et tester l'équilibrage de charge de la localité pour whereami

Effectuer un nettoyage

Supprimer le projet

Supprimer les ressources individuelles

Étape suivante

Contributeurs

De la périphérie au réseau multicluster : déployez des applications distribuées à l'échelle mondiale via GKE Gateway et Cloud Service Mesh