Como configurar o Cloud CDN com um grupo de instâncias gerenciadas

O Cloud CDN aproveita os balanceadores de carga HTTP(S) globais do Google Cloud para fornecer suporte a roteamento, verificação de integridade e IP do Anycast. Os balanceadores de carga HTTP(S) externos globais podem ter vários tipos de instâncias de back-end, e é possível escolher quais back-ends (ou origens) serão ativados para o Cloud CDN.

Neste guia de configuração, mostraremos como criar um balanceador de carga HTTPS externo simples com o Cloud CDN ativado. O balanceador de carga tem os recursos a seguir:

Para um exemplo multirregional com base em conteúdo que inclui configuração de certificado SSL e IPv6, consulte Como configurar um balanceador de carga HTTPS externo multirregional com base em conteúdo.

Para conceitos gerais, consulte a Visão geral do balanceamento de carga HTTP(S) externo.

Se você estiver usando o GKE, o balanceador de carga normalmente será configurado pelo controlador Ingress do Kubernetes. Para mais informações, consulte Configuração do Ingress para balanceamento de carga externo.

Topologia de balanceadores de carga HTTPS

Neste guia, você criará a configuração ilustrada no diagrama a seguir.

Balanceamento de carga HTTPS simples (clique para ampliar)
Balanceamento de carga HTTPS simples (clique para ampliar)

A sequência de eventos no diagrama é a seguinte:

  1. Um cliente envia uma solicitação de conteúdo para o endereço IPv4 externo definido na regra de encaminhamento.
  2. O balanceador de carga verifica se a solicitação pode ser atendida pelo cache. Nesse caso, o balanceador de carga disponibiliza o conteúdo solicitado fora do cache. Caso contrário, o processamento continuará.
  3. A regra de encaminhamento direciona a solicitação para o proxy HTTPS de destino.
  4. O proxy de destino usa a regra no mapa de URLs para determinar que o único serviço de back-end receba todas as solicitações.
  5. O balanceador de carga determina que o serviço de back-end tenha apenas um grupo de instâncias e direciona a solicitação para uma instância de máquina virtual (VM) nesse grupo.
  6. A VM exibe o conteúdo solicitado pelo usuário.
Balanceamento de carga HTTP(S) simples com o Cloud CDN ativado (clique para ampliar)
Balanceamento de carga HTTP(S) simples com Cloud CDN ativado (clique para ampliar)

Antes de começar

Certifique-se de que sua configuração atenda aos pré-requisitos.

Configurar um recurso de certificado SSL

Crie um recurso de certificado SSL, conforme descrito a seguir:

Recomendamos o uso de um certificado gerenciado pelo Google.

Este exemplo pressupõe que você já tenha um recurso de certificado SSL chamado www-ssl-cert.

Configurar permissões

Para concluir as etapas neste guia, é preciso ter permissão para criar instâncias do Compute Engine, regras de firewall e endereços IP reservados em um projeto. Você precisa ter um papel de proprietário ou editor do projeto ou os seguintes papéis do IAM do Compute Engine.

Tarefa Papel necessário
Criar instâncias Administrador de instâncias
Adicionar e remover regras de firewall Administrador de segurança
Criar componentes do balanceador de carga Administrador de rede
Criar um projeto (opcional) Criador do projeto

Para mais informações, consulte estes guias:

Como criar um grupo de instâncias gerenciadas

Para configurar um balanceador de carga com um back-end do Compute Engine, suas VMs precisam estar em um grupo de instâncias. Neste guia, descrevemos como criar um grupo de instâncias gerenciadas usando VMs do Linux com o Apache em execução para, em seguida, configurar o balanceamento.

O grupo de instâncias gerenciadas fornece VMs que executam os servidores de back-end de um balanceador de carga HTTPS externo. Para fins de demonstração, os back-ends exibem os próprios nomes de host.

Console

  1. No Console do Google Cloud, acesse a página Grupos de instâncias.

    Acessar a página "Grupos de instâncias"

  2. Clique em Criar grupo de instâncias.
  3. À esquerda, escolha Novo grupo de instâncias gerenciadas.
  4. Em Nome, insira lb-backend-example.
  5. Em Local, selecione Única zona.
  6. Em Região, selecione a região de sua preferência. O exemplo usa us-east1.
  7. Em Zona, selecione us-east1-b.
  8. Em Modelo de instância, selecione Criar um novo modelo de instância.
  9. Em Nome, insira lb-backend-template.
  10. Certifique-se de que o disco de inicialização esteja configurado como uma imagem Debian. Por exemplo, Debian GNU/Linux 9 (stretch). Estas instruções usam comandos que estão disponíveis apenas no Debian, como apt-get.
  11. Na guia Gerenciamento, insira o seguinte script no campo Script de inicialização em Gerenciamento, segurança, discos, rede, locatário único.

    #! /bin/bash
    apt-get update
    apt-get install apache2 -y
    a2ensite default-ssl
    a2enmod ssl
    vm_hostname="$(curl -H "Metadata-Flavor:Google" \
    http://169.254.169.254/computeMetadata/v1/instance/name)"
    echo "Page served from: $vm_hostname" | \
    tee /var/www/html/index.html
    
  12. Na guia Rede, adicione as tags de rede: allow-health-check

  13. Clique em Salvar e continuar.

  14. Em Modo de escalonamento automático, selecione Não fazer escalonamento automático.

  15. Em Número de instâncias, insira 2.

  16. Para criar o novo grupo de instâncias, clique em Criar.

gcloud

  1. Crie o modelo.

    gcloud compute instance-templates create lb-backend-template \
       --region=us-east1 \
       --network=default \
       --subnet=default \
       --tags=allow-health-check \
       --image-family=debian-9 \
       --image-project=debian-cloud \
       --metadata=startup-script='#! /bin/bash
         apt-get update
         apt-get install apache2 -y
         a2ensite default-ssl
         a2enmod ssl
         vm_hostname="$(curl -H "Metadata-Flavor:Google" \
         http://169.254.169.254/computeMetadata/v1/instance/name)"
         echo "Page served from: $vm_hostname" | \
         tee /var/www/html/index.html
         systemctl restart apache2'
    
  2. Crie o grupo gerenciado de instâncias com base no modelo.

    gcloud compute instance-groups managed create lb-backend-example \
       --template=lb-backend-template --size=2 --zone=us-east1-b
    

Como adicionar uma porta nomeada ao grupo de instâncias

Para o grupo de instâncias, defina um serviço HTTP e associe um nome à porta relevante. Após a configuração do serviço de balanceamento de carga, o tráfego é encaminhado à porta nomeada.

Console

  1. No Console do Google Cloud, acesse a página Grupos de instâncias.

    Acessar a página "Grupos de instâncias"

  2. Clique no nome do grupo de instâncias (neste exemplo, lb-backend-example) e clique em Editar grupo.
  3. Clique em Especificar mapeamento de nomes de porta.
  4. Clique em Adicionar item.
  5. Para o nome da porta, insira http. Para o número da porta, insira 80.
  6. Clique em Salvar.

gcloud

Use o comando gcloud compute instance-groups set-named-ports.

gcloud compute instance-groups set-named-ports lb-backend-example \
    --named-ports http:80 \
    --zone us-east1-b

Como configurar uma regra de firewall

Neste exemplo, você criará a regra de firewall fw-allow-health-check. Essa é uma regra de entrada que permite o tráfego dos sistemas de verificação de integridade do Google Cloud (130.211.0.0/22 e 35.191.0.0/16). Este exemplo usa a tag de destino allow-health-check para identificar as VMs.

Console

  1. No Console do Google Cloud, acesse a página Firewall.

    Acesse a página "Firewall"

  2. Clique em Criar regra de firewall para gerar a segunda regra.
  3. Em Nome, insira fw-allow-health-check.
  4. Em Rede, selecione Default.
  5. Em Destinos, selecione Tags de destino especificadas.
  6. Preencha o campo Tags de destino com allow-health-check.
  7. Defina Filtro de origem como Intervalos de IP.
  8. Defina Intervalos IP de origem como 130.211.0.0/22 e 35.191.0.0/16.
  9. Em Protocolos e portas, selecione Portas e protocolos especificados.
  10. Marque a caixa de seleção tcp e digite 80 para os números de porta.
  11. Clique em Criar.

gcloud

gcloud compute firewall-rules create fw-allow-health-check \
    --network=default \
    --action=allow \
    --direction=ingress \
    --source-ranges=130.211.0.0/22,35.191.0.0/16 \
    --target-tags=allow-health-check \
    --rules=tcp:80

Como reservar um endereço IP externo

Agora que suas instâncias estão funcionando, configure um endereço IP externo, estático e global que seus clientes possam usar para alcançar seu balanceador de carga.

Console

  1. No Console do Google Cloud, acesse a página Endereços IP externos.

    Acessar a página "Endereços IP externos"

  2. Para reservar um endereço IPv4, clique em Reservar endereço estático.
  3. Em Nome, insira lb-ipv4-1.
  4. Defina o Nível de serviço de rede como Premium.
  5. Defina Versão IP como IPv4.
  6. Configure Tipo como Global.
  7. Clique em Reservar.

gcloud

gcloud compute addresses create lb-ipv4-1 \
    --ip-version=IPV4 \
    --global

Anote o endereço IPv4 que foi reservado:

gcloud compute addresses describe lb-ipv4-1 \
    --format="get(address)" \
    --global

Como configurar o balanceador de carga

Neste exemplo, você está usando HTTPS entre o cliente e o balanceador de carga. Portanto, é necessário um ou mais recursos de certificado SSL para configurar o proxy. Recomendamos o uso de um certificado gerenciado pelo Google.

Console

  1. No Console do Google Cloud, acesse a página Balanceamento de carga.

    Acessar a página "Balanceamento de carga"

  2. Clique em Criar balanceador de carga.
  3. Em Balanceamento de carga HTTP(S), clique em Iniciar configuração.
  4. Selecione Da Internet para minhas VMs e clique em Continuar.
  5. No campo Nome do balanceador de carga, insira web-map-https.
  6. Clique em Configuração de back-end.
    1. Em Criar ou selecionar serviços e buckets de back-end, selecione Serviços de back-end > Criar um serviço de back-end.
    2. Adicione um nome para o serviço de back-end, como web-backend-service.
    3. Em Protocolo, selecione HTTP.
    4. Em Porta nomeada, insira http.
    5. Em Back-ends > Novo back-end > Grupo de instâncias, selecione o grupo de instâncias, lb-backend-example.
    6. Em Número da porta, insira 80.
    7. Mantenha as outras configurações padrão.
    8. Em Verificação de integridade, selecione Criar uma verificação de integridade e adicione um nome para ela, como http-basic-check.
    9. Defina o protocolo como HTTP e clique em Salvar e continuar.
    10. Selecione Ativar Cloud CDN.
    11. Mantenha as outras configurações padrão.
    12. Clique em Criar.
  7. Em Regras de host e caminho, mantenha as configurações padrão.
  8. Em Configuração de front-end, use os seguintes valores:
    1. Defina Protocolo como HTTPS.
    2. Defina o endereço IP como lb-ipv4-1, que você criou antes.
    3. Verifique se Porta está definida como 443 para permitir o tráfego HTTPS.
    4. Clique na lista suspensa Certificado e selecione seu certificado SSL principal.
    5. Clique em Concluído.
  9. Clique em Analisar e finalizar.
  10. Quando terminar de configurar o balanceador de carga, clique em Criar.
  11. Aguarde o balanceador de carga ser criado.
  12. Clique no nome do balanceador de carga.
  13. Na tela Detalhes do balanceador de carga, anote o IP:Porta do balanceador de carga.

gcloud

  1. Crie uma verificação de integridade.
        gcloud compute health-checks create http http-basic-check \
            --port 80
        
  2. Crie um serviço de back-end.
        gcloud compute backend-services create web-backend-service \
            --protocol=HTTP \
            --port-name=http \
            --health-checks=http-basic-check \
            --global
        
  3. Inclua seu grupo de instâncias como back-end do serviço de back-end.
        gcloud compute backend-services add-backend web-backend-service \
            --instance-group=lb-backend-example \
            --instance-group-zone=us-east1-b \
            --global
        
  4. Crie um mapa de URLs para encaminhar as solicitações recebidas ao serviço de back-end padrão.
        gcloud compute url-maps create web-map-https \
            --default-service web-backend-service
        
  5. Se você ainda não o fez, crie o recurso global de certificado SSL, conforme mostrado em:

    O exemplo a seguir pressupõe que você já tem um arquivo de certificado chamado certificate-file e um arquivo de chave privada chamado private-key-file. O exemplo cria um recurso de certificado SSL chamado www-ssl-cert.

        gcloud compute ssl-certificates create www-ssl-cert \
            --certificate=certificate-file \
            --private-key=private-key-file \
            --global
        
  6. Crie um proxy de destino HTTPS para encaminhar solicitações ao mapa de URL. O proxy é a parte do balanceador de carga onde é armazenado o certificado SSL para balanceamento de carga HTTPS. Portanto, carregue também seu certificado nesta etapa.
        gcloud compute target-https-proxies create https-lb-proxy \
            --url-map web-map-https --ssl-certificates www-ssl-cert
        
  7. Crie uma regra de encaminhamento global para encaminhar as solicitações recebidas para o proxy.
        gcloud compute forwarding-rules create https-content-rule \
            --address=lb-ipv4-1\
            --global \
            --target-https-proxy=https-lb-proxy \
            --ports=443
        

Como ativar o Cloud CDN

Se você ainda não ativou o Cloud CDN quando criou o serviço de back-end, faça isso agora atualizando o serviço de back-end:

gcloud compute backend-services update web-backend-service \
    --enable-cdn \
    --cache-mode=CACHE_MODE

Substitua CACHE_MODE por um dos seguintes:

  • CACHE_All_STATIC: armazena automaticamente em cache o conteúdo estático. As respostas marcadas como não armazenáveis em cache (as diretivas private, no-store ou no-cache nos cabeçalhos de resposta Cache-Control) não são armazenadas. Para armazenar conteúdo dinâmico em cache, o conteúdo precisa ter cabeçalhos de cache válidos. Esse é o comportamento padrão para todos os back-ends novos ativados do Cloud CDN.

  • USE_ORIGIN_HEADERS (padrão): exige a origem para definir cabeçalhos de armazenamento em cache válidos para armazenar conteúdo em cache. As respostas sem esses cabeçalhos não são armazenadas em cache na borda do Google e exigem uma viagem completa à origem em todas as solicitações, o que pode afetar o desempenho e aumentar a carga no servidor de origem. Esse é o comportamento padrão para todos os back-ends existentes ativados do Cloud CDN.

  • FORCE_CACHE_ALL: armazena em cache todo o conteúdo, ignorando todas as diretivas private, no-store ou no-cache em cabeçalhos de resposta Cache-Control. Isso pode resultar no armazenamento em cache de conteúdo particular por usuário (identificação de usuários). Ative a função somente em back-ends que não exibem conteúdo particular ou dinâmico, como buckets do Cloud Storage.

Para armazenar em cache automaticamente as respostas estáticas da sua origem, use a configuração do modo de cache CACHE_ALL_STATIC.

Para controlar a capacidade de armazenamento em cache de cada resposta usando diretivas de cache HTTP, defina o modo de cache para usar cabeçalhos de origem (USE_ORIGIN_HEADERS). Para informações sobre as diretivas de cache que o Cloud CDN entende e o que não é armazenado em cache pelo Cloud CDN, consulte Conteúdo armazenável em cache e Conteúdo não armazenável em cache.

Se a origem não estiver exibindo conteúdo dinâmico por usuário, convém armazenar em cache todas as respostas da origem. Para fazer isso, use o modo FORCE_CACHE_ALL. Esse modo armazena em cache todas as respostas, não importa o tipo de conteúdo ou as diretivas de cache.

Se você não selecionar explicitamente um modo de cache ao ativar o Cloud CDN em um back-end, a API e a ferramenta de linha de comando gcloud serão padronizadas como USE_ORIGIN_HEADERS e o Console do Cloud será padronizado como CACHE_ALL_STATIC.

Como testar o tráfego enviado às instâncias

Agora que o serviço de balanceamento de carga está em execução, é possível enviar o tráfego para a regra de encaminhamento e observar como ele será distribuído em várias instâncias.

Console

  1. No Console do Google Cloud, acesse a página Balanceamento de carga.

    Acessar a página "Balanceamento de carga"

  2. Clique no balanceador de carga que você acabou de criar.
  3. Na seção Back-end, confirme se as VMs estão íntegras. A coluna Integridade deve estar preenchida, indicando que ambas as VMs estão íntegras (2/2). Caso contrário, primeiro tente recarregar a página. Pode levar alguns instantes para o Console do Cloud indicar que as VMs estão íntegras. Se os back-ends não aparecerem íntegros depois de alguns minutos, revise a configuração do firewall e a tag de rede atribuída às suas VMs de back-end.
  4. Se você usa um certificado gerenciado pelo Google, confirme se o status do recurso do certificado é "ATIVO". Para mais informações, consulte Status do recurso de certificado SSL gerenciado pelo Google.
  5. Depois que o Console do Cloud mostrar que as instâncias de back-end estão íntegras, teste o balanceador de carga usando um navegador da Web acessando https://IP_ADDRESS. Substitua IP_ADDRESS pelo endereço IP do balanceador de carga.
  6. Caso você tenha usado um certificado autoassinado durante o teste, o navegador exibirá um aviso. É preciso conceder permissão explícita para que seu navegador aceite um certificado autoassinado.
  7. Seu navegador deve renderizar uma página que mostre o nome da instância que a exibiu e a zona (por exemplo, Page served from: lb-backend-example-xxxx). Caso seu navegador não renderize essa página, revise as configurações mostradas neste guia.

Como desativar o Cloud CDN

Console

Desative o Cloud CDN para um único serviço de back-end

  1. No Console do Google Cloud, acesse a página do Cloud CDN.

    Acessar a página do Cloud CDN

  2. No lado direito da linha de origem, clique emMenu e selecione Editar.
  3. Desmarque as caixas de seleção dos serviços de back-end que você não quer mais que usem o Cloud CDN.
  4. Clique em Atualizar.

Remova o Cloud CDN de todos os serviços de back-end de uma origem

  1. No Console do Cloud, acesse a página do Cloud CDN.

    Acessar a página do Cloud CDN

  2. No lado direito da linha de origem, clique em Menu e selecione Remover.
  3. Para confirmar, clique em Remover.

gcloud

gcloud compute backend-services update BACKEND_SERVICE_NAME \
    --no-enable-cdn

A desativação do Cloud CDN não invalida ou limpa os caches. Se você desativar e, em seguida, reativar o Cloud CDN, a maior parte do seu conteúdo em cache talvez ainda esteja armazenada. Para impedir que o conteúdo seja disponibilizado a partir do cache, é necessário invalidar esse conteúdo.

A seguir