使用代管式实例组设置 Cloud CDN

Cloud CDN 利用 Google Cloud 全球外部 HTTP(S) 负载平衡器来提供路由、运行状况检查和任播 IP 支持。全球外部 HTTP(S) 负载平衡器可以有多个后端实例类型,并且您可以选择要为哪些后端(也称为源站)启用 Cloud CDN。

本设置指南介绍了如何创建外部 HTTP(S) 负载平衡器和启用了 Cloud CDN 的 Compute Engine 后端。负载平衡器具有以下资源:

本设置指南介绍了如何使用以下资源创建外部 HTTP(S) 负载平衡器和 Compute Engine 后端:

如果此示例与您的使用场景不匹配,请参阅以下页面之一:

如需了解一般概念,请参阅外部 HTTP(S) 负载平衡概览

负载平衡器拓扑

对于 HTTPS 负载平衡器,您需要创建如下图所示的配置。

具有 Compute Engine 后端的 HTTPS 负载平衡器(点击可放大)
具有 Compute Engine 后端的 HTTPS 负载平衡器(点击可放大)

对于 HTTP 负载平衡器,您需要创建如下图所示的配置。

具有 Compute Engine 后端的 HTTP 负载平衡器(点击可放大)
具有 Compute Engine 后端的 HTTP 负载平衡器(点击可放大)

图中的事件顺序如下所示:

  1. 客户端将内容请求发送到转发规则中定义的外部 IPv4 地址。
  2. 负载平衡器检查是否可以从缓存传送请求。如果可以,负载平衡器会将请求的内容从缓存中传送出去。否则,继续进行处理。

  3. 对于 HTTPS 负载平衡器,转发规则会将请求定向到目标 HTTPS 代理。

    对于 HTTP 负载平衡器,转发规则会将请求定向到目标 HTTP 代理。

  4. 目标代理使用网址映射中的规则确定单个后端服务接收所有请求。

  5. 负载平衡器确定后端服务只有一个实例组,并将请求定向到该组中的虚拟机实例。

  6. 该虚拟机提供用户请求的内容。

在启用了 Compute Engine 后端和 Cloud CDN 的情况下进行 HTTP(S) 负载平衡(点击可放大)
在启用了 Compute Engine 后端和 Cloud CDN 的情况下进行 HTTP(S) 负载平衡(点击可放大)

准备工作

确保您的设置符合前提条件。

设置 SSL 证书资源

对于 HTTPS 负载平衡器,按照以下说明创建 SSL 证书资源:

我们建议您使用 Google 管理的证书。

此示例假设您已有一个名为 www-ssl-cert 的 SSL 证书资源。

设置权限

为完成本指南中的步骤,您必须拥有在项目中创建 Compute Engine 实例、防火墙规则和预留 IP 地址的权限。您必须具有 Project Owner 或 Project Editor 角色,或者必须具有以下 Compute Engine IAM 角色

任务 所需角色
创建实例 Instance Admin
添加和移除防火墙规则 Security Admin
创建负载平衡器组件 Network Admin
创建项目(可选) Project Creator

如需了解详情,请参阅以下指南:

创建代管实例组

如需使用 Compute Engine 后端设置负载平衡器,您的虚拟机必须属于某个实例组。本指南介绍了如何创建由一组运行有 Apache 的 Linux 虚拟机组成的代管实例组,然后设置负载平衡。

这个代管式实例组提供运行外部 HTTP(S) 负载平衡器的后端服务器的虚拟机。出于演示目的,后端会传送其各自的主机名。

控制台

  1. 在 Google Cloud Console 中,转到实例组页面。

    转到“实例组”页面

  2. 点击创建实例组
  3. 在左侧选择新建代管实例组
  4. 对于名称,输入 lb-backend-example
  5. 位置下,选择单个地区
  6. 对于地区,选择您的首选地区。本示例使用 us-east1
  7. 对于地区,选择 us-east1-b
  8. 实例模板下,选择创建新的实例模板
  9. 对于名称,输入 lb-backend-template
  10. 确保启动磁盘已设置为 Debian 映像,例如 Debian GNU/Linux 9 (stretch)。本文中的说明使用仅 Debian 支持的命令,例如 apt-get
  11. 请勿配置防火墙选项。

    由于外部 HTTP(S) 负载平衡器是代理,因此您无需在防火墙下选择允许 HTTPS 流量允许 HTTP 流量。在配置防火墙规则中,您将为此负载平衡器创建唯一必要的防火墙规则。

  12. 管理、安全、磁盘、网络、单独租用下的管理标签页上,将以下脚本插入到启动脚本字段。

    #! /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
    
  13. 网络标签页上,添加网络标记 allow-health-check

  14. 点击保存并继续

  15. 自动扩缩模式下,选择不自动扩缩

  16. 实例数下,输入 2

  17. 如需创建新的实例组,请点击创建

gcloud

  1. 创建模板。

    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. 基于模板创建代管实例组。

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

向实例组添加已命名端口

对于您的实例组,定义一个 HTTP 服务并将端口名称映射到相关端口上。配置完成后,负载平衡服务会将流量转发到已命名的端口。

控制台

  1. 在 Google Cloud Console 中,转到实例组页面。

    转到“实例组”页面

  2. 点击实例组的名称(在此示例中为 lb-backend-example)。
  3. 在实例组的概览页面上,点击修改
  4. 点击指定端口名称映射
  5. 点击添加项目
  6. 对于端口名称,请输入 http。对于端口号,请输入 80
  7. 点击保存

gcloud

使用 gcloud compute instance-groups set-named-ports 命令。

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

配置防火墙规则

在此示例中,您将创建 fw-allow-health-check 防火墙规则。这是一种入站流量规则,允许来自 Google Cloud 运行状况检查系统(130.211.0.0/2235.191.0.0/16)的流量。此示例使用目标标记 allow-health-check 来标识虚拟机。

控制台

  1. 在 Google Cloud Console 中,转到防火墙页面。

    转到“防火墙”页面

  2. 点击创建防火墙规则以创建第二条防火墙规则。
  3. 对于名称,输入 fw-allow-health-check
  4. 网络下,选择默认
  5. 目标下,选择指定的目标标记
  6. 使用 allow-health-check 填充目标标记字段。
  7. 来源过滤条件设置为 IP 地址范围
  8. 来源 IP 地址范围设置为 130.211.0.0/2235.191.0.0/16
  9. 协议和端口下,选择指定的协议和端口
  10. 选中 tcp 复选框,然后输入端口号 80
  11. 点击创建

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

预留外部 IP 地址

现在您的实例已启动并正在运行,接下来请设置一个全局静态外部 IP 地址,以供客户用来访问您的负载平衡器。

控制台

  1. 在 Google Cloud Console 中,转到外部 IP 地址页面。

    转到“外部 IP 地址”页面

  2. 如需预留 IPv4 地址,请点击预留静态地址
  3. 对于名称,输入 lb-ipv4-1
  4. 网络服务层级设置为优质
  5. IP 版本设置为 IPv4
  6. 类型设置为全局
  7. 点击预留

gcloud

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

请记下预留的 IPv4 地址:

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

设置负载平衡器

在此示例中,您将在客户端和负载平衡器之间使用 HTTP 或 HTTPS。对于 HTTPS,您需要一个或多个 SSL 证书资源来配置代理。我们建议您使用 Google 管理的证书。

即使您在前端使用 HTTPS,也可以在后端使用 HTTP。Google 会自动对 Google Front End (GFE) 前端与 Google Cloud VPC 网络中的后端之间的流量进行加密

控制台

  1. 在 Google Cloud Console 中,转到负载平衡页面。

    转到“负载平衡”页面

  2. 点击创建负载平衡器
  3. HTTP(S) 负载平衡下,点击开始配置
  4. 选择从互联网到我的虚拟机,然后点击继续
  5. 对于负载平衡器名称,请输入 web-map-httpsweb-map-http 等内容。
  6. 点击后端配置
    1. 创建或选择后端服务和后端存储分区下,选择后端服务 > 创建后端服务
    2. 为您的后端服务添加名称,例如 web-backend-service
    3. 协议下,选择 HTTP
    4. 已命名端口中输入 http
    5. 后端 > 新后端 > 实例组中,选择您的实例组 lb-backend-example
    6. 端口号中输入 80
    7. 保留其他默认设置。
    8. 运行状况检查下,选择创建运行状况检查,然后为您的运行状况检查添加一个名称,例如 http-basic-check
    9. 将协议设置为 HTTP,然后点击保存并继续
    10. 选择启用 Cloud CDN
    11. 保留其他默认设置。
    12. 点击创建
  7. 主机和路径规则中,保留默认设置。
  8. 前端配置中,使用以下值:
    1. 协议设置为 HTTPSHTTP
    2. IP 地址设置为您之前创建的 lb-ipv4-1
    3. 确保将端口设置为 443 以允许 HTTPS 流量,或者设置为 80 以允许 HTTP 流量。
    4. 如果您选择 443,请点击证书下拉列表,并选择您的主要 SSL 证书。
    5. 点击完成
  9. 点击检查并最终确定
  10. 配置完负载平衡器后,点击创建
  11. 等待负载平衡器完成创建。
  12. 点击负载平衡器的名称。
  13. 负载平衡器详情屏幕上,记下负载平衡器的 IP:端口

gcloud

  1. 创建运行状况检查
    gcloud compute health-checks create http http-basic-check \
        --port 80
    
  2. 创建后端服务
    gcloud compute backend-services create web-backend-service \
        --protocol=HTTP \
        --port-name=http \
        --health-checks=http-basic-check \
        --global
    
  3. 将您的实例组作为后端添加到后端服务。
    gcloud compute backend-services add-backend web-backend-service \
        --instance-group=lb-backend-example \
        --instance-group-zone=us-east1-b \
        --global
    

设置 HTTPS 前端

对于 HTTP 负载平衡器,请跳过此部分。

  1. 对于 HTTPS,请创建网址映射以将传入请求路由到默认后端服务。
    gcloud compute url-maps create web-map-https \
        --default-service web-backend-service
    
  2. 对于 HTTPS,如果您尚未创建全球 SSL 证书资源,请创建该资源,如下所示:

    以下示例假定您已拥有一个名为 certificate-file 的证书文件和一个名为 private-key-file 的私钥文件。该示例将创建一个名为 www-ssl-cert 的 SSL 证书资源。

    gcloud compute ssl-certificates create www-ssl-cert \
        --certificate=certificate-file \
        --private-key=private-key-file \
        --global
    
  3. 对于 HTTPS,请创建一个目标 HTTPS 代理,将请求路由到您的网址映射。该代理是负载均衡器的一部分,具备用于 HTTPS 负载均衡器的 SSL 证书,因此您还可在本步骤中加载证书。
    gcloud compute target-https-proxies create https-lb-proxy \
        --url-map=web-map-https \
        --ssl-certificates=www-ssl-cert
    
  4. 对于 HTTPS,请创建一个全局转发规则,将传入请求路由到代理。
    gcloud compute forwarding-rules create https-content-rule \
        --address=lb-ipv4-1 \
        --global \
        --target-https-proxy=https-lb-proxy \
        --ports=443
    

设置 HTTP 前端

对于 HTTPS 负载平衡器,请跳过此部分。

  1. 对于 HTTP,请创建一个网址映射,将传入的请求路由到默认后端服务。
    gcloud compute url-maps create web-map-http \
        --default-service web-backend-service
    
  2. 对于 HTTP,请创建一个目标 HTTP 代理,将请求路由到您的网址映射。
    gcloud compute target-http-proxies create http-lb-proxy \
        --url-map=web-map-http
    
  3. 对于 HTTP,请创建一个全局转发规则,将传入请求路由到代理。
    gcloud compute forwarding-rules create http-content-rule \
        --address=lb-ipv4-1 \
        --global \
        --target-http-proxy=http-lb-proxy \
        --ports=80
    

启用 Cloud CDN

如果您在创建后端服务时尚未启用 Cloud CDN,请立即通过更新后端服务执行此操作:

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

CACHE_MODE 替换为以下项之一:

  • CACHE_All_STATIC:自动缓存静态内容。标记为不可缓存的响应(Cache-Control 响应标头中的 privateno-storeno-cache 指令)不会被缓存。为了缓存动态内容,内容必须具有有效的缓存标头。这是所有已启用 Cloud CDN 的新后端的默认行为

  • USE_ORIGIN_HEADERS(默认值):要求源站设置有效缓存标头以缓存内容。不带这些标头的响应不会在 Google 边缘缓存,且需要根据每个请求完成访问源站的完整行程,这可能会影响源服务器性能并增加其负载。这是所有已启用 Cloud CDN 的现有后端的默认行为

  • FORCE_CACHE_ALL:缓存所有内容,并忽略 Cache-Control 响应标头中的任何 privateno-storeno-cache 指令。这可能导致缓存特定于每位用户的(可识别用户个人身份信息的)非公开内容。您应仅在不会提供非公开内容或动态内容的后端(比如 Cloud Storage 存储分区)中启用此项设置。

如需自动从源站缓存静态响应,您可以使用 CACHE_ALL_STATIC 缓存模式设置。

如需使用 HTTP 缓存指令控制每个响应的可缓存性,请将缓存模式设置为使用源标头 (USE_ORIGIN_HEADERS)。如需了解 Cloud CDN 理解的缓存指令以及 Cloud CDN 未缓存的内容,请参阅可缓存的内容无法缓存的内容

如果您的源站没有提供任何基于用户的动态内容,则您可能需要缓存来自源站的所有响应。为此,请使用 FORCE_CACHE_ALL 模式。此模式会缓存所有响应,而无需考虑内容类型或缓存指令。

如果您在后端上启用 Cloud CDN 时没有明确选择缓存模式,则该 API 和 gcloud 命令行工具默认为 USE_ORIGIN_HEADERS,并且 Cloud Console 默认为 CACHE_ALL_STATIC

测试发送到您的实例的流量

现在负载平衡服务已运行,您可以将流量发送到转发规则并会发现流量被分散到不同的实例。

控制台

  1. 在 Google Cloud Console 中,转到负载平衡页面。

    转到“负载平衡”页面

  2. 点击您刚刚创建的负载平衡器。
  3. 后端部分中,确认虚拟机运行状况良好。运行状况良好列应该会填充相应信息,指示两个虚拟机运行状况都良好 (2/2)。否则,请先尝试重新加载页面。Cloud Console 可能需要一些时间才能指示虚拟机运行状况良好。如果几分钟后后端似乎仍运行状况不佳,请检查防火墙配置以及分配给后端虚拟机的网络标记。
  4. 对于 HTTPS,如果您要使用 Google 管理的证书,请确认证书资源的状态为“有效”。如需了解详情,请参阅 Google 管理的 SSL 证书资源状态
  5. 在 Cloud Console 显示后端实例运行状况良好后,您可使用网络浏览器转到 https://IP_ADDRESS(或 http://IP_ADDRESS),来测试您的负载平衡器。将 IP_ADDRESS 替换为负载平衡器的 IP 地址
  6. 如果您使用自签名证书来测试 HTTPS,您的浏览器将显示警告。您必须明确指示浏览器接受自签名证书。
  7. 您的浏览器应该会呈现一个页面,其中的内容显示提供该页面的实例的名称以及其可用区(例如,Page served from: lb-backend-example-xxxx)。如果您的浏览器未呈现此页面,请查看本指南中的配置设置。

停用 Cloud CDN

控制台

为单个后端服务停用 Cloud CDN

  1. 在 Google Cloud Console 中,转到 Cloud CDN 页面。

    转到 Cloud CDN 页面

  2. 在源站所在行的右侧,点击菜单 ,然后选择修改
  3. 取消选中您想要停止使用 Cloud CDN 的所有后端服务的复选框。
  4. 点击更新

为某个源站的所有后端服务移除 Cloud CDN

  1. 在 Cloud Console 中,转到 Cloud CDN 页面。

    转到 Cloud CDN 页面

  2. 在源站所在行的右侧,点击菜单 ,然后选择移除
  3. 点击移除进行确认。

gcloud

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

停用 Cloud CDN 后,系统不会使缓存失效或完全清除缓存。如果您停用然后重新启用 Cloud CDN,则大部分或所有缓存的内容仍可能会被缓存。为了防止内容通过缓存传送,您必须使该内容失效

后续步骤

  • 如需了解缓存的内容,请参阅缓存概览
  • 如需在 GKE 中使用 Cloud CDN,请参阅 Ingress 功能
  • 如需检查 Cloud CDN 是否正在从缓存传送响应,请参阅查看日志
  • 如需了解常见问题及解决方案,请参阅问题排查
  • 如需了解 Cloud CDN 的工作原理,请参阅 Cloud CDN 概览