Balanceamento de carga entre regiões com back-ends do Microsoft IIS

Neste tutorial, você aprenderá a usar o serviço de balanceador de carga HTTP(S) do Compute Engine para distribuir tráfego para servidores da Web dos Serviços de Informações da Internet (IIS, na sigla em inglês) da Microsoft em diferentes regiões do Compute Engine.

Cenário

Você precisa balancear a carga do tráfego para o site www.example.com. Você quer ter certeza de que as solicitações recebidas sejam roteadas para a região mais próxima e também quer se certificar de que, se houver falhas ou as instâncias em determinadas regiões alcançarem o limite da capacidade, o failover dessas solicitações seja feito para instâncias íntegras da região seguinte mais próxima.

A configuração para esse cenário usa um balanceador de carga HTTP(S) externo que recebe solicitações de um único endereço IP global. Esse endereço IP pode rotear cada solicitação recebida por tipo de conexão, ou seja, HTTP ou HTTPS. Para solicitações HTTPS, o balanceador de carga implementa a criptografia SSL/TLS entre o cliente que envia a solicitação e o balanceador de carga.

Veja no diagrama a seguir a arquitetura do balanceador de carga:

Balanceamento de carga entre regiões.

Observe que o balanceador de carga abrange diversos componentes para garantir o máximo de configurabilidade. Para uma descrição de cada componente, leia a Visão geral do balanceamento de carga HTTP(S).

Antes de começar

Neste tutorial, presumimos que você:

Configurar as instâncias de back-end

Nesta seção, você criará dois serviços de back-end em diferentes regiões. Cada serviço de back-end inclui duas instâncias de back-end, cada uma executando um servidor da Web Microsoft IIS no Windows Server 2012. Para evitar configurações manuais trabalhosas em cada servidor, crie uma imagem de disco com base em uma instância do servidor e use essa imagem para criar outras instâncias do servidor.

Criar a instância de imagem de origem

Para criar a instância a ser usada como uma imagem de origem:

  1. Na máquina Windows local, abra o PowerShell.
  2. Crie uma nova instância do Windows Server 2012 na região us-central1 e adicione as tags rdp-tag e www-tag à instância. Depois, ative o acesso externo à instância criando regras de firewall para essas tags:

    gcloud compute instances create src-img \
        --zone us-central1-f --image windows-2012-r2 \
        --tags rdp-tag,www-tag

Após criar a instância de imagem de origem, defina regras de firewall para acesso externo à instância:

  1. Crie uma regra de firewall que permita o acesso externo à porta 3389 em todas as instâncias com a tag rdp-tag. Essa regra permite que a instância de imagem de origem e quaisquer instâncias seguintes que usem a tag rdp-tag fiquem acessíveis para o RDP:

    gcloud compute firewall-rules create rdp-rule \
        --allow tcp:3389 --source-ranges 0.0.0.0/0 \
        --target-tags rdp-tag
  2. Crie outra regra de firewall que permita o acesso externo à porta 80 em todas as instâncias marcadas com www-tag. Essa regra permite o envio e o recebimento de tráfego HTTP na sua instância de imagem de origem e em quaisquer instâncias seguintes que usem a tag www-tag:

    gcloud compute firewall-rules create www-rule \
       --allow tcp:80 --source-ranges 0.0.0.0/0 \
       --target-tags www-tag

Configurar a instância de imagem de origem

Para configurar a nova instância de imagem de origem, crie um usuário do Windows na instância de imagem de origem e estabeleça uma conexão RDP:

  1. No Console do Google Cloud, acesse a página Instâncias de VM.

    Acessar instâncias de VM

  2. Clique no nome da instância da imagem de origem (src-img).

  3. Clique no botão Definir senha do Windows.

  4. Na caixa de diálogo Definir nova senha do Windows, adicione seu nome de usuário e clique em Definir para criar a conta de usuário na instância.

  5. Copie a senha fornecida e feche a caixa de diálogo.

  6. Na página da instância no Console, clique em RDP.

    • Se você tiver instalado a extensão Chrome RDP, a janela da extensão será aberta. Confirme se você quer se conectar à instância, insira o nome do usuário, a senha e clique em OK, para se conectar à instância.
    • Se você optar por não instalar a extensão Chrome RDP, terá a opção de fazer o download do arquivo RDP para sua instância. Use esse arquivo para se conectar à instância usando o Conexão de Área de Trabalho Remota do Windows ou o cliente de terceiros que preferir.

Depois de estabelecer uma conexão RDP com a instância de imagem de origem, instale o IIS e adicione uma página inicial padrão:

  1. Na instância de imagem de origem, abra o PowerShell como administrador.
  2. No PowerShell, cole o texto a seguir para instalar os serviços e as dependências do IIS:

    Dism /Online /Enable-Feature /FeatureName:IIS-WebServerRole /FeatureName:IIS-WebServer /FeatureName:IIS-StaticContent /FeatureName:IIS-DefaultDocument /FeatureName:IIS-DirectoryBrowsing /FeatureName:IIS-HttpErrors /FeatureName:IIS-HealthAndDiagnostics /FeatureName:IIS-HttpLogging /FeatureName:IIS-LoggingLibraries /FeatureName:IIS-RequestMonitor /FeatureName:IIS-Security /FeatureName:IIS-RequestFiltering /FeatureName:IIS-HttpCompressionStatic /FeatureName:IIS-WebServerManagementTools /FeatureName:IIS-ManagementConsole /FeatureName:WAS-WindowsActivationService /FeatureName:WAS-ProcessModel /FeatureName:WAS-NetFxEnvironment /FeatureName:WAS-ConfigurationAPI /All
  3. Depois que os serviços forem instalados, crie uma nova página inicial em C:\inetpub\wwwroot, o diretório da Web padrão do IIS:

    Echo '<!doctype html><html><body><h1>Hello World!</h1></body></html>' > C:\inetpub\wwwroot\index.html

Verificar se a instância de imagem de origem pode exibir conteúdo

No Console do Cloud, acesse a página Instâncias de VM.

Acessar instâncias de VM

Clique no IP externo da instância para verificar se ela está veiculando a página inicial que você criou anteriormente.

Criar uma imagem reutilizável do Windows Server 2012 a partir da instância de imagem de origem

Depois de verificar se a instância de imagem de origem está devidamente configurada e capaz de veicular conteúdo, crie uma imagem de disco reutilizável a partir do disco permanente raiz da instância:

  1. Na instância de imagem de origem, abra o PowerShell como administrador.
  2. Execute o comando a seguir para preparar o sistema para clonagem:

    GCESysprep

    Quando a operação GCESysprep for concluída, você será automaticamente desconectado da sessão RDP.

  3. Na máquina local, execute o comando a seguir para excluir a instância de origem e manter o disco permanente raiz:

    gcloud compute instances delete src-img --keep-disks boot
  4. Depois da exclusão da instância, crie uma imagem a partir do disco permanente raiz que você manteve:

    gcloud compute images create win-be-img \
       --source-disk src-img \
       --source-disk-zone us-central1-f

Criar um modelo de instância usando a imagem de origem

Usar a imagem de disco do servidor Windows configurado como a imagem de origem para um modelo de instância. Depois, você configurará dois grupos gerenciados de instâncias para usar esse modelo em novas instâncias.

Na máquina local, execute o seguinte comando para criar um modelo de instância que use win-be-img como a imagem de origem e rdp-tag e www-tag como tags de instância:

gcloud compute instance-templates create win-be-tmpl \
    --tags rdp-tag,www-tag \
    --image win-be-img

Criar um grupo de instâncias gerenciado para cada região

Em cada região, crie grupos gerenciados de instâncias. Depois de criados, cada grupo de instâncias é preenchido automaticamente com duas instâncias idênticas com base no modelo de instância que você definiu anteriormente. Configure o balanceador de carga para tratar esses grupos de instâncias como destinos de back-end.

Para criar os grupos de instância gerenciadas:

  1. Na máquina local, execute o seguinte comando para criar um grupo gerenciado de instâncias na zona us-central1-f e preenchê-lo automaticamente com duas instâncias idênticas:

    gcloud compute instance-groups managed create us-be-group \
       --base-instance-name us \
       --size 2 \
       --zone us-central1-f \
       --template win-be-tmpl
  2. Faça o mesmo na zona europe-west1-d:

    gcloud compute instance-groups managed create eu-be-group \
       --base-instance-name eu \
       --size 2 \
       --zone europe-west1-d \
       --template win-be-tmpl

Conferir se as instâncias de back-end estão em execução

  1. No Console do Cloud, acesse a página Instâncias de VM.

    Acessar instâncias de VM

  2. Clique no IP externo de cada back-end para conferir se ele está veiculando a página inicial que você criou anteriormente.

Criar e configurar o serviço de balanceamento de carga

O serviço de balanceamento de carga do Compute Engine é formado por vários componentes. Nesta seção, você criará esses componentes e fará a conexão deles.

  1. Na máquina local, execute o comando a seguir para criar uma verificação de integridade. O balanceador de carga usa essa verificação para avaliar a integridade das instâncias de back-end:

    gcloud compute http-health-checks create basic-check
  2. Crie um serviço de back-end:

    gcloud compute backend-services create be-srv \
       --protocol HTTP \
       --http-health-check basic-check
  3. Adicione seus grupos de instância como destinos para o serviço de back-end:

    gcloud beta compute backend-services add-backend be-srv \
       --instance-group us-be-group \
       --zone us-central1-f
    
    gcloud beta compute backend-services add-backend be-srv \
       --instance-group eu-be-group \
       --zone europe-west1-d
  4. Crie um mapa padrão de URLs para direcionar as solicitações recebidas para todas as instâncias:

    gcloud compute url-maps create lb-map --default-service be-srv
  5. Crie um recurso de certificado SSL. O balanceador de carga usa esse recurso para criptografar e descriptografar o tráfego.

    Se você tiver uma chave privada e um certificado SSL de uma autoridade de certificação, use-os para criar um recurso SSLCertificate executando o comando a seguir. Caso contrário, crie e use um certificado autoassinado para testes. Para mais informações, consulte Certificados SSL.

    Execute o comando a seguir para criar o recurso de certificado SSL.

    gcloud beta compute ssl-certificates create www-cert \
       --certificate CRT_FILE_PATH \
       --private-key KEY_FILE_PATH

    Substitua:

    • CRT_FILE_PATH: caminho do arquivo local do certificado.
    • KEY_FILE_PATH: caminho do arquivo da chave privada.
  6. Crie proxies HTTP e HTTPS de destino para encaminhar solicitações ao mapa de URLs. O proxy é a parte do balanceador de carga em que é armazenado o certificado SSL para balanceamento de carga HTTPS. Portanto, carregue também o certificado nesta etapa.

    gcloud compute target-http-proxies create http-lb-proxy \
       --url-map lb-map
    
    gcloud beta compute target-https-proxies create https-lb-proxy \
       --url-map lb-map \
       --ssl-certificate www-cert
  7. Para que o balanceador de carga receba tráfego de maneira confiável, é necessário atribuir um endereço IP estático global à regra de encaminhamento global do balanceador de carga.

    Para criar um recurso de IP estático global, execute o comando a seguir:

    gcloud compute addresses create lb-ip --global

    Anote o endereço IP.

  8. Crie duas regras de encaminhamento globais para lidar com as solicitações HTTP e HTTPS recebidas. Cada regra de encaminhamento envia tráfego para um dos proxies de destino que você criou, dependendo do endereço IP, protocolo IP e da porta que foram especificados.

    gcloud compute forwarding-rules create http-fwd-rule \
       --address LB_IP_ADDR \
       --global \
       --target-http-proxy http-lb-proxy \
       --port-range 80
    
    gcloud beta compute forwarding-rules create https-fwd-rule \
       --address LB_IP_ADDR \
       --global \
       --target-https-proxy https-lb-proxy \
       --port-range 443

    Substitua LB_IP_ADDR pelo endereço IP estático que você criou na etapa anterior.

Depois de criar as regras de encaminhamento globais, pode demorar vários minutos para a configuração se propagar. Para verificar o progresso da propagação, é possível monitorar a configuração no Console do Google Cloud ou executar o seguinte comando na máquina local:

gcloud compute backend-services get-health be-srv

Enviar tráfego para os back-ends

Agora que você configurou o serviço de balanceamento de carga, comece a enviar o tráfego para a regra de encaminhamento e veja a dispersão do tráfego para diferentes instâncias.

Envie o tráfego para seus back-ends da seguinte maneira:

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

    Acessar Balanceamento de carga

  2. Para ver sua página inicial padrão, clique nos endereços IP na coluna Tráfego de entrada.

Restringir o acesso aos back-ends

Após verificar se tudo está funcionando conforme o esperado, modifique as regras de firewall para que o tráfego HTTP ou HTTPS seja proveniente somente do seu serviço de balanceamento de carga:

  1. Na máquina local, execute o seguinte comando para atualizar a regra de firewall www-rule. Restrinja os IPs de origem permitidos para o intervalo 130.211.0.0/22, que corresponde ao intervalo de IPs da verificação de integridade do balanceamento de carga HTTP(S):

    gcloud compute firewall-rules update www-rule \
       --source-ranges 130.211.0.0/22 \
       --target-tags www-tag
  2. No Console do Cloud, acesse a página Instâncias de VM.

    Acessar instâncias de VM

  3. Clique em cada instância para verificar se ela agora está inacessível.

Simular uma interrupção

Para ver como uma carga é balanceada entre as instâncias íntegras, é possível simular a interrupção de uma ou mais instâncias em uma região.

Para impedir que uma instância receba solicitações adicionais:

  1. Estabeleça uma conexão RDP com a instância.
  2. Na instância, abra o PowerShell como administrador.
  3. Execute o comando a seguir para criar uma regra de firewall na instância. Este comando bloqueia o tráfego de verificação de integridade do verificador de integridade e impede todas as novas conexões HTTP do balanceador de carga para a instância:

    netsh advfirewall firewall add rule name="Outage Test" protocol=tcp dir=in localport=80 action=block remoteip=130.211.0.0/22
  4. Na máquina local, execute o comando a seguir para verificar se agora a instância informa um status UNHEALTHY:

    gcloud compute backend-services get-health be-srv
  5. Depois que a instância começar a informar um status UNHEALTHY, envie uma solicitação para o balanceador de carga. Só há a resposta de instâncias íntegras.

  6. Após concluir a simulação de uma interrupção, restaure a conectividade da instância excluindo a regra de firewall. Abra o PowerShell como administrador na instância não íntegra e execute o comando a seguir para excluir a regra:

    netsh advfirewall firewall delete rule name="Outage Test"

Limpar

Depois de concluir o tutorial sobre IIS da Microsoft, limpe os recursos criados no Google Cloud para que não consumam sua cota e não sejam cobrados no futuro. Veja como excluir e desativar esses recursos nas seções a seguir.

Excluir seu projeto do projeto do Cloud

O jeito mais fácil de evitar o faturamentos é excluindo o projeto criado para este tutorial.

Para excluir o projeto:

  1. No Console do Cloud, acesse a página Gerenciar recursos:

    Acessar "Gerenciar recursos"

  2. Na lista de projetos, selecione o projeto que você quer excluir e clique em Excluir .
  3. Na caixa de diálogo, digite o ID do projeto e clique em Encerrar para excluí-lo.

Excluir as instâncias

Para excluir uma instância do Compute Engine:

  1. No Console do Cloud, acesse a página Instâncias de VM.

    Acessar instâncias de VM

  2. Marque a caixa de seleção para instância que você quer excluir.
  3. Clique em Excluir para remover a instância.

Excluir os discos permanentes

Para excluir um disco do Compute Engine:

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

    Acessar "Discos"

  2. Marque a caixa de seleção do disco que você quer excluir.
  3. Clique em Excluir para remover o disco.

Próximas etapas

Leia mais sobre o uso do Windows no Compute Engine

Leia a documentação referente a instâncias do Windows no Compute Engine.

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