ゾーン NEG を使用して内部パススルーネットワークロードバランサを設定する

このガイドでは、ゾーンネットワークエンドポイントグループ（NEG）バックエンドを使用した内部パススルーネットワークロードバランサをデプロイする方法を説明します。ゾーン NEG は、1 つのサブネット内の Google Cloud リソースの IP アドレスまたは IP アドレス / ポートの組み合わせのコレクションに相当するゾーンのリソースです。NEG を使用すると、VM 全体ではなく、ソフトウェアサービスを表す IP アドレスまたは IP アドレス / ポートの組み合わせの論理グループを作成できます。

このガイドに進む前に、次の内容を理解しておいてください。

内部パススルーネットワークロードバランサは、GCE_VM_IP エンドポイントを含むゾーン NEG のみをサポートします。

権限

このガイドを使用する前に、インスタンスを作成し、プロジェクト内のネットワークを変更しておく必要があります。そのためにはプロジェクトのオーナーまたは編集者であるか、次の Compute Engine IAM のロールがすべて必要です。

タスク	必要な役割
ネットワーク、サブネット、ロードバランサコンポーネントの作成	ネットワーク管理者
ファイアウォールルールの追加と削除	セキュリティ管理者
インスタンスの作成	Compute インスタンス管理者

詳細については、次のガイドをご覧ください。

設定の概要

このガイドでは、GCE_VM_IP ゾーン NEG バックエンドを使用して内部パススルーネットワークロードバランサを構成してテストする方法について説明します。このセクションでは、以下の構成方法について説明します。

カスタムサブネットを持つ lb-network という名前のサンプル VPC ネットワーク
バックエンド VM への受信接続を許可するファイアウォールルール
4 つの VM。
- ゾーン us-west1-a 内に VM vm-a1 と vm-a2
- ゾーン us-west1-c 内に VM vm-c1 と vm-c2
2 つのバックエンドゾーン NEG（ゾーン us-west1-a 内に neg-a、ゾーン us-west1-c 内に neg-c）。各 NEG には次のエンドポイントがあります。
- neg-a には、次の 2 つのエンドポイントが含まれています。
  - VM vm-a1 の内部 IP アドレス
  - VM vm-a2 の内部 IP アドレス
- neg-c には、次の 2 つのエンドポイントが含まれています。
  - VM vm-c1 の内部 IP アドレス
  - VM vm-c2 の内部 IP アドレス
us-west1-a 内で接続テストに使用する 1 台のクライアント VM（vm-client）
次の内部パススルーネットワークロードバランサのコンポーネント:
- us-west1 リージョンの内部バックエンドサービス。2 つのゾーン NEG への接続分散を管理します。
- ロードバランサのフロントエンドの内部転送ルールと内部 IP アドレス

この例のアーキテクチャは次のようになります。

ネットワーク、リージョン、サブネットを構成する

このページで説明されているサンプルの内部パススルーネットワークロードバランサは、lb-network という名前のカスタムモード VPC ネットワークで作成されています。

この例のバックエンド VM とゾーン NEG、ロードバランサのコンポーネントは、次のリージョンとサブネットに存在します。

リージョン: us-west1
サブネット: lb-subnet（プライマリ IP アドレス範囲は 10.1.2.0/24）

サンプルのネットワークとサブネットを作成する手順は次のとおりです。

コンソール

Google Cloud コンソールで [VPC ネットワーク] ページに移動します。
[VPC ネットワーク] ページに移動
[VPC ネットワークを作成] をクリックします。
[名前] に「lb-network」を入力します。
[サブネット] セクションで次の設定を行います。
- [サブネット作成モード] を [カスタム] に設定します。
- [新しいサブネット] セクションに、次の情報を入力します。
  - 名前: lb-subnet
  - リージョン: us-west1
  - IP アドレス範囲: 10.1.2.0/24
  - [完了] をクリックします。
[作成] をクリックします。

gcloud

カスタム VPC ネットワークを作成します。

gcloud compute networks create lb-network --subnet-mode=custom

lb-network ネットワーク内に、us-west1 リージョンのバックエンド VM のサブネットを作成します。

gcloud compute networks subnets create lb-subnet \
    --network=lb-network \
    --range=10.1.2.0/24 \
    --region=us-west1

ファイアウォールルールを構成する

この例では、次のファイアウォールルールを使用します。

fw-allow-lb-access: VPC ネットワーク内のすべてのターゲットに適用される上り（内向き）ルールで、10.1.2.0/24 の範囲の送信元からのトラフィックを許可します。このルールは、lb-subnet にあるクライアントからの受信トラフィックを許可します。
fw-allow-ssh: 負荷分散されたインスタンスに適用される上り（内向き）ルール。任意のアドレスから TCP ポート 22 への SSH 接続が許可されます。このルールには、送信元 IP 範囲をより限定的に指定できます。たとえば、SSH セッションを開始するシステムの IP 範囲のみを許可するように指定できます。この例では、ターゲットタグ allow-ssh を使用して、適用する VM を識別させています。

これらのファイアウォールルールがない場合は、デフォルトの上り（内向き）拒否ルールによってバックエンドインスタンスへの受信トラフィックがブロックされます。

コンソール

Google Cloud コンソールで [ファイアウォールポリシー] ページに移動します。
[ファイアウォールポリシー] に移動
[ファイアウォールルールを作成] をクリックして次の情報を入力し、サブネットトラフィックを許可するルールを作成します。
- 名前: fw-allow-lb-access
- ネットワーク: lb-network
- 優先度: 1000
- トラフィックの方向: 上り（内向き）
- 一致したときのアクション: 許可
- ターゲット: ネットワーク内のすべてのインスタンス
- ソースフィルタ: IPv4 の範囲
- 送信元 IPv4 範囲: 10.1.2.0/24
- プロトコルとポート: すべて許可
[作成] をクリックします。
[ファイアウォールルールを作成] を再度クリックして、SSH 接続の受信を許可するルールを作成します。
- 名前: fw-allow-ssh
- ネットワーク: lb-network
- 優先度: 1000
- トラフィックの方向: 上り（内向き）
- 一致したときのアクション: 許可
- ターゲット: 指定されたターゲットタグ
- ターゲットタグ: allow-ssh
- ソースフィルタ: IPv4 の範囲
- 送信元 IPv4 範囲: 0.0.0.0/0
- プロトコルとポート: 指定されたプロトコルとポートを選択してから、tcp:22 のように入力します。
[作成] をクリックします。
[ファイアウォールルールを作成] をもう一度クリックして、Google Cloud ヘルスチェックを許可するルールを作成します。
- 名前: fw-allow-health-check
- ネットワーク: lb-network
- 優先度: 1000
- トラフィックの方向: 上り（内向き）
- 一致したときのアクション: 許可
- ターゲット: 指定されたターゲットタグ
- ターゲットタグ: allow-health-check
- ソースフィルタ: IPv4 の範囲
- 送信元 IPv4 範囲: 130.211.0.0/22 と 35.191.0.0/16
- プロトコルとポート: すべて許可
[作成] をクリックします。

gcloud

fw-allow-lb-access ファイアウォールルールを作成して、サブネットとの通信を許可します。

gcloud compute firewall-rules create fw-allow-lb-access \
    --network=lb-network \
    --action=allow \
    --direction=ingress \
    --source-ranges=10.1.2.0/24 \
    --rules=tcp,udp,icmp

ネットワークタグ allow-ssh を使用して、VM との SSH 接続を許可する fw-allow-ssh ファイアウォールルールを作成します。source-ranges を省略すると、Google Cloud は任意の送信元を対象とするものとしてルールを解釈します。
```
gcloud compute firewall-rules create fw-allow-ssh \
    --network=lb-network \
    --action=allow \
    --direction=ingress \
    --target-tags=allow-ssh \
    --rules=tcp:22
```

Google Cloud ヘルスチェックを許可する fw-allow-health-check ルールを作成します。

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

NEG バックエンドを作成する

内部パススルーネットワークロードバランサのリージョン特性を示すために、この例では、2 つのゾーン NEG バックエンド（neg-a と neg-c）をゾーン us-west1-a と us- west1-c で使用します。トラフィックは、両方の NEG 間および各 NEG 内のエンドポイント間でロードバランスされます。

VM を作成する

この例をサポートするために、4 つの VM はそれぞれ、TCP ポート 80、8008、8080、8088、443、8443 をリッスンする Apache ウェブサーバーを実行します。

lb-subnet の内部 IP アドレスと外部（公開）エフェメラル IP アドレスがそれぞれの VM に割り当てられます。外部 IP アドレスは後で削除できます。

バックエンド VM には外部 IP アドレスは必要ありません。ただし、外部 IP アドレスにより VM がインターネットから Apache をダウンロードでき、SSH 経由の接続が可能なため、この例では外部 IP アドレスがあると便利です。デフォルトでは、Apache は任意の IP アドレスにバインドされます。内部パススルーネットワークロードバランサは、宛先 IP を保持してパケットを配信します。

バックエンド VM で動作中のサーバーソフトウェアが、ロードバランサの内部転送ルールの IP アドレスをリッスンしていることを確認してください。

説明を簡単にするため、これらのバックエンド VM では Debian GNU Linux 10 を実行します。

コンソール

VM を作成する

Google Cloud コンソールの [VM インスタンス] ページに移動します。
[VM インスタンス] ページに移動
次の手順を繰り返し、4 つの VM を作成します。次の名前とゾーンの組み合わせを使用します。
- 名前: vm-a1、ゾーン: us-west1-a
- 名前: vm-a2、ゾーン: us-west1-a
- 名前: vm-c1、ゾーン: us-west1-c
- 名前: vm-c2、ゾーン: us-west1-c
[インスタンスを作成] をクリックします。
ステップ 2 に示したように [名前] を設定します。
[リージョン] には、us-west1 を選択し、手順 2 に示したゾーンを選択します。
[ブートディスク] セクションで、ブートディスクオプションに Debian オペレーティングシステムと 10 (buster) バージョンが選択されていることを確認します。必要に応じてイメージを変更するには、[選択] をクリックします。

[詳細オプション] をクリックして、次の変更を行います。

[ネットワーク] をクリックして、ネットワークタグ allow-ssh と allow-health-check を追加します。
[ネットワークインターフェース] にある編集ボタン edit をクリックして、次の変更を行い、[完了] をクリックします。
- ネットワーク: lb-network
- サブネット: lb-subnet
- プライマリ内部 IP: エフェメラル（自動）
- 外部 IP: エフェメラル

[管理] をクリックします。[起動スクリプト] フィールドに、次のスクリプトの内容をコピーして貼り付けます。スクリプトの内容は 4 つの VM ですべて同じです。

#! /bin/bash
if [ -f /etc/startup_script_completed ]; then
exit 0
fi
apt-get update
apt-get install apache2 -y
a2ensite default-ssl
a2enmod ssl
file_ports="/etc/apache2/ports.conf"
file_http_site="/etc/apache2/sites-available/000-default.conf"
file_https_site="/etc/apache2/sites-available/default-ssl.conf"
http_listen_prts="Listen 80\nListen 8008\nListen 8080\nListen 8088"
http_vh_prts="*:80 *:8008 *:8080 *:8088"
https_listen_prts="Listen 443\nListen 8443"
https_vh_prts="*:443 *:8443"
vm_hostname="$(curl -H "Metadata-Flavor:Google" \
http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/name)"
echo "Page served from: $vm_hostname" | \
tee /var/www/html/index.html
echo "Page served from: $vm_hostname" | \
tee /var/www/html/index.html
prt_conf="$(cat "$file_ports")"
prt_conf_2="$(echo "$prt_conf" | sed "s|Listen 80|${http_listen_prts}|")"
prt_conf="$(echo "$prt_conf_2" | sed "s|Listen 443|${https_listen_prts}|")"
echo "$prt_conf" | tee "$file_ports"
http_site_conf="$(cat "$file_http_site")"
http_site_conf_2="$(echo "$http_site_conf" | sed "s|*:80|${http_vh_prts}|")"
echo "$http_site_conf_2" | tee "$file_http_site"
https_site_conf="$(cat "$file_https_site")"
https_site_conf_2="$(echo "$https_site_conf" | sed "s|_default_:443|${https_vh_prts}|")"
echo "$https_site_conf_2" | tee "$file_https_site"
systemctl restart apache2
touch /etc/startup_script_completed

[作成] をクリックします。

gcloud

次の [VM-NAME] と [ZONE] の 4 つの組み合わせを使用して、下のコマンドを 4 回実行して 4 つの VM を作成します。スクリプトの内容は 4 つの VM ですべて同じです。

vm-a1 の [VM-NAME] と us-west1-a の [ZONE]
vm-a2 の [VM-NAME] と us-west1-a の [ZONE]
vm-c1 の [VM-NAME] と us-west1-c の [ZONE]

vm-c2 の [VM-NAME] と us-west1-c の [ZONE]

gcloud compute instances create VM-NAME \
    --zone=ZONE \
    --image-family=debian-10 \
    --image-project=debian-cloud \
    --tags=allow-ssh,allow-health-check \
    --subnet=lb-subnet \
    --metadata=startup-script='#! /bin/bash
if [ -f /etc/startup_script_completed ]; then
exit 0
fi
apt-get update
apt-get install apache2 -y
a2ensite default-ssl
a2enmod ssl
file_ports="/etc/apache2/ports.conf"
file_http_site="/etc/apache2/sites-available/000-default.conf"
file_https_site="/etc/apache2/sites-available/default-ssl.conf"
http_listen_prts="Listen 80\nListen 8008\nListen 8080\nListen 8088"
http_vh_prts="*:80 *:8008 *:8080 *:8088"
https_listen_prts="Listen 443\nListen 8443"
https_vh_prts="*:443 *:8443"
vm_hostname="$(curl -H "Metadata-Flavor:Google" \
http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/name)"
echo "Page served from: $vm_hostname" | \
tee /var/www/html/index.html
prt_conf="$(cat "$file_ports")"
prt_conf_2="$(echo "$prt_conf" | sed "s|Listen 80|${http_listen_prts}|")"
prt_conf="$(echo "$prt_conf_2" | sed "s|Listen 443|${https_listen_prts}|")"
echo "$prt_conf" | tee "$file_ports"
http_site_conf="$(cat "$file_http_site")"
http_site_conf_2="$(echo "$http_site_conf" | sed "s|*:80|${http_vh_prts}|")"
echo "$http_site_conf_2" | tee "$file_http_site"
https_site_conf="$(cat "$file_https_site")"
https_site_conf_2="$(echo "$https_site_conf" | sed "s|_default_:443|${https_vh_prts}|")"
echo "$https_site_conf_2" | tee "$file_https_site"
systemctl restart apache2
touch /etc/startup_script_completed'

`GCE_VM_IP` ゾーン NEG を作成する

NEG（neg-a と neg-c）は、前の手順で作成した VM と同じゾーンに作成する必要があります。

コンソール

ゾーンネットワークエンドポイントグループを作成するには:

Google Cloud コンソールの [ネットワークエンドポイントグループ] ページに移動します。
[ネットワークエンドポイントグループ] ページに移動
[ネットワークエンドポイントグループを作成] をクリックします。
ゾーン NEG の名前を入力します（例: neg-a）。
[ネットワークエンドポイントグループの種類] で [ネットワークエンドポイントグループ（ゾーン）] を選択します。
[ネットワーク] で lb-network を選択します。
[サブネット] で lb-subnet を選択します。
[ゾーン] で us-west1-a を選択します。
[作成] をクリックします。
この手順を繰り返して、neg-c という 2 番目のゾーン NEG を us-west1-c ゾーンに作成します。

エンドポイントをゾーン NEG に追加します。

Google Cloud コンソールの [ネットワークエンドポイントグループ] ページに移動します。
[ネットワークエンドポイントグループ] に移動
前の手順で作成した最初のネットワークエンドポイントグループの名前（neg-a）をクリックします。[ネットワークエンドポイントグループの詳細] ページが表示されます。
[このグループのネットワークエンドポイント] セクションで [ネットワークエンドポイントを追加] をクリックします。[ネットワークエンドポイントの追加] ページが表示されます。
1. [VM インスタンス] をクリックして [vm-a1] を選択し、その内部 IP アドレスをネットワークエンドポイントとして追加します。
2. [作成] をクリックします。
3. もう一度 [ネットワークエンドポイントを追加] をクリックし、[VM インスタンス] で [vm-a2] を選択します。
4. [作成] をクリックします。
前の手順で作成した 2 番目のネットワークエンドポイントグループの名前（neg-c）をクリックします。[ネットワークエンドポイントグループの詳細] ページが表示されます。
[このグループのネットワークエンドポイント] セクションで [ネットワークエンドポイントを追加] をクリックします。[ネットワークエンドポイントの追加] ページが表示されます。
1. [VM インスタンス] をクリックして [vm-c1] を選択し、その内部 IP アドレスをネットワークエンドポイントとして追加します。
2. [作成] をクリックします。
3. もう一度 [ネットワークエンドポイントを追加] をクリックし、[VM インスタンス] で [vm-c2] を選択します。
4. [作成] をクリックします。

gcloud

gcloud compute network-endpoint-groups create コマンドを使用して、us-west1-a に neg-a という GCE_VM_IP ゾーン NEG を作成します。

gcloud compute network-endpoint-groups create neg-a \
    --network-endpoint-type=gce-vm-ip \
    --zone=us-west1-a \
    --network=lb-network \
    --subnet=lb-subnet

エンドポイントを neg-a に追加します。

gcloud compute network-endpoint-groups update neg-a \
    --zone=us-west1-a \
    --add-endpoint='instance=vm-a1' \
    --add-endpoint='instance=vm-a2'

gcloud compute network-endpoint-groups create コマンドを使用して、us-west1-c に neg-c という GCE_VM_IP ゾーン NEG を作成します。

gcloud compute network-endpoint-groups create neg-c \
    --network-endpoint-type=gce-vm-ip \
    --zone=us-west1-c \
    --network=lb-network \
    --subnet=lb-subnet

エンドポイントを neg-c に追加します。

gcloud compute network-endpoint-groups update neg-c \
    --zone=us-west1-c \
    --add-endpoint='instance=vm-c1' \
    --add-endpoint='instance=vm-c2'

ロードバランサコンポーネントを構成する

次の手順では、すべての内部パススルーネットワークロードバランサのコンポーネントを構成します。

バックエンドサービス: この例では、ロードバランサを HTTP トラフィックに渡す必要があります。したがって、UDP ではなく TCP を使用する必要があります。
転送ルール: この例では、内部転送ルールを 1 つ作成します。
内部 IP アドレス: この例では、転送ルールを作成する際に、内部 IP アドレス 10.1.2.99 を指定しています。

コンソール

gcloud

新しいリージョン HTTP ヘルスチェックを作成します。

gcloud compute health-checks create http hc-http-80 \
    --region=us-west1 \
    --port=80

バックエンドサービスを作成します。

gcloud compute backend-services create bs-ilb \
    --load-balancing-scheme=internal \
    --protocol=tcp \
    --region=us-west1 \
    --health-checks=hc-http-80 \
    --health-checks-region=us-west1

2 つのゾーン NEG（neg-a と neg-c）をバックエンドサービスに追加します。

gcloud compute backend-services add-backend bs-ilb \
    --region=us-west1 \
    --network-endpoint-group=neg-a \
    --network-endpoint-group-zone=us-west1-a

gcloud compute backend-services add-backend bs-ilb \
    --region=us-west1 \
    --network-endpoint-group=neg-c \
    --network-endpoint-group-zone=us-west1-c

バックエンドサービスの転送ルールを作成します。転送ルールを作成するときは、サブネット内の内部 IP アドレスに 10.1.2.99 を指定します。

gcloud compute forwarding-rules create fr-ilb \
    --region=us-west1 \
    --load-balancing-scheme=internal \
    --network=lb-network \
    --subnet=lb-subnet \
    --address=10.1.2.99 \
    --ip-protocol=TCP \
    --ports=80,8008,8080,8088 \
    --backend-service=bs-ilb \
    --backend-service-region=us-west1

ロードバランサをテストする

このテストでは、ロードバランサのバックエンド VM からではなく、個別のクライアント VM からロードバランサに接続します。セッションアフィニティが構成されていないため、トラフィックは 4 つのバックエンド VM に分散されます。

テストクライアント VM を作成する

この例では、クライアント VM（vm-client）を、バックエンド（サーバー）VM と同じリージョンに作成します。クライアントを使用するのは、ロードバランサの構成を検証し、テストセクションで説明されている想定される動作を示すためです。

コンソール

Google Cloud コンソールの [VM インスタンス] ページに移動します。
[VM インスタンス] ページに移動
[インスタンスを作成] をクリックします。
[名前] を vm-client に設定します。
[ゾーン] を us-west1-a に設定します。
[詳細オプション] をクリックして、次の変更を行います。
- [ネットワーキング] をクリックして allow-ssh をネットワークタグに追加します。
- [ネットワークインターフェース] にある編集ボタンをクリックして、次の変更を行い、[完了] をクリックします。
  - ネットワーク: lb-network
  - サブネット: lb-subnet
  - プライマリ内部 IP: エフェメラル（自動）
  - 外部 IP: エフェメラル
[作成] をクリックします。

gcloud

クライアント VM はロードバランサと同じリージョン内の任意のゾーンにあり、そのリージョン内の任意のサブネットを使用できます。この例では、クライアントは us-west1-a ゾーンにあり、バックエンド VM と同じサブネットを使用しています。

gcloud compute instances create vm-client \
    --zone=us-west1-a \
    --image-family=debian-10 \
    --image-project=debian-cloud \
    --tags=allow-ssh \
    --subnet=lb-subnet

ロードバランサにトラフィックを送信する

次の手順でロードバランサに接続します。

クライアント VM インスタンスに接続します。
```
gcloud compute ssh vm-client --zone=us-west1-a
```
curl を使用して IP アドレスに接続するロードバランサへのウェブリクエストを作成します。レスポンスが異なるバックエンド VM から返ってくることを確認するために、このリクエストを繰り返します。レスポンスを生成する VM の名前が、各バックエンド VM 上で、/var/www/html/index.html のコンテンツによる HTML レスポンスのテキストとして表示されます。Page served from: vm-a1 と Page served from: vm-a2 のようなレスポンスが返されます。
```
curl http://10.1.2.99
```
転送ルールは、ポート 80、8008、8080、8088 を処理するように構成されています。その他のポートにトラフィックを送信するには、次のように、IP アドレスの後にコロン（:）とポート番号を追加します。
```
curl http://10.1.2.99:8008
```

次のステップ

グローバルアクセスの有効化、すべてのポートでのトラフィックの受信、2 つの転送ルールを使用した複数のポートでのトラフィックの受け入れなど、追加の構成オプションを設定するには、内部パススルーネットワークロードバランサの追加の構成オプションをご覧ください。
基礎知識については、内部パススルーネットワークロードバランサの概要をご覧ください。
フェイルオーバーに関する重要な情報については、内部パススルーネットワークロードバランサのフェイルオーバーのコンセプトをご覧ください。
内部パススルーネットワークロードバランサの Logging と Monitoring の構成については、内部パススルーネットワークロードバランサのロギングとモニタリングをご覧ください。
VPC ネットワークに接続されたピアネットワークから内部パススルーネットワークロードバランサにアクセスする方法については、内部パススルーネットワークロードバランサと接続ネットワークをご覧ください。
内部パススルーネットワークロードバランサの問題をトラブルシューティングする方法については、内部パススルーネットワークロードバランサのトラブルシューティングをご覧ください。

ゾーン NEG を使用して内部パススルー ネットワーク ロードバランサを設定する

権限

設定の概要

ネットワーク、リージョン、サブネットを構成する

コンソール

gcloud

ファイアウォール ルールを構成する

コンソール

gcloud

NEG バックエンドを作成する

VM を作成する

コンソール

gcloud

GCE_VM_IP ゾーン NEG を作成する

コンソール

gcloud

ロードバランサ コンポーネントを構成する

コンソール

gcloud

ロードバランサをテストする

テスト クライアント VM を作成する

コンソール

gcloud

ロードバランサにトラフィックを送信する

次のステップ

ゾーン NEG を使用して内部パススルーネットワークロードバランサを設定する

ファイアウォールルールを構成する

`GCE_VM_IP` ゾーン NEG を作成する

ロードバランサコンポーネントを構成する

テストクライアント VM を作成する