Configura un balanceador de cargas de red del proxy externo regional con backends de NEG zonales

Un balanceador de cargas de red de proxy externo regional es un balanceador de cargas regional de capa 4 basado en proxy que te permite ejecutar y escalar el tráfico de servicio TCP en una sola región detrás de una dirección IP regional externa. Estos balanceadores de cargas distribuyen el tráfico de TCP externo desde Internet hasta los backends en la misma región.

Esta guía contiene instrucciones para configurar un balanceador de cargas de red del proxy externo regional con un backend de grupo de extremos de red (NEG) zonal.

Antes de comenzar, revisa los siguientes documentos:

En este ejemplo, usaremos el balanceador de cargas para distribuir el tráfico de TCP en las VMs de backend en dos NEG zonales en la región us-west1. En este ejemplo en particular, el servicio consiste en un conjunto de servidores Apache configurados para responder en el puerto 80.

En este ejemplo, debes configurar la implementación que se muestra en el siguiente diagrama.

Configuración de ejemplo del balanceador de cargas de red del proxy externo regional con backends de NEG zonales.
Configuración de ejemplo del balanceador de cargas de red del proxy externo regional con backends de NEG zonales.

Este es un balanceador de cargas regional. Todos los componentes del balanceador de cargas (grupos de instancias de backend, servicio de backend, proxy de destino y regla de reenvío) deben estar en la misma región.

Permisos

Para seguir esta guía, debes poder crear instancias y modificar una red en un proyecto. Debes ser propietario o editor de un proyecto o tener todos las siguientes roles de IAM de Compute Engine.

Tarea Función requerida
Crear redes, subredes y componentes del balanceador de cargas Administrador de red de Compute (roles/compute.networkAdmin)
Agrega y quita reglas de firewall Administrador de seguridad de Compute (roles/compute.securityAdmin)
Crea instancias Administrador de instancias de Compute (roles/compute.instanceAdmin)

Si deseas obtener más información, consulta las siguientes guías:

Configura la red y las subredes

Necesitas una red de VPC con dos subredes, una para los backends del balanceador de cargas y la otra para los proxies del balanceador de cargas. Este es un balanceador de cargas regional. El tráfico dentro de la red de VPC se enruta al balanceador de cargas si la fuente de tráfico está en una subred en la misma región que el balanceador de cargas.

Este ejemplo usa la siguiente red de VPC, región y subredes:

  • Red: Una red de VPC de modo personalizado llamada lb-network

  • Subred para backends: una subred llamada backend-subnet en la región us-west1 que usa 10.1.2.0/24 en su rango de direcciones IP principal

  • Subred para proxies: una subred llamada proxy-only-subnet en la región us-west1 que usa 10.129.0.0/23 en su rango de direcciones IP principal

Crea la red y la subred para los backends

Console

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Redes de VPC.

    Ir a las redes de VPC

  2. Haz clic en Crear red de VPC.

  3. En Nombre, ingresa lb-network.

  4. En la sección Subredes, haz lo siguiente:

    1. Establece Modo de creación de subred en Personalizado.
    2. En la sección Nueva subred, ingresa la siguiente información:
      • Nombre: backend-subnet
      • Región: us-west1
      • Rangos de direcciones IP: 10.1.2.0/24
    3. Haz clic en Listo.

  5. Haz clic en Crear.

gcloud

  1. Para crear la red de VPC personalizada, usa el comando gcloud compute networks create.

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

  2. Para crear una subred en la red lb-network en la región us-west1, usa el comando gcloud compute networks subnets create:

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

Crea la subred de solo proxy

La subred de solo proxy proporciona un conjunto de direcciones IP que Google usa para ejecutar proxies de Envoy en tu nombre. Los proxies finalizan las conexiones del cliente y crean conexiones nuevas a los backends.

Todos los balanceadores de cargas basados en Envoy usan esta subred de solo proxy en la región us-west1 de la red de VPC lb-network.

Console

Si usas la consola de Google Cloud, puedes esperar y crear la subred de solo proxy más adelante en la página Balanceo de cargas.

Si quieres crear la subred de solo proxy ahora, sigue estos pasos:

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Redes de VPC.

    Ir a las redes de VPC

  2. Haz clic en el nombre de la red de VPC compartida: lb-network.

  3. Haz clic en Agregar subred.

  4. En Nombre, ingresa proxy-only-subnet.

  5. En Región, selecciona us-west1.

  6. Configura Propósito como Proxy administrado regional.

  7. En Rango de direcciones IP, ingresa 10.129.0.0/23.

  8. Haz clic en Agregar.

gcloud

Para crear la subred de solo proxy, usa el comando gcloud compute networks subnets create:

gcloud compute networks subnets create proxy-only-subnet \
    --purpose=REGIONAL_MANAGED_PROXY \
    --role=ACTIVE \
    --region=us-west1 \
    --network=lb-network \
    --range=10.129.0.0/23

Crea reglas de firewall

En este ejemplo, se crean las siguientes reglas de firewall:

  • fw-allow-health-check. Una regla de entrada, aplicable a las instancias de Google Cloud cuyas cargas se balancean, que permite el tráfico del balanceador de cargas y los sistemas de verificación de estado de Google Cloud (130.211.0.0/22 y 35.191.0.0/16) En este ejemplo, se usa la etiqueta de destino allow-health-check para identificar las VMs de backend a las que se debe aplicar.
  • fw-allow-ssh. Una regla de entrada que permita la conectividad SSH entrante en el puerto TCP 22 desde cualquier dirección. Puedes elegir un rango de IP de origen más restrictivo para esta regla; por ejemplo, puedes especificar solo los rangos de sistemas desde los que inicias sesiones SSH. En este ejemplo, se usa la etiqueta de destino allow-ssh para identificar las VM a las que se debe aplicar.

  • fw-allow-proxy-only-subnet. Una regla de firewall de entrada allow para la subred de solo proxy que permite que el balanceador de cargas se comunique con instancias de backend en el puerto TCP 80. En este ejemplo, se usa la etiqueta de destino allow-proxy-only-subnet para identificar las VM de backend a las que se debe aplicar.

Console

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Políticas de firewall.

    Ir a Políticas de firewall

  2. Haz clic en Crear regla de firewall y, luego, completa los siguientes campos:

    • Nombre: fw-allow-health-check
    • Red: lb-network
    • Destinos: Etiquetas de destino especificadas
    • Etiquetas de destino: allow-health-check
    • Filtro de fuente: Rangos de IPv4
    • Rangos de IPv4 de origen: 130.211.0.0/22 y 35.191.0.0/16
    • Protocolos y puertos:
      • Elige Protocolos y puertos especificados.
      • Selecciona la casilla de verificación TCP y, luego, ingresa 80 para el número de puerto.

  3. Haz clic en Crear.

  4. Haz clic en Crear regla de firewall por segunda vez para crear la regla que permita conexiones SSH entrantes:

    • Nombre: fw-allow-ssh
    • Red: lb-network
    • Prioridad: 1000
    • Dirección del tráfico: Entrada
    • Acción en caso de coincidencia: Permitir
    • Destinos: Etiquetas de destino especificadas
    • Etiquetas de destino: allow-ssh
    • Filtro de fuente: Rangos de IPv4
    • Rangos de IPv4 de origen: 0.0.0.0/0
    • Protocolos y puertos:
      • Elige Protocolos y puertos especificados.
      • Selecciona la casilla de verificación TCP y, luego, ingresa 22 para el número de puerto.

  5. Haz clic en Crear.

  6. Haz clic en Crear regla de firewall por tercera vez para crear la regla a fin de permitir conexiones entrantes de la subred de solo proxy a los backends de Google Cloud:

    • Nombre: fw-allow-proxy-only-subnet
    • Red: lb-network
    • Prioridad: 1000
    • Dirección del tráfico: Entrada
    • Acción en caso de coincidencia: Permitir
    • Destinos: Etiquetas de destino especificadas
    • Etiquetas de destino: allow-proxy-only-subnet
    • Filtro de fuente: Rangos de IPv4
    • Rangos de IPv4 de origen: 10.129.0.0/23
    • Protocolos y puertos:
      • Elige Protocolos y puertos especificados.
      • Selecciona la casilla de verificación TCP y, luego, ingresa 80 para el número de puerto.

  7. Haz clic en Crear.

gcloud

  1. Crea la regla fw-allow-health-check para permitir que las verificaciones de estado de Google Cloud lleguen a las instancias de backend en el puerto TCP 80:

    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:80

  2. Crea la regla de firewall fw-allow-ssh para permitir la conectividad SSH a las VM con la etiqueta de red allow-ssh. Cuando omites source-ranges, Google Cloud interpreta que la regla significa cualquier fuente.

    gcloud compute firewall-rules create fw-allow-ssh \
    --network=lb-network \
    --action=allow \
    --direction=ingress \
    --target-tags=allow-ssh \
    --rules=tcp:22

  3. Crea una regla de firewall de permiso de entrada para la subred de solo proxy a fin de permitir que el balanceador de cargas se comunique con instancias de backend en el puerto TCP 80:

    gcloud compute firewall-rules create fw-allow-proxy-only-subnet \
    --network=lb-network \
    --action=allow \
    --direction=ingress \
    --target-tags=allow-proxy-only-subnet \
    --source-ranges=10.129.0.0/23 \
    --rules=tcp:80

Reserva la dirección IP del balanceador de cargas

Console

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Reserva una dirección estática.

    Ir a Reserva una dirección estática

  2. Elige un nombre para la dirección nueva.

  3. En Nivel de servicio de red, selecciona Estándar.

  4. Para Versión de la IP, selecciona IPv4. Las direcciones IPv6 no son compatibles.

  5. En Tipo, selecciona Regional.

  6. En Región, selecciona us-west1.

  7. Deja la opción Conectado a configurada en Ninguna. Después de crear el balanceador de cargas, esta dirección IP se adjunta a la regla de reenvío del balanceador de cargas.

  8. Haz clic en Reservar si deseas reservar la dirección IP.

gcloud

  1. Para reservar una dirección IP externa estática, usa el comando gcloud compute addresses create:

    gcloud compute addresses create ADDRESS_NAME  \
   --region=us-west1 \
   --network-tier=STANDARD

    Reemplaza ADDRESS_NAME por el nombre que deseas darle a esta dirección.

  2. Para ver el resultado, usa el comando gcloud compute addresses describe:

    gcloud compute addresses describe ADDRESS_NAME

Configura el NEG zonal

Configura un NEG zonal con extremos de tipo GCE_VM_IP_PORT en la región us-west1. Primero, crea las VMs y, luego, crea un NEG zonal y agrega los extremos de red de las VMs al NEG.

Crea las VM

Console

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Instancias de VM.

    Ir a Instancias de VM

  2. Haz clic en Crear instancia.

  3. Establece el Nombre como vm-a1.

  4. En Región, selecciona us-west1.

  5. En Zona, selecciona us-west1-a.

  6. En la sección Disco de arranque, asegúrate de que el sistema operativo Debian y la versión 10 (buster) estén seleccionados como opciones de disco de arranque. Haz clic en Elegir para cambiar la imagen si es necesario.

  7. Haz clic en Opciones avanzadas.

  8. Haz clic en Herramientas de redes y configura los siguientes campos:

    1. En Etiquetas de red, ingresa allow-ssh, allow-health-check y allow-proxy-only-subnet.
    2. En Interfaces de red, selecciona lo siguiente:
      • Red: lb-network
      • Subred: backend-subnet

  9. Haz clic en Administración. Ingresa la siguiente secuencia de comandos en el campo Secuencia de comandos de inicio:

    #! /bin/bash
apt-get update
apt-get install apache2 -y
a2ensite default-ssl
a2enmod ssl
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
systemctl restart apache2

  10. Haz clic en Crear.

  11. Repite los pasos anteriores para crear tres VMs más. Usa las siguientes combinaciones de nombre y zona:

    • Nombre: vm-a2 | Zona: us-west1-a
    • Nombre: vm-c1 | Zona: us-west1-c
    • Nombre: vm-c2 | Zona: us-west1-c

gcloud

Para crear las VMs, usa el comando gcloud compute instances create dos veces. Usa las siguientes combinaciones para VM_NAME y ZONE. El contenido de la secuencia de comandos es idéntico para ambas VMs:

  • VM_NAME: vm-a1 y ZONE: us-west1-a
  • VM_NAME: vm-a2 y ZONE: us-west1-a
  • VM_NAME: vm-c1 y ZONE: us-west1-c
  • VM_NAME: vm-c2 y ZONE: us-west1-c
 gcloud compute instances create VM_NAME \
     --zone=ZONE \
     --image-family=debian-10 \
     --image-project=debian-cloud \
     --tags=allow-ssh,allow-health-check,allow-proxy-only-subnet \
     --subnet=backend-subnet \
     --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://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/name)"
       echo "Page served from: $vm_hostname" | \
       tee /var/www/html/index.html
       systemctl restart apache2'

Crea los NEG zonales

Console

Crea un grupo de extremos de red zonal

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Grupos de extremos de red.

    Ir a Grupos de extremos de red

  2. Haz clic en Crear un grupo de extremos de red.

  3. En Nombre, ingresa zonal-neg-a.

  4. En Tipo de grupo de extremos de red, selecciona Grupo de extremos de red (zonal).

  5. En Red, selecciona lb-network.

  6. En Subred, selecciona backend-subnet.

  7. En Zona, selecciona us-west1-a.

  8. En Puerto predeterminado, ingresa 80.

  9. Haz clic en Crear.

  10. Repite todos los pasos de esta sección para crear un segundo NEG zonal con los siguientes cambios en la configuración:

    • Nombre: zonal-neg-c
    • Zona: us-west1-c

Agrega extremos a los NEG por zonas

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Grupos de extremos de red.

    Ir a Grupos de extremos de red

  2. Haz clic en el nombre del grupo de extremos de red que creaste en el paso anterior (por ejemplo, zonal-neg-a).

  3. En la página Detalles del grupo de extremos de red, en la sección Extremos de red en este grupo, haz clic en Agregar extremo de red.

  4. Selecciona una instancia de VM (por ejemplo, vm-a1).

  5. En la sección Interfaz de red, se muestran el nombre, la zona y la subred de la VM.

    1. En Dirección IP, ingresa la dirección IP del extremo de red nuevo. Para obtener la dirección IP, haz clic en Verificar direcciones IP principales y rango de alias de IP en nic0.
    2. En Tipo de puerto, selecciona Predeterminado. El extremo usa el puerto predeterminado 80 para todos los extremos en el grupo de extremos de red. Esto es suficiente para nuestro ejemplo, ya que el servidor Apache entrega solicitudes en el puerto 80.
    3. Haz clic en Crear.

  6. Haz clic en Agregar extremo de red. Selecciona la segunda instancia de VM, vm-a2, y repite los pasos anteriores para agregar sus extremos a zonal-neg-a.

  7. Repite todos los pasos de esta sección para agregar extremos de vm-c1 y vm-c2 a zonal-neg-c.

gcloud

  1. Crea un NEG zonal en la zona us-west1-a con extremos GCE_VM_IP_PORT:

    gcloud compute network-endpoint-groups create zonal-neg-a \
    --network-endpoint-type=GCE_VM_IP_PORT \
    --zone=us-west1-a \
    --network=lb-network \
    --subnet=backend-subnet

    Puedes especificar --default-port mientras creas el NEG o especificar un número de puerto para cada extremo, como se muestra en el siguiente paso.

  2. Agrega extremos al NEG zonal.

    gcloud compute network-endpoint-groups update zonal-neg-a \
    --zone=us-west1-a \
    --add-endpoint='instance=vm-a1,port=80' \
    --add-endpoint='instance=vm-a2,port=80'

  3. Crea un NEG zonal en la zona us-west1-c con extremos GCE_VM_IP_PORT:

    gcloud compute network-endpoint-groups create zonal-neg-c \
    --network-endpoint-type=GCE_VM_IP_PORT \
    --zone=us-west1-c \
    --network=lb-network \
    --subnet=backend-subnet

    Puedes especificar --default-port mientras creas el NEG o especificar un número de puerto para cada extremo, como se muestra en el siguiente paso.

  4. Agrega extremos al NEG zonal.

    gcloud compute network-endpoint-groups update zonal-neg-c \
    --zone=us-west1-c \
    --add-endpoint='instance=vm-c1,port=80' \
    --add-endpoint='instance=vm-c2,port=80'

Configura el balanceador de cargas

Console

Inicia la configuración

  1. En la consola de Google Cloud, ve a la página Balanceo de cargas.

    Ir a Balanceo de cargas

  2. Haz clic en Crear balanceador de cargas.
  3. En Tipo de balanceador de cargas, selecciona Balanceador de cargas de red (TCP/UDP/SSL) y haz clic en Siguiente.
  4. En Proxy o transferencia, selecciona Balanceador de cargas de proxy y haz clic en Siguiente.
  5. En Orientado al público o interno, selecciona Orientado al público (externo) y haz clic en Siguiente.
  6. En Implementación global o de una sola región, selecciona Mejor para cargas de trabajo regionales y haz clic en Siguiente.
  7. Haz clic en Configurar.

Configuración básica

  1. En Nombre, ingresa my-ext-tcp-lb.
  2. En Región, selecciona us-west1.
  3. En Red, selecciona lb-network.

Reserva una subred de solo proxy

  1. Haz clic en Reservar subred.
  2. En Nombre, ingresa proxy-only-subnet.
  3. En Rango de direcciones IP, ingresa 10.129.0.0/23.
  4. Haga clic en Agregar.

Configura los backends

  1. Haz clic en Configuración de backend.
  2. En Tipo de backend, selecciona Grupo de extremos de red zonal.
  3. En Protocol, selecciona TCP.
  4. Configura el primer backend:
    1. En Backend nuevo, selecciona NEG zonal zonal-neg-a.
    2. Conserva los valores predeterminados restantes y haz clic en Listo.
  5. Configura el segundo backend:
    1. Haz clic en Agregar backend.
    2. En Nuevo backend, selecciona el grupo de instancias zonal-neg-c.
    3. Conserva los valores predeterminados restantes y haz clic en Listo.
  6. Configura la verificación de estado:
    1. En Verificación de estado, seleccione Crear una verificación de estado.
    2. Establece el nombre de la verificación de estado como tcp-health-check.
    3. En Protocol, selecciona TCP.
    4. En Puerto, ingresa 80.
  7. Conserva los valores predeterminados restantes y haz clic en Guardar.
  8. En la consola de Google Cloud, verifica que haya una marca de verificación junto a Configuración de backend. De lo contrario, verifica que hayas completado todos los pasos.

Configura el frontend

  1. Haz clic en Configuración de frontend.
  2. En Nombre, ingresa ext-tcp-forwarding-rule.
  3. En Subred, selecciona backend-subnet.
  4. En Dirección IP, selecciona ext-tcp-ip-address.
  5. En Número de puerto, ingresa 9090. La regla de reenvío solo reenvía los paquetes con un puerto de destino coincidente.
  6. En Protocolo de proxy, selecciona Desactivado porque el protocolo PROXY no funciona con el software del servidor HTTP de Apache. Para obtener más información, consulta Protocolo PROXY.
  7. Haz clic en Listo.
  8. En la consola de Google Cloud, verifica que haya una marca de verificación junto a Configuración de frontend. De lo contrario, verifica que hayas completado todos los pasos anteriores.

Revisa y finaliza

  1. Haz clic en Revisar y finalizar.
  2. Vuelve a verificar la configuración.
  3. Haga clic en Crear.

gcloud

  1. Crea una verificación de estado regional para los backends:

    gcloud compute health-checks create tcp tcp-health-check \
    --region=us-west1 \
    --use-serving-port

  2. Crea un servicio de backend:

    gcloud compute backend-services create external-tcp-proxy-bs \
   --load-balancing-scheme=EXTERNAL_MANAGED \
   --protocol=TCP \
   --region=us-west1 \
   --health-checks=tcp-health-check \
   --health-checks-region=us-west1

  3. Agrega el NEG zonal de la zona us-west1-a al servicio de backend:

    gcloud compute backend-services add-backend external-tcp-proxy-bs \
   --network-endpoint-group=zonal-neg-a \
   --network-endpoint-group-zone=us-west1-a \
   --balancing-mode=CONNECTION \
   --max-connections-per-endpoint=50 \
   --region=us-west1

  4. Agrega el NEG zonal de la zona us-west1-c al servicio de backend.

    gcloud compute backend-services add-backend external-tcp-proxy-bs \
   --network-endpoint-group=zonal-neg-c \
   --network-endpoint-group-zone=us-west1-c \
   --balancing-mode=CONNECTION \
   --max-connections-per-endpoint=50 \
   --region=us-west1

  5. Crea el proxy TCP de destino:

    gcloud compute target-tcp-proxies create ext-tcp-target-proxy \
   --backend-service=external-tcp-proxy-bs \
   --region=us-west1

  6. Crea la regla de reenvío. Para --ports, especifica un solo número de puerto, de 1 a 65535. En este ejemplo, se usa el puerto 9090. La regla de reenvío solo reenvía los paquetes con un puerto de destino coincidente.

    gcloud compute forwarding-rules create ext-tcp-forwarding-rule \
  --load-balancing-scheme=EXTERNAL_MANAGED \
  --network=lb-network \
  --subnet=backend-subnet \
  --address=ext-tcp-ip-address \
  --ports=9090 \
  --region=us-west1 \
  --target-tcp-proxy=ext-tcp-target-proxy \
  --target-tcp-proxy-region=us-west1

Prueba el balanceador de cargas

Ahora que ya configuraste el balanceador de cargas, puedes probar el envío de tráfico a la dirección IP del balanceador de cargas.

  1. Obtén la dirección IP del balanceador de cargas.

    Para obtener la dirección IPv4, ejecuta el siguiente comando:

    gcloud compute addresses describe ADDRESS_NAME

  2. Envía tráfico a tu balanceador de cargas mediante la ejecución del siguiente comando. Reemplaza LB_IP_ADDRESS por la dirección IPv4 del balanceador de cargas:

    curl -m1 LB_IP_ADDRESS:9090

¿Qué sigue?