Présentation de l'équilibrage de charge avancé

L'équilibrage de charge avancé comporte des fonctionnalités qui permettent d'ajuster la charge globale et la répartition du trafic pour répondre au mieux à vos besoins en termes de disponibilité, et de rentabilité. Ce document est destiné aux utilisateurs qui ont au moins au moins une compréhension intermédiaire des concepts de Cloud Service Mesh et de l'équilibrage de charge.

Pour mettre en œuvre l'équilibrage de charge avancé, vous devez créer une règle d'équilibrage de charge de service. (ressource serviceLbPolicies), qui contient des valeurs qui influencent la sélection d'un backend. Vous associerez ensuite la règle d'équilibrage de charge de service à un backend. Google Cloud. La règle d'équilibrage de charge de service spécifie l'algorithme utilisé pour pour déterminer l'équilibrage du trafic entre les backends.

Vous avez le choix entre les options d'algorithme suivantes pour l'équilibrage de charge avancé:

  • Cascade par région (algorithme par défaut).
  • Vaporiser sur la zone.
  • Vaporisez le monde.
  • Cascade par zone.

Les options supplémentaires suivantes sont disponibles:

  • Désignez les backends préférés. Cloud Service Mesh envoie du trafic à ces MIG avant d'envoyer le trafic à d'autres backends.
  • Configurez le drainage automatique de la capacité.
  • Personnalisez le comportement du basculement.

Avant de configurer l'une des options avancées d'équilibrage de charge, nous vous recommandons que vous devez consulter la documentation de la ressource du service de backend.

Comment Cloud Service Mesh achemine le trafic et équilibre la charge

Le schéma suivant montre comment Cloud Service Mesh décide d'acheminer le trafic.

Comment Cloud Service Mesh prend des décisions concernant l'équilibrage de charge
Comment Cloud Service Mesh prend des décisions concernant l'équilibrage de charge (cliquez pour agrandir)

Tout d'abord, Cloud Service Mesh choisit un service de backend en fonction de la requête et en fonction des règles de routage du mappage d'URL ou de la ressource Route. en fonction de l'API utilisée par votre déploiement.

Ensuite, Cloud Service Mesh choisit un MIG ou NEG de backend associé à le service de backend, en fonction de l'emplacement du client, de son emplacement, de son état la capacité du MIG ou du NEG, et les informations contenues dans l'équilibrage de charge du service associée au service de backend.

Enfin, Cloud Service Mesh choisit une instance ou un point de terminaison dans le MIG un groupe de points de terminaison du réseau. Ce choix est basé sur les informations contenues dans la règle d'équilibrage de charge de la localité dans les services de backend.

Backends compatibles et non compatibles

Les types de backends suivants sont compatibles avec l'équilibrage de charge avancé:

  • Groupes d'instances non gérés
  • Groupes d'instances gérés (MIG)
  • Groupes de points de terminaison du réseau zonaux (NEG GCE_VM_IP_PORT)
  • Groupes de points de terminaison du réseau de connectivité hybride (NEG NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT)

Les types de backends suivants ne sont pas compatibles avec l'équilibrage de charge avancé:

  • Groupes d'instances gérés régionaux
  • Groupes de points de terminaison du réseau Internet (NEG INTERNET_FQDN_PORT)

Cas d'utilisation

Les sections suivantes décrivent le fonctionnement de chaque algorithme et le choix de l'utiliser en fonction des besoins spécifiques de votre entreprise.

Équilibrer le trafic entre les backends d'une région

L'algorithme d'équilibrage de charge par défaut, cascade par région, répartit les uniformément le trafic entre tous les MIG ou NEG des zones d'une région. Nous vous recommandons que vous utilisez l'algorithme par défaut, sauf si vous avez des exigences particulières.

Avec la cascade d'annonces par région, les backends reçoivent le trafic proportionnellement à leur ce qui fournit une protection contre la surcharge du backend. Le trafic est acheminé vers des limites de zone si nécessaire pour que les backends soient chargés de manière uniforme dans dans la même région. Même si la zone locale du client dispose d'une capacité restante, est le trafic interzone. Les demandes de chaque client peuvent être réparties plusieurs MIG ou NEG zonaux dans la région, ce qui permet de maintenir la charge des groupes d'instances gérés ou des NEG uniformes lorsque la charge du trafic des clients n'est pas uniforme.

Augmentez la résilience en répartissant le trafic d'un client entre plusieurs zones

L'algorithme de cascade d'annonces par défaut par région tente d'équilibrer l'utilisation de la capacité entre plusieurs MIG ou NEG zonaux. Toutefois, cet algorithme demande provenant d'un seul client ne sont pas systématiquement envoyés vers toutes les zones ; et les requêtes provenant d'un seul client sont généralement acheminées vers des MIG ou des NEG au sein d'un même dans la zone.

Utilisez l'algorithme "spray to region" lorsque vous voulez que les clients répartissent leur à tous les MIG ou NEG d'une région, ce qui réduit le risque surcharger les MIG ou les NEG d'une seule zone en cas d'incident rapide, localisé d'augmentation du volume du trafic.

Avec l'algorithme "spray to region", si vous avez deux zones, A et B, un pic de trafic dans la zone B, le trafic est réparti entre les deux zones. Avec l'algorithme par défaut, un pic dans la zone B pourrait déclencher une surcharge dans la zone avant Cloud Service Mesh peut répondre à la modification.

Notez que lorsque vous utilisez l'algorithme "spray-to-region", le trafic de chaque client est sont toujours réparties entre les zones de backend d'une région. Cela se traduit par une augmentation constante du trafic interzone, même s'il reste de la capacité ; dans la zone locale, ce qui peut étendre la zone affectée par le trafic depuis Cloud Service Mesh, si deux clients Cloud Service Mesh envoient le trafic vers les mêmes zones.

Répartir le trafic provenant de votre client sur tous les backends de plusieurs régions

Comme indiqué dans les sections précédentes, l'algorithme de pulvérisation par région le trafic de chaque client vers toutes les zones d'une région. Pour les services comportant des MIG ou NEG dans plusieurs régions, Cloud Service Mesh optimise toujours la latence globale en envoyant le trafic vers la région la plus proche.

Si vous préférez un rayon de propagation plus grand, utilisez l'algorithme « spray to world ». Avec cet algorithme, les clients répartissent leurs requêtes sur tous les MIG ou NEG du monde dans plusieurs régions.

Il est important de noter qu'avec cet algorithme, l'ensemble du trafic est réparti à l'échelle mondiale. Une requête défectueuse peut endommager tous les backends de votre déploiements. L'algorithme génère également plus de trafic interrégional, ce qui peut augmenter la latence des requêtes et engendrer des coûts supplémentaires.

Réduisez au maximum le trafic de sortie interzone

Vous pouvez optimiser la latence globale et réduire le trafic interzone grâce au cascade par zone. Lorsque plusieurs MIG ou NEG sont configurés dans une zone, le trafic client est acheminé vers le MIG ou le NEG le plus proche dans la zone, jusqu'à avant d'envoyer le trafic au prochain MIG ou NEG dans la zone jusqu'à ce que toute la capacité du MIG ou du NEG de la zone soit utilisée. Ce n'est qu'alors que le trafic est déversé à la zone suivante la plus proche.

Grâce à cet algorithme, vous pouvez minimiser le trafic interzone inutile. Généralités la latence peut être légèrement améliorée, car les backends locaux les plus proches de préférence. Toutefois, cela peut aussi créer un trafic inégal entre les MIG NEG au sein d'une région.

Comparaison des algorithmes d'équilibrage de charge

Le tableau suivant fournit une comparaison détaillée des quatre modèles de maillage de services d'équilibrage de charge.

Comportement Cascade d'annonces par région Répulsif sur la zone Spray sur le monde Cascade d'annonces par zone
Utilisation uniforme de la capacité au sein d'une région dans un état stable Oui Oui Oui Non
Utilisation uniforme de la capacité dans plusieurs régions dans un état stable Non Non Oui Non
Répartition uniforme du trafic au sein d'une région dans un état stable Non Oui Oui Non
Trafic interzone Oui. Cet algorithme répartira le trafic uniformément entre les zones d'une tout en optimisant la latence du réseau. Le trafic peut être acheminé vers zones si nécessaire. Oui Oui Oui, le trafic remplira la zone la plus proche jusqu'à sa capacité maximale. Il passe à la zone suivante.
Sensibilité aux pics de trafic de la zone locale Moyenne ; en fonction de la quantité de trafic déjà réaffectée pour équilibrer entre les zones. Inférieur ; car les pics d'une seule zone seront répartis sur toutes les zones du dans la même région. Inférieur ; car les pics d'une zone unique s'étendent à toutes les régions. Supérieur ; car les pics d'une zone unique sont plus susceptibles d'être diffusés entièrement jusqu'à ce que Cloud Service Mesh puisse réagir.

Options d'équilibrage de charge avancées supplémentaires

Les sections suivantes décrivent les options permettant de modifier la charge Cloud Service Mesh l'équilibrage de charge.

Backends préférés

Vous pouvez configurer l'équilibrage de charge de sorte qu'un groupe de backends de service est désigné comme préféré. Ces backends sont entièrement utilisés les requêtes suivantes sont acheminées vers les backends restants. Cloud Service Mesh répartit d'abord le trafic client vers les backends préférés, ce qui réduit le nombre de requêtes pour vos clients.

Tout trafic qui dépasse la capacité configurée des backends préférés sont acheminées vers des backends non préférés. L'algorithme d'équilibrage de charge répartit entre les backends non préférés.

L'un des cas d'utilisation est le débordement vers Google Cloud, où vous spécifiez des ressources de calcul sur site ressources, représentées par un NEG de connectivité hybride, doivent être entièrement utilisées avant les requêtes sont acheminées vers des NEG ou des MIG backend Google Cloud avec autoscaling. Ce peut réduire la consommation de ressources de calcul Google Cloud tout en ont la résilience nécessaire pour renverser progressivement Google Cloud si nécessaire.

Drainage automatique de la capacité

Lorsqu'un backend n'est pas opérationnel, il est généralement souhaitable de l'exclure aussi rapidement des décisions d'équilibrage de charge. L'exclusion du backend empêche les requêtes au backend non opérationnel. De plus, le trafic fait l'objet d'un équilibrage des backends opérationnels afin d'éviter toute surcharge des backends et d'optimiser la latence globale.

Cette option s'apparente à la définition capacityscalar à zéro. Il demande à Cloud Service Mesh de réduire automatiquement la capacité du backend à zéro Lorsqu'un backend comporte moins de 25% de ses instances ou points de terminaison individuels avec succès les vérifications d'état. Avec cette option, les backends non opérationnels sont supprimés de l'équilibrage de charge global.

Lorsque les backends drainés automatiquement sont de nouveau opérationnels, ils ne sont pas drainés si au moins 35% des points de terminaison ou des instances sont opérationnels pendant 60 secondes. Cloud Service Mesh ne draine pas plus de 50% des points de terminaison d'un service de backend, quel que soit de l'état de fonctionnement du backend.

Par exemple, vous pouvez recourir au drainage automatique de la capacité avec vos backends préférés. Si un MIG ou NEG de backend est privilégié et que de nombreux points de terminaison qu'il contient non opérationnel, ce paramètre protège les points de terminaison restants dans le MIG ou le NEG en en détournant le trafic du MIG ou du NEG.

Personnaliser le comportement du basculement

Cloud Service Mesh envoie généralement le trafic aux backends en prenant plusieurs facteurs en compte. Dans un état stable, Cloud Service Mesh envoie du trafic aux backends qui sont sélectionnés en fonction des algorithmes abordés précédemment. L'élément sélectionné les backends sont considérés comme optimaux en termes de latence et d'utilisation de la capacité. Ils sont appelés backends principaux.

Cloud Service Mesh assure également le suivi des backends à utiliser lorsque les backends principaux ne sont pas opérationnels et ne peuvent pas recevoir de trafic. Ces backends sont appelés de basculement. Il s'agit généralement de backends à proximité qui ont une certaine capacité restant(s).

Lorsqu'un backend n'est pas opérationnel, Cloud Service Mesh tente d'éviter d'envoyer du trafic vers et transfère à la place le trafic vers des backends opérationnels.

La ressource serviceLbPolicy inclut un champ, failoverHealthThreshold, dont peut être personnalisée pour contrôler le comportement du basculement. La valeur de seuil que que vous définissez détermine à quel moment le trafic est déplacé des backends principaux vers des backends de basculement backends.

Lorsque certains points de terminaison du backend principal ne sont pas opérationnels, Cloud Service Mesh le fait ne transfère pas nécessairement le trafic immédiatement. À la place, Cloud Service Mesh peut transférer le trafic vers des points de terminaison opérationnels dans le backend principal, pour essayer de stabiliser du trafic.

Si un trop grand nombre de points de terminaison du backend ne sont pas opérationnels, les points de terminaison restants sont ne peut pas gérer de trafic supplémentaire. Dans ce cas, le seuil d'échec est sert à décider si le basculement est déclenché ou non. Cloud Service Mesh tolère jusqu'au seuil, puis détourne une partie du trafic les backends principaux aux backends de basculement.

Le seuil d'état de basculement est une valeur en pourcentage. La valeur que vous définissez détermine à quel moment Cloud Service Mesh dirige le trafic vers les backends de basculement. Toi peut définir la valeur sur un entier compris entre 1 et 99. La valeur par défaut de Cloud Service Mesh correspond à 70 pour Envoy et à 50 pour gRPC sans proxy. Une valeur plus élevée lance le basculement de trafic plus tôt qu'une valeur inférieure.

Dépannage

Les schémas de répartition du trafic peuvent varier en fonction de la configuration du nouveau serviceLbPolicy par le service de backend.

Pour déboguer les problèmes de trafic, utilisez les systèmes de surveillance existants afin d'examiner comment les flux de trafic vers vos backends. Métriques réseau et Cloud Service Mesh supplémentaires peut vous aider à comprendre comment les décisions sont prises concernant l'équilibrage de charge. Cette section propose des suggestions générales de dépannage et d'atténuation.

Globalement, Cloud Service Mesh tente d'attribuer du trafic pour que les backends s'exécutent selon la capacité configurée. N'oubliez pas que cela n'est pas garanti. Toi consultez la documentation du service de backend pour en savoir plus.

Le trafic est ensuite attribué en fonction de l'algorithme que vous utilisez. Par exemple, avec l'algorithme de WATERFALL_BY_ZONE, Cloud Service Mesh tente de maintenir le trafic à la zone la plus proche. Si vous vérifiez les métriques réseau, vous voyez que Cloud Service Mesh préfère un backend avec la latence DAR la plus faible lors de l'envoi de requêtes pour optimiser la latence DAR globale.

Les sections suivantes décrivent les problèmes que vous pouvez rencontrer avec la charge du service et les paramètres de backend préférés.

Le trafic est envoyé à des MIG ou NEG plus distants avant des MIG plus proches.

Il s'agit du comportement souhaité lorsque les backends préférés sont configurés avec des ou des NEG distants. Si vous ne souhaitez pas appliquer ce comportement, modifiez les valeurs dans les backends préférés.

Le trafic n'est pas envoyé aux MIG ou aux NEG qui comportent de nombreux points de terminaison non opérationnels

Il s'agit du comportement souhaité lorsque les MIG ou les NEG sont drainés, car autoCapacityDrain est configuré. Avec ce paramètre, les MIG ou NEG avec un grand nombre les points de terminaison non opérationnels sont supprimés des décisions à éviter. Si ce comportement n'est pas souhaité, vous pouvez désactiver autoCapacityDrain . Toutefois, cela signifie que le trafic peut être envoyé aux MIG ou NEG avec un grand nombre des points de terminaison non opérationnels. Les requêtes peuvent donc échouer et générer des erreurs.

Le trafic n'est pas envoyé à certains MIG ou NEG lorsqu'il est préférable d'utiliser des MIG ou des NEG

Il s'agit du comportement souhaité si les MIG ou NEG configurés comme favoris n'ont pas mais a atteint sa capacité maximale.

Lorsque les backends préférés sont configurés et qu'ils n'ont pas atteint leur capacité le trafic ne sera pas envoyé à d'autres MIG ou NEG. Les MIG ou les groupes d'instances gérés Les NEG sont attribués en premier en fonction de la latence DAR à ces backends.

Si vous préférez que le trafic soit envoyé ailleurs, vous pouvez soit configurer service de backend sans backends préférés ou avec une capacité plus conservatrice pour les MIG ou NEG préférés.

Le trafic est envoyé à un trop grand nombre de MIG ou de NEG distincts à partir d'une seule source

Il s'agit du comportement souhaité en cas d'utilisation de la pulvérisation sur zone ou sur Terre. Cependant, vous risquez de rencontrer des problèmes avec une distribution plus étendue du trafic. Par exemple, les taux de succès de cache (hit) peuvent être réduits lorsque les backends voient le trafic auprès d'un plus large éventail de clients. Dans ce cas, envisagez d'utiliser d'autres tels que la cascade par région.

Le trafic est envoyé à un cluster distant lorsque l'état du backend change

Lorsque failoverHealthThreshold est défini sur une valeur élevée, il s'agit de la valeur comportemental. Si vous souhaitez que le trafic reste dans les backends principaux modifications temporaires de l'état, définissez failoverHealthThreshold sur une valeur inférieure.

Les points de terminaison opérationnels sont surchargés lorsque certains d'entre eux ne sont pas opérationnels.

Lorsque failoverHealthThreshold est défini sur une valeur faible, il s'agit de la valeur comportemental. Lorsque certains points de terminaison ne sont pas opérationnels, le trafic vers ces points de terminaison non opérationnels peuvent être réparties entre les points de terminaison restants dans le même MIG ou NEG. Si vous souhaitez que le comportement de basculement soit déclenché de manière anticipée, définissez failoverHealthThreshold sur une valeur plus élevée.

Limites et points à noter

Vous trouverez ci-dessous les limites et considérations à prendre en compte. lorsque vous configurez l'équilibrage de charge avancé.

Cascade par zone

  • Lors d'événements de maintenance transparente, il est possible que le trafic temporairement équilibrés en dehors de la zone locale.

  • Attendez-vous à des cas où certains MIG ou NEG ont atteint leur capacité maximale, tandis que d'autres Les NEG de la même région sont sous-utilisés.

  • Si la source du trafic vers votre service se trouve dans la même zone que son vous constatez une réduction du trafic interzone.

  • Une zone peut être mappée à différents clusters de matériel physique interne dans les centres de données Google, par exemple à cause de la virtualisation de zone. Dans ce cas, il est possible que les VM d'une même zone ne soient pas chargées de manière uniforme. En général, la latence globale sera optimisée.

Sprays dans la région

  • Si les points de terminaison d'un MIG ou d'un NEG tombent en panne, les conséquences sont généralement répartis sur un ensemble plus large de clients ; en d'autres termes, un plus grand nombre des clients du réseau maillé pourraient être affectés, mais moins gravement.

  • Étant donné que les clients envoient des requêtes à tous les MIG ou NEG de la région, dans certains dans certains cas, cela peut augmenter le trafic interzone.

  • Le nombre de connexions ouvertes sur des points de terminaison peut augmenter, entraînant une utilisation accrue des ressources.

Backends préférés

  • Les MIG ou les NEG configurés en tant que backends préférés peuvent être éloignés du et peut entraîner une latence moyenne plus élevée pour les clients. Cela peut se produire même s'il existe d'autres MIG ou NEG qui pourraient servir les clients avec une latence plus faible.

  • Des algorithmes d'équilibrage de charge au niveau mondial (cascade par région, spray vers région, cascade par zone) ne s'appliquent pas aux MIG ni aux NEG configurés backends.

Drainage de capacité automatique

  • Le nombre minimal de MIG qui ne sont jamais drainés diffère du nombre définie avec serviceLbPolicies.

  • Par défaut, le nombre minimal de MIG qui ne sont jamais drainés est de 1.

  • Si serviceLbPolicies est défini, le pourcentage minimal de MIG ou de NEG qui ne sont jamais est de 50%. Dans les deux configurations, un MIG ou un NEG est marqué comme non opérationnel si moins de 25% des instances ou des points de terminaison du MIG ou du NEG en bonne santé.

  • Pour annuler le drainage d'un MIG ou d'un NEG après un drainage, au moins 35% des les instances ou les points de terminaison doivent être opérationnels. Cela est nécessaire pour s'assurer qu'un MIG ou un NEG ne va pas osciller entre les états de drainage et les états non drainés.

  • Les mêmes restrictions s'appliquent au scaler de capacité pour les backends qui n'utilisent pas de s'appliquent également ici.

Étape suivante