Panoramica della gestione avanzata del traffico

Questo documento è rivolto agli amministratori di mesh o piattaforme e servizi sviluppatori che hanno un livello di familiarità con queste Concetti di Cloud Service Mesh e mesh di servizi e chi determina e configura il modo il traffico viene gestito in un deployment Cloud Service Mesh.

Cloud Service Mesh offre funzionalità avanzate per la gestione del traffico che ti offrono un controllo granulare di come viene gestito il traffico. Cloud Service Mesh supporta i seguenti casi d'uso:

  • Routing granulare del traffico delle richieste a uno o più servizi.
  • Suddivisione del traffico in base al peso per distribuire il traffico su più servizi.
  • Criteri di mirroring del traffico che inviano richieste a un servizio di debug e in un'altra libreria. Il mirroring del traffico non è supportato con la risorsa TCPRoute o TLSRoute.
  • Distribuzione ottimizzata del traffico tra i backend di un servizio per un migliore bilanciamento del carico.

Queste funzionalità avanzate di gestione del traffico consentono di in termini di disponibilità e prestazioni. Uno dei vantaggi dell'utilizzo di Cloud Service Mesh per questi casi d'uso è che puoi aggiornare la modalità di gestione del traffico senza dover modificare il codice dell'applicazione.

La gestione del traffico in un mesh di servizi Cloud Service Mesh si basa su quanto segue di risorse:

  • La risorsa Mesh, che identifica il service mesh e rappresenta il componente responsabile del forwarding del traffico e dell'applicazione dei criteri. La risorsa Mesh identifica anche la porta di intercettazione del traffico.
  • Gateway, che identifica i proxy intermedi e rappresenta la risorsa che rimane in ascolto su un elenco di coppie indirizzo:porta, inoltra traffico e applica i criteri.
  • Risorsa Route, che può essere di diversi tipi e contiene informazioni sul routing del traffico per la mesh. Le risorse Route identificano i nomi host e le porte che i client possono utilizzare per instradare il traffico ai servizi di backend. Di seguito sono riportati i tipi di risorse Route:
    • HTTPRoute, che è disponibile solo nei mesh che utilizzano i proxy Envoy. Quando utilizzi la risorsa HTTPRoute per configurare i proxy Envoy in modo che inviino richieste HTTP, sono disponibili tutte le funzionalità descritte in questo documento.
    • TCPRoute, disponibile solo nei mesh che utilizzano proxy Envoy.
    • TLSRoute, disponibile solo nei mesh che utilizzano proxy Envoy.
    • GRPCRoute, disponibile nei mesh che utilizzano proxy sidecar Envoy e gRPC senza proxy. Quando utilizzi servizi o applicazioni gRPC senza proxy con Cloud Service Mesh, alcune delle funzionalità descritte in documento non disponibile.
  • Servizio di backend, a cui sono associate Route risorse.

Configurazione

Per configurare la gestione avanzata del traffico, utilizza gli stessi Route e le risorse dei servizi di backend che utilizzi durante la configurazione di Cloud Service Mesh. Cloud Service Mesh, a sua volta, configura i proxy Envoy e le applicazioni gRPC proxyless per applicare i criteri di gestione avanzata del traffico che hai configurato.

In linea generale, devi:

  1. Configura una risorsa Mesh per identificare il service mesh.

  2. Configura le risorse Route per eseguire le seguenti operazioni, in base alle caratteristiche della richiesta in uscita:

    1. Seleziona il servizio di backend a cui vengono instradate le richieste.

    2. Se vuoi, puoi eseguire altre azioni.

  3. Configura il servizio di backend per controllare la modalità di distribuzione del traffico ai backend e agli endpoint dopo la selezione di un servizio di destinazione.

Routing del traffico e azioni

In Cloud Service Mesh, il traffico viene instradato in base ai valori nella risorsa Mesh, Route risorsa e risorsa del servizio di backend. Tutte le funzionalità avanzate di gestione del traffico relative a routing e azioni vengono configurate utilizzando gli oggetti Route.

Le seguenti sezioni descrivono le funzionalità avanzate di gestione del traffico che che puoi configurare negli oggetti Route.

Gestione delle richieste

Quando un cliente invia una richiesta, questa viene gestita come descritto nei seguenti passaggi:

  1. La richiesta è abbinata a una risorsa Route specifica come segue:

    • Se utilizzi Envoy:
      • L'intestazione host nella richiesta HTTP viene associata al campo hostnames in ogni risorsa HTTPRoute o GRPCRoute per selezionare la risorsa Route corretta per la richiesta. Solo HTTPRoute e GRPCRoute risorse hanno il campo hostnames.
      • L'indirizzo IP corrisponde al routing del traffico TCP utilizzando TCPPRoute.
      • SNI e ALPN vengono utilizzati per il passthrough TLS utilizzando TLSRoute.
      • Le risorse HTTPRoute e GRPCRoute associate a un Mesh o a un Gateway devono avere nomi host univoci. Se provi ad allegare più route con nomi host in conflitto, la configurazione viene rifiutata.
      • Analogamente, il campo IP:Port di TCPRoute deve essere univoco, altrimenti la configurazione viene rifiutata.
      • Analogamente, SNI e ALPN devono essere univoci per il TLSRoute.
      • Se sono presenti nomi host sovrapposti, ad esempio a.example.com e *.example.com, la richiesta corrisponde al percorso più specifico.
    • Se utilizzi gRPC senza proxy:
      • I client gRPC senza proxy utilizzano lo schema di risoluzione dei nomi xds. Loro risolvi hostname[:port] nell'URI di destinazione inviando una richiesta in Cloud Service Mesh.
      • Solo la porta di una risorsa GRPCRoute viene confrontata con la porta nell'URI di destinazione (ad esempio, xds:///example.hostname:8080). L'URI di destinazione deve corrispondere esattamente alla stringa nel campo hostnames di GRPCRoute.

  2. La risorsa Route può contenere ulteriori informazioni e regole di routing.

  3. Dopo aver selezionato il servizio di backend di destinazione, il traffico viene distribuito tra i backend o gli endpoint del servizio di backend di destinazione in base alla configurazione nella risorsa del servizio di backend.

Il secondo passaggio è descritto nella sezione seguente, Routing semplice basato su host e percorso. Il terzo passaggio prevede discussi in Routing e azioni avanzati.

Routing semplice basato su host e percorso

Cloud Service Mesh supporta uno schema di routing semplificato e una schema avanzato. Nello schema semplice, specifichi un host e, facoltativamente, un del tuo percorso di apprendimento. L'host e il percorso della richiesta vengono valutati per determinare il servizio di backend a cui viene instradata la richiesta.

  • L'host della richiesta è la parte del nome di dominio di un URL, ad esempio la parte host dell'URL http://example.com/video/ è example.com.
  • Il percorso della richiesta è la parte dell'URL che segue il nome host, Ad esempio, la porzione del percorso dell'URL http://example.com/video/ è /video.

Imposti il routing semplice in base all'host e al percorso nella mappa di regole di routing, che è composta da quanto segue:

  • Un Mesh globale
  • Un HTTPRoute o un GRPCRoute

La maggior parte della configurazione viene eseguita in HTTPRoute. Dopo aver creato mappa di regole di routing iniziale, devi modificare solo la risorsa HTTPRoute.

La regola più semplice è una regola predefinita, in cui specifichi solo una regola host con caratteri jolly (*) e un matcher percorso con un servizio predefinito. Dopo aver creato la regola predefinita, puoi aggiungere altre regole che specificano host e percorsi diversi. Le richieste in uscita vengono valutate in base a queste regole come segue:

  • Se l'host di una richiesta (ad esempio example.com) corrisponde al nome host di HTTPRoute:

    1. Viene valutato successivamente il RouteRule. RouteRule specifica come abbinare il traffico e come indirizzarlo quando viene trovato un'associazione.
    2. Ogni RouteRule contiene una o più corrispondenze di route valutate rispetto al percorso della richiesta.
    3. Se viene trovata una corrispondenza, la richiesta viene inoltrata al servizio specificato nel RouteAction.

Per ulteriori informazioni sui campi delle risorse di HTTPRoute e sul loro funzionamento, consulta la documentazione dell'API di servizio di rete.

Routing e azioni avanzati

Se vuoi fare di più che inoltrare una richiesta in base all'host e al percorso della richiesta, puoi configurare regole avanzate per inoltrare le richieste ed eseguire azioni.

A livello generale, il routing e le azioni avanzate funzionano come segue:

  1. Come per il routing semplice, l'host della richiesta viene confrontato con le regole di hosting configurate in HTTPRoute o GRPCRoute. Se una richiesta host corrisponde al nome host, viene valutato HTTPRoute o GRPCRoute.
  2. Dopo aver selezionato un percorso, puoi applicare azioni.

Routing avanzato

Il routing avanzato è simile al routing semplice descritto in precedenza, tranne per il fatto che puoi specificare condizioni di corrispondenza aggiuntive. Ad esempio, puoi specificare che una regola corrisponde all'intestazione di una richiesta se il nome di quest'ultima corrisponde esattamente o solo parzialmente, ad esempio in base al prefisso o al suffisso. Una regola può avere una corrispondenza in base alla valutazione del nome dell'intestazione rispetto a una normale o su altri criteri, come il controllo della presenza di un'intestazione.

Per ulteriori condizioni di corrispondenza e dettagli per headerMatches e queryParameterMatches, consulta le API REST network services.

Combinando host, percorso, intestazione e parametri di ricerca con la corrispondenza di traffico, puoi creare regole altamente espressive che si adattano i tuoi requisiti di gestione. Per maggiori dettagli consulta la tabella seguente.

Applicazione basata su HTTP Applicazione basata su gRPC
Confronto tra host HTTP e host gRPC

L'host è la parte del nome di dominio dell'URL che l'applicazione che ti chiama.

Ad esempio, la parte dell'host dell'URL http://example.com/video/ è example.com.

L'host è il nome utilizzato da un client nell'URI del canale per collegarsi a un servizio specifico.

Ad esempio, la parte host dell'URI del canale xds:///example.com è example.com.
Percorsi HTTP e percorsi gRPC

Il percorso è la parte dell'URL che segue il nome host.

Ad esempio, la parte del percorso dell'URL http://example.com/video è /video.

Il percorso si trova nell'intestazione :path della richiesta HTTP/2 e ha il seguente aspetto: /SERVICE_NAME/METHOD_NAME.

Ad esempio, se chiami il metodo Download sul servizio gRPC Example, i contenuti dell'intestazione :path sono simili a /Example/Download.
Altre intestazioni gRPC (metadati) gRPC supporta l'invio metadati tra il client gRPC e il server gRPC per fornire informazioni su una chiamata RPC. Questi metadati sono sotto forma di coppie chiave-valore che vengono trasmesse come intestazioni nella richiesta HTTP/2.

Azioni

Cloud Service Mesh ti consente di specificare le azioni che il tuo Envoy le applicazioni gRPC senza proxy prendono in considerazione la gestione delle richieste. Le seguenti azioni possono essere configurate utilizzando Cloud Service Mesh.

Azione Nome campo API Descrizione
Reindirizzamenti redirect [pathredirect?] Restituisce un codice di risposta 3xx configurabile. Imposta anche intestazione della risposta Location con l'URI appropriato, sostituendo l'host e il percorso come specificato nell'azione di reindirizzamento.
Riscrittura URL urlRewrite Riscrivi la parte del nome host dell'URL, la parte del percorso dell'URL o entrambe prima di inviare una richiesta al servizio di backend selezionato.
Trasformazioni dell'intestazione requestHeaderModifier/responseHeaderModifier? Aggiunge o rimuove le intestazioni delle richieste prima di inviare una richiesta al servizio di backend. Può anche aggiungere o rimuovere le intestazioni di risposta dopo aver ricevuto una risposta dal servizio di backend.
Mirroring del traffico requestMirrorPolicy

Oltre a inoltrare la richiesta al backend selezionato invia una richiesta identica al backend di mirroring configurato su un incendio e dimenticarsi. Il bilanciatore del carico non attende una risposta dal backend a cui invia la richiesta sottoposta a mirroring.

Il mirroring è utile per testare una nuova versione di un servizio di backend. Puoi utilizzarla anche per eseguire il debug degli errori di produzione in una versione di debug al servizio di backend anziché nella versione di produzione.
Suddivisione del traffico in base alla ponderazione weiDestination.serviceNameght

Consente di distribuire il traffico per una regola con corrispondenza a più backend, in proporzione a un peso definito dall'utente assegnato al singolo servizio di backend.

Questa funzionalità è utile per configurare deployment a fasi o A/B. test. Ad esempio, l'azione di route potrebbe essere configurata in modo che Il 99% del traffico viene inviato a un servizio che esegue una di un'applicazione, mentre l'1% del traffico viene inviato separato che esegue una versione più recente dell'applicazione.
Nuovi tentativi retryPolicy Consente di configurare le condizioni in base alle quali il bilanciatore del carico riprova le richieste non riuscite, il tempo di attesa prima del nuovo tentativo e il numero massimo di tentativi consentiti.
Timeout timeout Specifica il timeout per la route selezionata. Il timeout è stato calcolato dal momento dell'elaborazione completa della richiesta fino al momento in cui la risposta viene elaborata completamente. Il timeout include tutti i tentativi di ripetizione.
Fault injection faultInjectionPolicy Introduce errori durante la gestione delle richieste per simulare gli errori, tra cui alta latenza, sovraccarico del servizio, errori del servizio e rete il partizionamento orizzontale. Questa funzionalità è utile per testare la resilienza di un servizio ai guasti simulati.
Criteri di sicurezza corsPolicy I criteri di condivisione delle risorse tra origini (CORS) gestiscono le impostazioni per l'applicazione delle richieste CORS.

Per ulteriori informazioni sulle azioni e su come funzionano, vedi API Network Services.

In ogni regola di routing, puoi specificare una delle seguenti azioni di routing:

  • Instrada il traffico a un singolo servizio (destination.serviceName)
  • Suddividi traffico tra più servizi (destination.weight)
  • URL di reindirizzamento (redirect)

Inoltre, puoi combinare una delle azioni di routing menzionate in precedenza con una o più delle seguenti azioni di routing (chiamate azioni dei componenti aggiuntivi nella console Google Cloud):

  • Manipolare le intestazioni delle richieste o delle risposte (requestHeaderModifier/responseHeaderModifier)
  • Mirroring del traffico (requestMirrorPolicy)
  • Riscrivere l'host, il percorso o entrambi gli elementi dell'URL (urlRewrite)
  • Riprova richieste non riuscite (retryPolicy)
  • Imposta timeout (timeout)
  • Introduci errori in una percentuale del traffico (faultInjectionPolicy)
  • Aggiungi criterio CORS (corsPolicy)

Poiché le azioni sono associate a regole specifiche, il proxy Envoy o l'applicazione gRPC senza proxy può applicare azioni diverse in base alla richiesta che sta gestendo.

Distribuisci il traffico tra i backend di un servizio

Come discusso in Gestione delle richieste, quando un client gestisce una richiesta in uscita, seleziona prima un servizio di destinazione. Dopo aver selezionato un servizio di destinazione, deve capire quale deve ricevere la richiesta dal backend o dall'endpoint.

Distribuzione del traffico tra i backend.
Distribuzione del traffico tra i backend (fai clic per ingrandire)

Nel diagramma precedente, la Regola è stata semplificata. La Regola è tipicamente una regola host, un matcher percorso e una o più regole percorso o route. Il servizio di destinazione è il servizio (di backend). Backend 1, ... e Il backend riceve e gestisce la richiesta. Questi backend potrebbero essere, ad esempio le istanze di macchine virtuali (VM) Compute Engine che ospitano il codice dell'applicazione lato server.

Per impostazione predefinita, il client che gestisce la richiesta invia le richieste al backend integro più vicino con capacità disponibile. Per evitare di sovraccaricare un backend specifico, utilizza l'algoritmo di bilanciamento del carico round robin per bilanciare le richieste successive su altri backend del servizio di destinazione. In alcuni casi, però, potresti voler avere un controllo più granulare su questo comportamento.

Bilanciamento del carico, affinità sessione e protezione dei backend

Per ogni servizio puoi impostare i seguenti criteri di distribuzione del traffico.

Norme Nome campo API Descrizione
Modalità di bilanciamento del carico balancingMode Controlla in che modo un gruppo di endpoint di rete (NEG) o un'istanza gestita gruppo (MIG) viene selezionato dopo che è stato eseguito un servizio di destinazione selezionato. Puoi configurare la modalità di bilanciamento per distribuire il carico in base alle connessioni simultanee e alla frequenza delle richieste.
Criterio di bilanciamento del carico localityLbPolicy Imposta l'algoritmo di bilanciamento del carico utilizzato per distribuire il traffico tra i backend all'interno di un NEG o un gruppo di istanze gestite. Per ottimizzare il rendimento, puoi scegliere tra vari algoritmi (come round robin o minima richiesta).
Affinità sessione sessionAffinity

Fornisce un tentativo di invio delle richieste basato sul criterio del "best effort" da un particolare client allo stesso backend per tutto il tempo per cui il backend è integro e ha capacità.

Cloud Service Mesh supporta quattro opzioni di affinità di sessione: l'indirizzo IP del client, basata su cookie HTTP, basata su intestazione HTTP e affinità del cookie generata (generata da Cloud Service Mesh).
Hash coerente consistentHash Fornisce affinità sessione software basata su intestazioni HTTP, cookie o altre proprietà.
Interruttori di sicurezza circuitBreakers Imposta limiti superiori al volume di connessioni e richieste per connessione a un servizio di backend.
Rilevamento outlier outlierDetection Specifica i criteri per (1) rimuovere i backend o gli endpoint non integri dalle MIG o dalle NEG e (2) aggiungere di nuovo un backend o un endpoint quando è considerato sufficientemente integro per ricevere nuovamente il traffico. Il controllo di integrità associato al servizio determina se un backend o un endpoint sono considerati integri.

Per ulteriori informazioni sulle diverse opzioni di distribuzione del traffico e sul loro funzionamento, consulta i seguenti documenti:

Esempi di casi d'uso

La gestione avanzata del traffico soddisfa molti casi d'uso. Questa sezione fornisce una alcuni esempi di alto livello.

Puoi trovare altri esempi, incluso codice di esempio, in Configurare la gestione avanzata del traffico con Envoy e Configurare la gestione avanzata del traffico con servizi gRPC proxyless.

Routing del traffico granulare per la personalizzazione

Puoi indirizzare il traffico a un servizio in base ai parametri della richiesta. Per Ad esempio, potresti usare questo servizio per offrire un'esperienza più personalizzata per utenti Android. Nel seguente diagramma, Cloud Service Mesh configura il tuo service mesh in modo da inviare richieste con l'intestazione user-agent:Android al servizio Android anziché al servizio generico.

Routing in base all'intestazione user-agent impostata su Android.
Routing in base all'intestazione user-agent impostata su Android (fai clic per ingrandire)

Suddivisione del traffico in base al peso per deployment più sicuri

Il deployment di una nuova versione di un servizio di produzione esistente può essere rischioso. Uniforme una volta superati i test in un ambiente di test, potrebbe essere utile non eseguire il routing gli utenti alla nuova versione.

Cloud Service Mesh ti consente di definire suddivisioni del traffico in base al peso per distribuire il traffico su più servizi. Ad esempio, puoi inviare l'1% del traffico alla nuova versione del servizio, monitorare il funzionamento di tutto e poi aumentare gradualmente la proporzione di traffico che va al nuovo servizio.

Suddivisione del traffico in base al peso in Cloud Service Mesh.
Suddivisione del traffico basata sui pesi di Cloud Service Mesh (fai clic per ingrandire)

Mirroring del traffico per il debug

Quando esegui il debug di un problema, potrebbe essere utile inviare copie dei dati di produzione a un servizio di debug, Cloud Service Mesh ti consente di configurare la richiesta i criteri di mirroring in modo che le richieste vengano inviate a un servizio e a copie di questi vengono inviate a un altro servizio.

Mirroring del traffico di Cloud Service Mesh.
Mirroring del traffico di Cloud Service Mesh (fai clic per ingrandire)

Bilanciamento del carico ottimizzato per le prestazioni

A seconda delle caratteristiche della tua applicazione, potresti scoprire che migliorare le prestazioni e la disponibilità ottimizzando le modalità di distribuzione del traffico nei backend di un servizio. Con Cloud Service Mesh, puoi applicare algoritmi di bilanciamento del carico avanzati in modo che il traffico venga distribuito per soddisfare le tue esigenze.

Il seguente diagramma, a differenza dei precedenti, mostra sia un servizio di backend di destinazione (Servizio di produzione) sia i backend per quel servizio di backend (Macchina virtuale 1, Macchina virtuale 2, Macchina virtuale 3). Con gestione avanzata del traffico, puoi configurare il modo in cui un servizio di backend di destinazione e il modo in cui il traffico viene distribuito tra i backend per servizio di destinazione.

Bilanciamento del carico di Cloud Service Mesh.
Bilanciamento del carico di Cloud Service Mesh (fai clic per ingrandire)

Per ulteriori informazioni sul bilanciamento del carico con Cloud Service Mesh, consulta la Panoramica del bilanciamento del carico avanzato.

Passaggi successivi