Présentation de l'équilibrage de charge avancé

L'équilibrage de charge avancé propose 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 déterminer la répartition du trafic entre les backends.

Vous pouvez choisir l'une des options d'algorithme suivantes pour l'équilibrage de charge avancé :

  • Cascade par région (algorithme par défaut)
  • Répartition dans la région.
  • Vaporisez le monde entier.
  • Cascade par zone.

Les options supplémentaires suivantes sont disponibles:

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

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

Comment Cloud Service Mesh achemine et équilibre la charge du trafic

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

Comment Cloud Service Mesh prend des décisions d'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 des caractéristiques de la requête et des règles de routage dans la ressource Route ou le mappage d'URL, 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 ou le NEG. 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 backend 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 (NEG) 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 celui à choisir en fonction de vos besoins commerciaux spécifiques.

Équilibrer le trafic entre les backends d'une région

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

Avec la cascade par région, les backends reçoivent du trafic en fonction de leur capacité, ce qui offre une protection contre la surcharge des backends. Le trafic est envoyé au-delà des limites de zone si nécessaire pour que les backends soient chargés de manière uniforme dans la région. Même si la zone locale du client dispose d'une capacité restante, il existe un trafic interzone. Les requêtes de chaque client peuvent être réparties sur plusieurs MIG ou NEG zonaux dans la région, ce qui permet de maintenir la charge sur les MIG ou NEG uniforme lorsque la charge de trafic provenant des clients n'est pas uniforme.

Améliorez la résilience en répartissant le trafic d'un client sur plusieurs zones

L'algorithme par cascade par région par défaut tente d'équilibrer l'utilisation de la capacité sur 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 entraîne un trafic interzone plus élevé de manière cohérente, même lorsqu'il reste de la capacité dans la zone locale, et peut entraîner une zone affectée plus importante pour le trafic provenant de Cloud Service Mesh, si deux clients Cloud Service Mesh envoient du trafic vers les mêmes zones.

Répartissez le trafic de votre client sur tous les backends de plusieurs régions

Comme indiqué dans les sections précédentes, l'algorithme de diffusion par région répartit le trafic de chaque client sur 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 vos 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 de la zone, jusqu'à sa capacité, avant d'envoyer le trafic vers le MIG ou le NEG suivant dans la zone jusqu'à ce que toute la capacité du MIG ou du NEG dans 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. La latence globale peut être légèrement améliorée, car les backends locaux les plus proches sont privilégiés. 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 algorithmes d'équilibrage de charge de Cloud Service Mesh.

Comportement Cascade par région Répartition dans la région Répartition dans le monde Cascade 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 en 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. 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. Inférieure, car les pics de zone uniques sont répartis sur toutes les régions. Plus élevée, car les pics de zone unique sont plus susceptibles d'être entièrement diffusés par une seule zone jusqu'à ce que Cloud Service Mesh soit en mesure de réagir.

Autres options avancées d'équilibrage de charge

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

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 avant que les requêtes ultérieures ne soient acheminées vers les backends restants. Cloud Service Mesh distribue d'abord le trafic client vers les backends préférés, ce qui réduit les latences de requête pour vos clients.

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

Un cas d'utilisation est le débordement vers Google Cloud, où vous spécifiez que les ressources de calcul sur site, représentées par un NEG de connectivité hybride, doivent être entièrement utilisées avant que les requêtes ne soient acheminées vers des MIG ou des NEG de backend Google Cloud à échelle automatique. Cette configuration peut réduire la consommation de calcul Google Cloud tout en conservant la résilience nécessaire pour effectuer progressivement un basculement ou un transfert vers Google Cloud si nécessaire.

Drainage de capacité automatique

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 l'envoi de requêtes au backend non opérationnel. De plus, le trafic est équilibré entre les backends opérationnels pour éviter leur surcharge et optimiser la latence globale.

Cette option est semblable à la définition de capacityscalar sur 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 défaillants 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 utiliser le drainage automatique de la capacité avec les backends de votre choix. 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 de 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 sont considérés comme optimaux en termes de latence et d'utilisation de la capacité. On les appelle des 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'y envoyer du trafic et transfère le trafic vers des backends opérationnels.

La ressource serviceLbPolicy inclut un champ, failoverHealthThreshold, dont la valeur peut être personnalisée pour contrôler le comportement de 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 à l'aide de 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 basculer le trafic vers des points de terminaison opérationnels du backend principal pour tenter de stabiliser le trafic.

Si trop de points de terminaison du backend ne sont pas opérationnels, les points de terminaison restants ne peuvent pas gérer le trafic supplémentaire. Dans ce cas, le seuil de défaillance est utilisé pour déterminer si le basculement est déclenché ou non. Cloud Service Mesh tolère l'état de non-santé jusqu'au seuil, puis transfère une partie du trafic des backends principaux vers les backends de basculement.

Le seuil de capacité de basculement est une valeur en pourcentage. La valeur que vous définissez détermine quand Cloud Service Mesh redirige le trafic vers les backends de basculement. Vous pouvez 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 pour examiner la façon dont le trafic circule vers vos backends. Des métriques réseau et Cloud Service Mesh supplémentaires peuvent vous aider à comprendre comment les décisions d'équilibrage de charge sont prises. 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 en fonction de la capacité configurée. N'oubliez pas que cette procédure n'est pas garantie. Pour en savoir plus, consultez la documentation du service de backend.

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 éloignés avant les plus proches

Il s'agit du comportement prévu lorsque les backends préférés sont configurés avec des MIG ou des NEG plus éloignés. 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 attendu lorsque les MIG ou les NEG sont vidés, car un autoCapacityDrain est configuré. Avec ce paramètre, les MIG ou les NEG contenant de nombreux points de terminaison non opérationnels seront exclus des décisions d'équilibrage de charge et seront donc évités. 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 lorsque certains MIG ou NEG sont préférés

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

Lorsque des backends préférés sont configurés et qu'ils n'ont pas encore atteint leur limite de capacité, le trafic n'est 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 même source

Il s'agit du comportement souhaité en cas d'utilisation de la pulvérisation sur zone ou sur Terre. Toutefois, vous risquez de rencontrer des problèmes de distribution plus large de votre trafic. Par exemple, les taux de réussite du cache peuvent être réduits, car les backends voient le trafic d'un plus grand nombre 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 du comportement attendu. 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 destiné à ces points de terminaison non opérationnels peut être réparti entre les points de terminaison restants du 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 ce que certains MIG ou NEG soient saturés, tandis que d'autres MIG ou NEG de la même région soient sous-utilisés.

  • Si la source du trafic vers votre service se trouve dans la même zone que ses points de terminaison, le trafic interzones est réduit.

  • Une zone peut être mappée à différents clusters de matériel physique interne dans les centres de données Google, par exemple en raison 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 est optimisée.

Spray-to-region

  • Si les points de terminaison d'un MIG ou d'un NEG tombent en panne, les conséquences se répartissent généralement sur un plus grand nombre de clients. En d'autres termes, un plus grand nombre de clients en réseau maillé peuvent être affectés, mais de manière moins grave.

  • 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 NEG configurés en tant que backends préférés peuvent être éloignés des clients et 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.

  • Les algorithmes d'équilibrage de charge globaux (cascade par région, diffusion par région, cascade par zone) ne s'appliquent pas aux MIG ni aux NEG configurés en tant que backends préférés.

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 sain si moins de 25 % des instances ou des points de terminaison du MIG ou du NEG sont sains.

  • Pour qu'un MIG ou un NEG puisse se vider après un vidage, au moins 35 % des instances ou des points de terminaison doivent être opérationnels. Cela permet de s'assurer qu'un MIG ou un NEG ne passe pas d'un état de vidange à un état non vidangé.

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

Étape suivante