Cloud Service Mesh-Load-Balancing

Cloud Service Mesh verwendet Sidecar-Proxys oder proxylose gRPC-Dienste, um globales Load-Balancing für Ihre internen Mikrodienste bereitzustellen. Sie können interne Mikrodienste (basierend auf Sidecar-Proxys oder proxyloses gRPC) mit Instanzen in mehreren Regionen bereitstellen. Cloud Service Mesh stellt den Sidecar-Proxys oder proxylosen gRPC-Informationen Status-, Routing- und Back-End-Informationen bereit, sodass diese für einen Dienst ein optimales Traffic-Routing zu Anwendungsinstanzen in mehreren Cloud-Regionen vornehmen können.

Im folgenden Diagramm gelangt der Nutzertraffic über einen externen globalen Load-Balancer in eine Google Cloud-Bereitstellung. Der externe Load-Balancer verteilt den Traffic an den Front-End-Mikrodienst in us-central1 oder asia-southeast1, je nach Standort des Endnutzers.

Die interne Bereitstellung umfasst drei globale Mikrodienste: Front End, Einkaufswagen und Zahlungen. Jeder Dienst wird in verwalteten Instanzgruppen (MIGs) in zwei Regionen ausgeführt: us-central1 und asia-southeast1. Cloud Service Mesh verwendet einen globalen Load-Balancing-Algorithmus, der den Traffic vom Nutzer in Kalifornien an die in us-central1 bereitgestellten Mikrodienste weiterleitet. Anfragen des Nutzers in Singapur werden an die Mikrodienste in asia-southeast1 weitergeleitet.

Eine eingehende Nutzeranfrage wird zunächst an den Frontend-Mikrodienst adressiert Anschließend leitet der Dienstproxy, der auf dem Host mit dem Frontend installiert ist, den Traffic an den Einkaufswagen weiter. Der Sidecar-Proxy auf dem Host mit dem Einkaufswagen sorgt am Ende für die Weiterleitung des Traffics an den Mikrodienst für Zahlungen. In einer proxylosen gRPC-Umgebung würde Ihre gRPC-Anwendung die Traffic-Verwaltung übernehmen.

Cloud Service Mesh in einer Bereitstellung mit globalem Load-Balancing
Cloud Service Mesh in einer Bereitstellung mit globalem Load-Balancing (zum Vergrößern klicken)

Wenn Cloud Service Mesh im folgenden Beispiel Ergebnisse der Systemdiagnose erhält, die darauf hinweisen, dass die VM-Instanzen, auf denen der Einkaufswagen-Mikrodienst in us-central1 ausgeführt wird, fehlerhaft sind, weist Cloud Service Mesh den Sidecar-Proxy für die Front-End-Mikrodienste an, den Traffic auf den in asia-southeast1 ausgeführten Einkaufswagen-Mikrodienst auszulagern. Da Autoscaling in die Trafficverwaltung in Google Cloud eingebunden ist, benachrichtigt Cloud Service Mesh die MIG in asia-southeast1 über den zusätzlichen Traffic und die MIG wird größer.

Cloud Service Mesh erkennt, dass alle Back-Ends des Mikrodiensts für Zahlungen fehlerfrei sind. Daher weist Cloud Service Mesh den Proxy von Envoy für den Einkaufswagen an, einen Teil des Traffics – bis zur konfigurierten Kapazität des Kunden – an asia-southeast1 zu senden und den Rest an us-central1 zu übergeben.

Failover mit Cloud Service Mesh in einer Bereitstellung mit globalem Load-Balancing.
Failover mit Cloud Service Mesh in einer Bereitstellung mit globalem Load-Balancing (zum Vergrößern klicken)

Load-Balancing-Komponenten in Cloud Service Mesh

Während der Cloud Service Mesh-Einrichtung konfigurieren Sie mehrere Load-Balancing-Komponenten:

  • Der Back-End-Dienst, der Konfigurationswerte enthält.
  • Eine Systemdiagnose für die VMs und die Google Kubernetes Engine-Pods (GKE) in Ihrer Bereitstellung.
  • Mit den Dienst-Routing-APIs eine Mesh- oder Gateway-Ressource und eine Route-Ressource.
  • Bei den Load-Balancing-APIs eine globale Weiterleitungsregel, die die VIP-Adresse, einen Zielproxy und eine URL-Zuordnung enthält.

Ein mit xDS API kompatibler Sidecar-Proxy (z. B. Envoy) wird auf einer Client-VM-Instanz oder in einem Kubernetes-Pod ausgeführt. Cloud Service Mesh dient als Steuerungsebene und verwendet xDS APIs, um direkt mit jedem Proxy zu kommunizieren. Auf der Datenebene sendet die Anwendung Traffic an die in der Weiterleitungsregel oder der Ressource Mesh konfigurierte VIP-Adresse. Der Sidecar-Proxy oder Ihre gRPC-Anwendung fängt den Traffic ab und leitet ihn an das entsprechende Back-End weiter.

Das folgende Diagramm zeigt eine Anwendung, die auf Compute Engine-VMs oder GKE-Pods ausgeführt wird, die Komponenten und den Trafficfluss in einer Cloud Service Mesh-Bereitstellung. Sie zeigt Cloud Service Mesh und die Cloud Load Balancing-Ressourcen, die zur Bestimmung des Traffic-Routings verwendet werden. Das Diagramm zeigt die älteren Load-Balancing-APIs.

Zu konfigurierende Cloud Service Mesh-Ressourcen.
Zu konfigurierende Cloud Service Mesh-Ressourcen (zum Vergrößern klicken)

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