Cloud Service Mesh mit Netzwerk-Endpunktgruppen für Hybridkonnektivität

Cloud Service Mesh unterstützt Umgebungen, die über Google Cloud hinausgehen, einschließlich lokaler Rechenzentren und anderer öffentlicher Clouds, die Sie über Hybridkonnektivität erreichen können.

Sie konfigurieren Cloud Service Mesh so, dass Ihr Service Mesh Traffic an Endpunkte außerhalb von Google Cloud senden kann. Zu diesen Endpunkten gehören:

  • Lokale Load-Balancer.
  • Serveranwendungen auf einer VM-Instanz in einer anderen Cloud.
  • Andere Ziele, die Sie mit Hybridkonnektivität erreichen können und die mit einer IP-Adresse und einem Port erreichbar sind.

Sie fügen dazu einer Netzwerk-Endpunktgruppe (NEG) mit Hybridkonnektivität die IP-Adresse und den Port jedes Endpunkts hinzu. Hybridkonnektivitäts-NEGs sind vom Typ NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT.

Die Unterstützung von Cloud Service Mesh für lokale und Multi-Cloud-Dienste ermöglicht Ihnen Folgendes:

  • Sie können Traffic global weiterleiten, auch an die Endpunkte lokaler und Multi-Cloud-Dienste.
  • Nutzen Sie die Vorteile von Cloud Service Mesh und Service Mesh – einschließlich Funktionen wie Diensterkennung und erweiterter Traffic-Verwaltung – für Dienste, die in Ihrer vorhandenen Infrastruktur außerhalb von Google Cloud ausgeführt werden.
  • Kombinieren Sie Cloud Service Mesh-Funktionen mit Cloud Load Balancing, um Google Cloud-Netzwerkdienste für mehrere Umgebungen bereitzustellen.

Hybridkonnektivitäts-NEGs (NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT-NEGs) werden von proxylosen gRPC-Clients nicht unterstützt.

Anwendungsfälle

Cloud Service Mesh kann das Netzwerk zwischen VM- und containerbasierten Diensten in mehreren Umgebungen konfigurieren, darunter:

  • Google Cloud
  • Lokale Rechenzentren
  • Andere öffentliche Clouds

Mesh-Traffic an einen lokalen Speicherort oder zu einer anderen Cloud weiterleiten

Der einfachste Anwendungsfall für dieses Feature ist das Trafficrouting. Ihre Anwendung führt einen Cloud Service Mesh-Envoy-Proxy aus . Cloud Service Mesh informiert den Client über Ihre Dienste und die Endpunkte jedes Dienstes.

Mesh-Traffic an einen lokalen Speicherort oder zu einer anderen Cloud weiterleiten
Routing des Mesh-Traffics zu einem lokalen Speicherort oder zu einer anderen Cloud (zum Vergrößern klicken)

Wenn Ihre Anwendung im vorherigen Diagramm eine Anfrage an den Dienst on-prem sendet, prüft der Cloud Service Mesh-Client die ausgehende Anfrage und aktualisiert ihr Ziel. Als Ziel wird ein Endpunkt festgelegt, der mit dem on-prem-Dienst (in diesem Fall 10.2.0.1) verknüpft ist. Die Anfrage wird dann über Cloud VPN oder Cloud Interconnect an das vorgesehene Ziel weitergeleitet.

Wenn Sie weitere Endpunkte hinzufügen möchten, aktualisieren Sie Cloud Service Mesh, um sie dem Dienst hinzuzufügen. Sie müssen den Anwendungscode nicht ändern.

Vorhandenen lokalen Dienst zu Google Cloud migrieren

Durch Senden von Traffic an einen Endpunkt außerhalb von Google Cloud können Sie Traffic an andere Umgebungen weiterleiten. Diese Funktion lässt sich mit der erweiterten Trafficverwaltung kombinieren, um Dienste zwischen Umgebungen zu migrieren.

Migration von einem lokalen Standort zu Google Cloud.
Von einem lokalen Speicherort zu Google Cloud migrieren (zum Vergrößern klicken)

Das obige Diagramm erweitert das vorherige Muster. Anstatt Cloud Service Mesh so zu konfigurieren, dass der gesamte Traffic an den Dienst on-prem gesendet wird, konfigurieren Sie Cloud Service Mesh so, dass die gewichtete Trafficaufteilung verwendet wird, um den Traffic auf zwei Dienste aufzuteilen.

Bei der Trafficaufteilung können Sie mit dem Senden von 0 % des Traffics an den cloud-Dienst und von 100 % an den on-prem-Dienst beginnen. Anschließend erhöhen Sie bei Bedarf schrittweise den Anteil des an den cloud-Dienst gesendeten Traffics. Schließlich senden Sie 100 % des Traffics an den cloud-Dienst und deaktivieren den on-prem-Dienst.

Edge-Netzwerkdienste von Google Cloud für lokale und Multi-Cloud-Bereitstellungen

Diese Funktionalität kann auch mit den vorhandenen Netzwerklösungen von Google Cloud kombiniert werden. Google Cloud bietet eine breite Palette von Netzwerkdiensten wie globales externes Load-Balancing mit Google Cloud Armor für den DDoS-Schutz (Distributed Denial of Service). Sie können mit Cloud Service Mesh neue Funktionen für Ihre lokalen oder Multi-Cloud-Dienste verwenden. Diese lokalen oder Multi-Cloud-Dienste müssen dabei nicht über das öffentliche Internet verfügbar sein.

Bereitstellungen in mehreren Umgebungen.
Bereitstellungen in mehreren Umgebungen (zum Vergrößern klicken)

Im obigen Diagramm gelangt Traffic von Clients im öffentlichen Internet von einem Google Cloud-Load-Balancer, z. B. unserem globalen externen Application Load Balancer, in das Google Cloud-Netzwerk. Sobald der Traffic den Load-Balancer erreicht, können Sie Edge-Netzwerkdienste wie den DDoS-Schutz von Google Cloud Armor oder die IAP-Nutzerauthentifizierung (Identity-Aware Proxy) anwenden. Weitere Informationen finden Sie unter Edge-Netzwerkdienste für Bereitstellungen in mehreren Umgebungen.

Nachdem Sie diese Dienste angewendet haben, stoppt der Traffic kurz in Google Cloud, wo eine Anwendung oder ein eigenständiger Proxy (konfiguriert) den Traffic über Cloud VPN oder Cloud Interconnect an Ihren lokalen Dienst weiterleitet.

Ressourcen und Architektur von Google Cloud

Dieser Abschnitt enthält Hintergrundinformationen zu den Google Cloud-Ressourcen, mit denen Sie ein von Cloud Service Mesh verwaltetes Service Mesh für lokale und Multi-Cloud-Umgebungen bereitstellen können.

Das folgende Diagramm zeigt die Google Cloud-Ressourcen, die die Unterstützung lokaler und Multi-Cloud-Dienste für Cloud Service Mesh ermöglichen. Die Schlüsselressource ist die NEG und deren Netzwerkendpunkte. Die anderen Ressourcen sind die Ressourcen, die Sie im Rahmen einer standardmäßigen Cloud Service Mesh-Einrichtung konfigurieren. Der Einfachheit halber sind im Diagramm keine Optionen wie mehrere globale Back-End-Dienste zu sehen.

Compute Engine-Ressourcen für lokale und Multi-Cloud-Dienste.
Compute Engine-Ressourcen für lokale und Multi-Cloud-Dienste (zum Vergrößern klicken)

Wenn Sie Cloud Service Mesh konfigurieren, verwenden Sie die API-Ressource für globale Back-End-Dienste, um Dienste zu erstellen. Ein Dienst ist ein logisches Konstrukt, das Folgendes kombiniert:

  1. Richtlinien, die angewendet werden sollen, wenn ein Client versucht, Traffic an den Dienst zu senden
  2. Ein oder mehrere Back-Ends oder Endpunkte, die den Traffic verarbeiten, der für den Dienst bestimmt ist

Lokale und Multi-Cloud-Dienste sind wie alle anderen Dienste, die von Cloud Service Mesh konfiguriert werden. Der Hauptunterschied besteht darin, dass Sie für die Konfiguration der Endpunkte dieser Dienste eine Hybridkonnektivitäts-NEG verwenden. Bei diesen NEGs ist der Netzwerk-Endpunkt-Typ auf NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT gesetzt. Die Endpunkte, die Sie den Hybridkonnektivitäts-NEGs hinzufügen, müssen gültige IP:port-Kombinationen sein, die Ihre Clients erreichen können, z. B. über Hybridkonnektivität wie Cloud VPN oder Cloud Interconnect.

Jede NEG hat einen Netzwerkendpunkttyp und kann nur Netzwerkendpunkte eines Typs enthalten. Dieser Typ bestimmt Folgendes:

  • Das Ziel, an das Ihre Dienste Traffic senden können
  • Das Verhalten der Systemdiagnose

Beim Erstellen der NEG konfigurieren Sie diese so, dass Traffic an ein lokales oder Multi-Cloud-Ziel gesendet werden kann.

  • Legen Sie für den Netzwerkendpunkttyp NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT fest. Dieser Wert stellt eine erreichbare IP-Adresse dar. Wenn dies eine lokale IP-Adresse oder die IP-Adresse eines anderen Cloud-Anbieters ist, muss sie von Google Cloud über Hybridkonnektivität erreichbar sein, etwa in Form der Konnektivität über Cloud VPN oder Cloud Interconnect.
  • Geben Sie eine Google Cloud-Zone an, mit der die geografische Entfernung zwischen Google Cloud und Ihrer lokalen oder Multi-Cloud-Umgebung minimiert wird. Wenn Sie beispielsweise einen Dienst in einer lokalen Umgebung in Frankfurt hosten, können Sie beim Erstellen der NEG die Google Cloud-Zone europe-west3-a angeben.

Das Verhalten von Systemdiagnosen für Netzwerkendpunkte dieses Typs unterscheidet sich von Systemdiagnosen für andere Arten von Netzwerkendpunkten. Während andere Typen von Netzwerkendpunkten das zentrale System von Google Cloud verwenden, nutzen NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT-Netzwerkendpunkte das Verfahren der verteilten Systemdiagnose von Envoy. Weitere Informationen finden Sie im Abschnitt Einschränkungen und weitere Überlegungen.

Informationen zu Konnektivität und Netzwerken

Ihre Cloud Service Mesh-Clients wie Envoy-Proxys müssen unter trafficdirector.googleapis.com:443 eine Verbindung zum Cloud Service Mesh herstellen können. Wenn Sie die Verbindung zur Cloud Service Mesh-Steuerungsebene verlieren, geschieht Folgendes:

  • Vorhandene Cloud Service Mesh-Clients können keine Konfigurationsupdates von Cloud Service Mesh erhalten. Sie funktionieren weiterhin gemäß ihrer aktuellen Konfiguration.
  • Neue Cloud Service Mesh-Clients können keine Verbindung zum Cloud Service Mesh herstellen. Das Service Mesh kann erst verwendet werden, wenn die Verbindung wiederhergestellt ist.

Wenn Sie Traffic zwischen Google Cloud und lokalen oder Multi-Cloud-Umgebungen senden möchten, müssen die Umgebungen über Hybridkonnektivität verbunden sein. Wir empfehlen eine Hochverfügbarkeitsverbindung, die von Cloud VPN oder Cloud Interconnect aktiviert wird.

Die IP-Adressen und IP-Adressbereiche für lokale, andere Cloud- und Google Cloud-Subnetze dürfen sich nicht überschneiden.

Einschränkungen und weitere Aspekte

Im Folgenden sind die Einschränkungen bei der Verwendung von Hybridkonnektivitäts-NEGs aufgeführt:

Einstellen von proxyBind

Sie können den Wert von proxyBind nur festlegen und ändern, wenn Sie einen targetHttpProxy neu erstellen. Ein vorhandener targetHttpProxy lässt sich nicht aktualisieren.

Konnektivität und Unterbrechung der Konnektivität

Weitere Informationen zu Anforderungen und Einschränkungen von Verbindungen finden Sie unter Informationen zu Konnektivität und Netzwerken.

Gemischte Backend-Typen

Ein Back-End-Dienst kann VM- oder NEG-Back-Ends haben. Wenn ein Back-End-Dienst NEG-Back-Ends hat, müssen alle NEGs denselben Netzwerk-Endpunkttyp enthalten. Sie können keinen Back-End-Dienst mit mehreren NEGs mit jeweils unterschiedlichen Endpunkttypen haben.

Eine URL-Zuordnung kann Hostregeln haben, die in verschiedene Back-End-Dienste aufgelöst werden. Möglicherweise haben Sie einen Back-End-Dienst mit ausschließlich Hybridkonnektivitäts-NEGs (mit lokalen Endpunkten) und einen Back-End-Dienst mit eigenständigen NEGs (mit GKE-Endpunkten). Die URL-Zuordnung kann Regeln (z. B. die gewichtete Trafficaufteilung) enthalten, die den Traffic auf jeden dieser Back-End-Dienste aufteilen.

NEG mit Endpunkten vom Typ NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT mit Google Cloud-Back-Ends verwenden

Es ist möglich, einen Back-End-Dienst mit einer Hybridkonnektivitäts-NEG zu erstellen, die auf Back-Ends in Google Cloud verweist. Dieses Konzept wird allerdings nicht empfohlen. Für Hybridkonnektivitäts-NEGs haben zentrale Systemdiagnosen keinen Nutzen. Eine Beschreibung der zentralen Systemdiagnose und der verteilten Systemdiagnose finden Sie unter Systemdiagnose.

Endpunktregistrierung

Wenn Sie einer NEG einen Endpunkt hinzufügen möchten, müssen Sie die NEG aktualisieren. Dies kann entweder manuell geschehen oder mithilfe der Google Cloud NEG REST APIs oder die Google Cloud CLI automatisiert werden.

Wenn eine neue Instanz eines Dienstes gestartet wird, können Sie die Instanz mithilfe von Google Cloud APIs bei der von Ihnen konfigurierten NEG registrieren. Bei Verwendung von verwalteten Instanzgruppen von Compute Engine (Managed Instance Groups, MIGs) oder GKE (in Google Cloud) wird die Endpunktregistrierung automatisch vom MIG- oder NEG-Controller ausgeführt.

Systemdiagnose

Das Verhalten von Systemdiagnosen unterscheidet sich vom Standardverhalten der zentralen Systemdiagnose, wenn Sie Hybridkonnektivitäts-NEGs verwenden:

  • Für Netzwerkendpunkte vom Typ NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT konfiguriert Cloud Service Mesh seine Clients so, dass die Datenebene für die Systemdiagnose verwendet wird. Envoy-Instanzen führen eigene Systemdiagnosen aus und nutzen eigene Verfahren, um das Senden von Anfragen an fehlerhafte Back-Ends zu unterbinden.
  • Da die Systemdiagnosen von der Datenebene verarbeitet werden, können Sie den Status einer Systemdiagnose nicht mit der Google Cloud Console, der API oder der Google Cloud CLI abrufen.

In der Praxis bedeutet die Verwendung von NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT Folgendes:

  • Da Cloud Service Mesh-Clients die Systemdiagnosen jeweils verteilt verarbeiten, kann es aufgrund der Systemdiagnose zu einem Anstieg des Netzwerkverkehrs kommen. Der Anstieg hängt von der Anzahl der Cloud Service Mesh-Clients und der Anzahl der Endpunkte ab, die jeder Client für die Systemdiagnose benötigt. Beispiel:
    • Wenn Sie einer Hybridkonnektivitäts-NEG einen weiteren Endpunkt hinzufügen, beginnen vorhandene Cloud Service Mesh-Clients möglicherweise mit der Systemdiagnose der Endpunkte in Hybridkonnektivitäts-NEGs.
    • Wenn Sie dem Service Mesh eine weitere Instanz hinzufügen (z. B. eine VM-Instanz, die Ihren Anwendungscode sowie einen Cloud Service Mesh-Client ausführt), beginnt die neue Instanz möglicherweise mit der Systemdiagnose der Endpunkte in Hybridkonnektivitäts-NEGs.
    • Netzwerktraffic aufgrund von Systemdiagnosen steigt quadratisch (O(n^2)) an.

VPC-Netzwerk

Ein Service Mesh wird eindeutig durch seinen VPC-Netzwerknamen (Virtual Private Cloud) identifiziert. Cloud Service Mesh-Clients erhalten die Konfiguration von Cloud Service Mesh anhand des VPC-Netzwerk, das in der Bootstrap-Konfiguration angegeben ist. Deshalb müssen Sie, auch wenn sich Ihr Mesh-Netzwerk komplett außerhalb eines Google Cloud-Rechenzentrums befindet, in Ihrer Bootstrap-Konfiguration einen gültigen VPC-Netzwerknamen angeben.

Dienstkonto

In Google Cloud ist der Standard-Envoy-Bootstrap so konfiguriert, dass Dienstkontoinformationen entweder aus einer Compute Engine-Bereitstellungsumgebung oder aus einer GKE-Deployment-Umgebung oder aus beiden Umgebungen gelesen werden. Bei Ausführung außerhalb von Google Cloud müssen Sie in Ihrem Envoy-Bootstrap explizit ein Dienstkonto, einen Netzwerknamen und eine Projektnummer angeben. Dieses Dienstkonto muss ausreichende Berechtigungen zum Herstellen einer Verbindung mit der Cloud Service Mesh API haben.

Nächste Schritte