Configurare i pod di Google Kubernetes Engine utilizzando l'inserimento manuale di Envoy

Questa guida mostra come configurare gli host di Google Kubernetes Engine o pod di Kubernetes e i componenti di bilanciamento del carico richiesti da Traffic Director.

Nota: gli esempi di configurazione sono solo a scopo dimostrativo. Potrebbe essere necessario eseguire il deployment di componenti aggiuntivi in base all'ambiente e ai requisiti.

Prima di seguire le istruzioni in questa guida, consulta la sezione Preparazione per la configurazione di Traffic Director e assicurati di aver completato i prerequisiti.

Puoi configurare Traffic Director utilizzando l'SDK di bilanciamento del carico di Compute Engine o le API REST. Consulta l'API di bilanciamento del carico e i riferimenti gcloud.

Configurazione dei cluster GKE/Kubernetes per Traffic Director

Questa sezione descrive i passaggi necessari per consentire il funzionamento dei cluster GKE/Kubernetes con Traffic Director.

Creazione del cluster GKE

I cluster GKE devono soddisfare i seguenti requisiti:

• Il supporto dei gruppi di endpoint di rete deve essere attivato. Per ulteriori informazioni ed esempi, consulta la sezione Gruppi di endpoint di rete autonomi. La funzionalità NEG autonoma è disponibile in disponibilità generale per Traffic Director.
• L'account di servizio delle istanze dei nodi cluster deve disporre dell'autorizzazione per accedere all'API Traffic Director.
  • Per informazioni sulle autorizzazioni richieste, consulta Abilitazione dell'account di servizio per l'accesso all'API Traffic Director.
  • Per informazioni sull'abilitazione dell'API Traffic Director, consulta Attivazione dell'API Traffic Director.
• I container devono avere accesso all'API Traffic Director, protetto dall'autenticazione OAuth. Per saperne di più, consulta la sezione Configurazione host.

L'esempio seguente mostra come creare un cluster GKE denominato traffic-director-cluster nella zona us-central1-a.

Console

Per creare un cluster utilizzando la console Google Cloud, segui questi passaggi:

1. Vai al menu Kubernetes Engine nella console Google Cloud.

   Vai al menu Google Kubernetes Engine

2. Fai clic su Crea cluster.

3. Completa i seguenti campi:

   • Nome: inserisci traffic-director-cluster.
   • Tipo di località: Zonal.
   • Zona: us-central1-a.

4. Nel riquadro di navigazione, in Pool di nodi, fai clic su default-pool.

5. Il campo Dimensione indica il numero di nodi da creare nel cluster. Devi avere a disposizione una quota delle risorse per i nodi e le relative risorse (ad esempio route firewall).

6. Nel riquadro di navigazione, in default-pool, fai clic su Nodi.

7. Il campo Tipo di macchina indica il tipo di macchina di Compute Engine da utilizzare per le istanze. Ogni tipo di macchina viene fatturato in modo diverso. Per informazioni sui prezzi dei tipo di macchina, consulta la pagina dei prezzi di Compute Engine.

8. Nel riquadro di navigazione, in default-pool, fai clic su Sicurezza.

9. In Ambiti di accesso, fai clic su Consenti l'accesso completo a tutte le API Cloud.

10. Personalizza il cluster in base alle esigenze.

11. Fai clic su Crea.

Dopo aver creato un cluster nella console Google Cloud, devi configurare kubectl per interagire con il cluster. Per scoprire di più, consulta Generare una voce kubeconfig.

gcloud

gcloud container clusters create traffic-director-cluster \
  --zone us-central1-a \
  --scopes=https://www.googleapis.com/auth/cloud-platform \
  --enable-ip-alias

Ottenere i privilegi per i cluster GKE richiesti

Per GKE, passa al cluster(2) appena creato inviando il comando seguente. Questo punta kubectl al cluster corretto.

gcloud container clusters get-credentials traffic-director-cluster \
    --zone us-central1-a

Configurazione dei servizi GKE/Kubernetes

Questa sezione mostra come preparare le specifiche di deployment Kubernetes per utilizzarle con Traffic Director. Ciò prevede la configurazione dei servizi con NEG e l'inserimento di proxy sidecar nei pod che richiedono l'accesso ai servizi gestiti da Traffic Director.

Configura la regola firewall

Per verificare che i pod di backend siano in esecuzione, devi configurare una regola firewall che consenta gli intervalli di indirizzi IP del controllo di integrità.

Console

1. Vai alla pagina Criteri firewall nella console Google Cloud.
   Vai alla pagina Criteri firewall
2. Fai clic su Crea regole firewall.
3. Nella pagina Crea una regola firewall, fornisci le seguenti informazioni:
   • Nome: specifica un nome per la regola. Per questo esempio, utilizza fw-allow-health-checks.
   • Rete: scegli una rete VPC.
   • Priority (Priorità): inserisci un numero per la priorità. I numeri più bassi hanno priorità più elevate. Assicurati che la regola firewall abbia una priorità maggiore rispetto ad altre regole che potrebbero negare il traffico in entrata.
   • Direzione del traffico: scegli In entrata.
   • Azione in caso di corrispondenza: scegli consenti.
   • Destinazioni: scegli Tutte le istanze nella rete.
   • Filtro di origine: scegli il tipo di intervallo IP corretto.
   • Intervalli IP di origine: 35.191.0.0/16,130.211.0.0/22
   • Filtro di destinazione: seleziona il tipo di IP.
   • Protocolli e porte: fai clic su Porte e protocolli specificati, quindi seleziona tcp. TCP è il protocollo sottostante per tutti i protocolli per il controllo di integrità.
   • Fai clic su Crea.

gcloud

1. Utilizza il seguente comando gcloud per creare una regola firewall denominata fw-allow-health-checks che consenta le connessioni in entrata alle istanze nella tua rete con il tag allow-health-checks. Sostituisci NETWORK_NAME con il nome della tua rete.

   gcloud compute firewall-rules create fw-allow-health-checks \
       --network NETWORK_NAME \
       --action ALLOW \
       --direction INGRESS \
       --source-ranges 35.191.0.0/16,130.211.0.0/22 \
       --rules tcp

Per maggiori informazioni, consulta Configurare la regola firewal per i controlli di integrità.

Configurazione di servizi GKE / Kubernetes con NEG

I servizi GKE devono essere esposti attraverso gruppi di endpoint di rete (NEG) in modo da poterli configurare come backend di un servizio di backend Traffic Director. Aggiungi l'annotazione NEG alla specifica del servizio Kubernetes e scegli un nome (sostituendo NEG-NAME nell'esempio di seguito) in modo da poterlo trovare facilmente in seguito. Il nome è necessario quando colleghi il NEG al servizio di backend di Traffic Director. Per ulteriori informazioni sull'annotazione dei NEG, consulta Denominazione dei NEG.

Nota: il pacchetto trafficdirector_service_sample.yaml fornito con questa guida alla configurazione utilizza il nome NEG service-test-neg.

...
metadata:
  annotations:
    cloud.google.com/neg: '{"exposed_ports": {"80":{"name": "NEG-NAME"}}}'
spec:
  ports:
  - port: 80
    name: service-test
    protocol: TCP
    targetPort: 8000

Per ogni servizio viene creato un NEG autonomo contenente endpoint che sono gli indirizzi IP e le porte del pod. Per ulteriori informazioni ed esempi, consulta la sezione Gruppi di endpoint di rete autonomi.

A scopo dimostrativo, puoi eseguire il deployment di un servizio di esempio che gestisce il proprio host tramite HTTP sulla porta 80:

wget -q -O - \
https://storage.googleapis.com/traffic-director/demo/trafficdirector_service_sample.yaml \
| kubectl apply -f -

Verifica che il nuovo nome host del servizio sia stato creato e che il pod dell'applicazione sia in esecuzione:

kubectl get svc

che restituisce:

NAME             TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
service-test     ClusterIP   10.71.9.71   none          80/TCP    41m
[..skip..]

kubectl get pods

che restituisce:

NAME                        READY     STATUS    RESTARTS   AGE
app1-6db459dcb9-zvfg2       1/1       Running   0          6m
[..skip..]

Salvataggio del nome del NEG in corso...

Trova il NEG creato dall'esempio precedente e registra il suo nome.

Console

Per visualizzare un elenco dei gruppi di endpoint di rete, vai alla pagina Gruppi di endpoint di rete nella console Google Cloud.
Vai alla pagina Gruppi di endpoint di rete

gcloud

gcloud compute network-endpoint-groups list

che restituisce quanto segue:

NAME                 LOCATION          ENDPOINT_TYPE      SIZE
NEG-NAME           us-central1-a     GCE_VM_IP_PORT      1

Salva il nome del NEG nella variabile NEG_NAME, ad esempio:

NEG_NAME=$(gcloud compute network-endpoint-groups list \
| grep service-test | awk '{print $1}')

Nota: se hai denominato il NEG, come descritto in Configurazione dei servizi GKE con NEG, dovresti vedere che il nome del NEG corrisponde a quello fornito nella specifica del servizio Kubernetes. Se non hai assegnato un nome al NEG, viene generato automaticamente un nome.

Configurazione dei componenti di bilanciamento del carico di Google Cloud per Traffic Director

Le istruzioni in questa sezione assicurano che i servizi GKE siano accessibili sul carico VIP del servizio con bilanciamento del carico da Traffic Director, utilizzando una configurazione di bilanciamento del carico simile ad altri prodotti di Google Cloud Load Balancing.

Devi configurare i seguenti componenti:

• Un controllo di integrità. Per ulteriori informazioni sui controlli di integrità, consulta Concetti sul controllo di integrità e Creazione dei controlli di integrità.
• Un servizio di backend. Per ulteriori informazioni sui servizi di backend, consulta Servizi di backend.
• Una regola di route. Ciò include la creazione di una regola di forwarding e di una mappa URL. Per ulteriori informazioni, consulta Utilizzo delle regole di forwarding e Utilizzo delle mappe URL.

L'esempio di configurazione di Traffic Director che segue definisce queste ipotesi:

1. I NEG e tutte le altre risorse vengono creati nella rete default, in modalità automatica, nella zona us-central1-a.
2. Il nome del NEG per il cluster è archiviato nella variabile ${NEG_NAME}.

Creazione del controllo di integrità in corso...

Crea il controllo di integrità.

Console

1. Vai alla pagina Controlli di integrità nella console Google Cloud.
   Vai alla pagina Controlli di integrità
2. Fai clic su Crea controllo di integrità.
3. Come nome, inserisci td-gke-health-check.
4. Per il protocollo, seleziona HTTP.
5. Fai clic su Crea.

gcloud

gcloud compute health-checks create http td-gke-health-check \
  --use-serving-port

Creazione del servizio di backend

Crea un servizio di backend globale con uno schema di bilanciamento del carico di INTERNAL_SELF_MANAGED. Nella console Google Cloud, lo schema di bilanciamento del carico è impostato in modo implicito. Aggiungi il controllo di integrità al servizio di backend.

Console

1. Vai alla pagina Traffic Director nella console Google Cloud.

   Vai alla pagina Traffic Director

2. Nella scheda Servizi, fai clic su Crea servizio.

3. Fai clic su Continua.

4. Come nome del servizio, inserisci td-gke-service.

5. In Tipo di backend, seleziona Gruppi di endpoint di rete.

6. Seleziona il gruppo di endpoint di rete che hai creato.

7. Imposta il valore Numero massimo di RPS su 5.

8. Fai clic su Fine.

9. In Controllo di integrità, seleziona td-gke-health-check, ossia il controllo di integrità che hai creato.

10. Fai clic su Continua.

gcloud

1. Crea il servizio di backend e associa il controllo di integrità al servizio di backend.

   gcloud compute backend-services create td-gke-service \
    --global \
    --health-checks td-gke-health-check \
    --load-balancing-scheme INTERNAL_SELF_MANAGED
   

2. Aggiungi i NEG di backend al servizio di backend.

   gcloud compute backend-services add-backend td-gke-service \
    --global \
    --network-endpoint-group ${NEG_NAME} \
    --network-endpoint-group-zone us-central1-a \
    --balancing-mode RATE \
    --max-rate-per-endpoint 5
   

Creazione della mappa di regole di routing

Utilizza queste istruzioni per creare la regola di route, la regola di forwarding e l'indirizzo IP interno per la configurazione di Traffic Director.

Il traffico inviato all'indirizzo IP interno viene intercettato dal proxy Envoy e inviato al servizio appropriato in base alle regole host e percorso.

La regola di forwarding viene creata come regola di forwarding globale con load-balancing-scheme impostato su INTERNAL_SELF_MANAGED.

Puoi impostare l'indirizzo della regola di forwarding su 0.0.0.0. In questo caso, il traffico viene instradato in base al nome host HTTP e alle informazioni sul percorso configurate nella mappa URL, indipendentemente dall'indirizzo IP effettivo in cui si risolve il nome host. In questo caso, gli URL (nome host più percorso URL) dei servizi, come configurati nelle regole host, devono essere univoci all'interno della configurazione del mesh di servizi. Ciò significa che non puoi avere due servizi diversi, con un insieme diverso di backend, che utilizzano entrambi la stessa combinazione di nome host e percorso.

In alternativa, puoi abilitare il routing in base al VIP di destinazione effettivo del servizio. Se configuri il VIP del tuo servizio come parametro address della regola di forwarding, solo le richieste destinate a questo indirizzo IP vengono instradate in base ai parametri HTTP specificati nella mappa URL.

Nota: indipendentemente dal metodo selezionato, il traffico verso l'indirizzo VIP in cui viene risolto il nome host del servizio deve essere intercettato dal proxy sidecar sull'host client che deve accedere al tuo servizio. Per informazioni dettagliate sulla configurazione dell'host, consulta Configurazione di una singola VM di Compute Engine per Traffic Director.

Nota: ogni regola di forwarding in una rete VPC deve avere una combinazione univoca di indirizzo IP e porta per rete VPC, incluso l'indirizzo 0.0.0.0. Se crei più di una regola di forwarding con lo stesso indirizzo IP e la stessa porta in una determinata rete VPC, è valida solo la prima regola di forwarding. Gli altri vengono ignorati.

Console

Nella console, il proxy di destinazione viene combinato con la regola di forwarding. Quando crei la regola di forwarding, Google Cloud crea automaticamente un proxy HTTP di destinazione e lo collega alla mappa URL.

La regola di route è composta dalla regola di forwarding e dalle regole host e percorso (note anche come mappa URL).

1. Vai alla pagina Traffic Director nella console Google Cloud.

   Vai alla pagina Traffic Director

2. Fai clic su Mappe di regole di routing.

3. Fai clic su Crea regola di routing.

4. Inserisci td-gke-url-map come nome della mappa URL.

5. Fai clic su Aggiungi regola di forwarding.

6. Inserisci td-gke-forwarding-rule come nome della regola di forwarding.

7. Seleziona la tua rete.

8. Seleziona il tuo IP interno.

9. Fai clic su Salva.

10. Se vuoi, aggiungi regole host e percorso personalizzate o lascia le regole del percorso come predefinite.

11. Imposta l'host su service-test.

12. Fai clic su Salva.

gcloud

1. Crea una mappa URL che utilizza il servizio di backend.

   gcloud compute url-maps create td-gke-url-map \
      --default-service td-gke-service
   

2. Crea un matcher del percorso della mappa URL e una regola dell'host per instradare il traffico per il tuo servizio in base al nome host e a un percorso. Questo esempio utilizza service-test come nome del servizio e un matcher del percorso predefinito che corrisponde a tutte le richieste di percorso per questo host (/*). service-test è anche il nome configurato del servizio Kubernetes utilizzato nella configurazione di esempio precedente.

   gcloud compute url-maps add-path-matcher td-gke-url-map \
      --default-service td-gke-service \
      --path-matcher-name td-gke-path-matcher
   

   gcloud compute url-maps add-host-rule td-gke-url-map \
      --hosts service-test \
      --path-matcher-name td-gke-path-matcher
   

3. Crea il proxy HTTP di destinazione.

   gcloud compute target-http-proxies create td-gke-proxy \
      --url-map td-gke-url-map
   

4. Crea la regola di forwarding.

   gcloud compute forwarding-rules create td-gke-forwarding-rule \
     --global \
     --load-balancing-scheme=INTERNAL_SELF_MANAGED \
     --address=0.0.0.0 \
     --target-http-proxy=td-gke-proxy \
     --ports 80 --network default
   

A questo punto, Traffic Director è configurato per bilanciare il carico del traffico per i servizi specificati nella mappa URL nei backend nel gruppo di endpoint di rete.

A seconda di come i microservizi sono distribuiti sulla rete, potrebbe essere necessario aggiungere altre regole di forwarding o più regole host e percorso alla mappa URL.

Verificare la configurazione eseguendo il deployment di un client di esempio per i test

Questa sezione mostra come raggiungere i backend di Traffic Director da un'applicazione client.

Per dimostrare la funzionalità, puoi eseguire il deployment di un pod di esempio che esegue Busybox. Il pod ha accesso a service-test, che è stato creato nella sezione precedente e riceve traffico il cui carico viene bilanciato da Traffic Director.

Inserimento di un proxy sidecar nei pod GKE / Kubernetes

Per accedere a un servizio gestito da Traffic Director, in un pod deve essere installato un proxy sidecar compatibile con l'API xDS.

In questo esempio, eseguirai il deployment di un client Busybox con un sidecar proxy Istio e dei container di inizializzazione aggiunti al deployment utilizzando la specifica di riferimento.

Se utilizzi le API precedenti, sostituisci le variabili PROJECT_NUMBER e NETWORK_NAME con il numero del progetto e il nome di rete:

wget -q -O - https://storage.googleapis.com/traffic-director/demo/trafficdirector_client_sample_xdsv3.yaml
sed -i "s/PROJECT_NUMBER/PROJECT_NUMBER/g" trafficdirector_client_sample_xdsv3.yaml
sed -i "s/NETWORK_NAME/NETWORK_NAME/g" trafficdirector_client_sample_xdsv3.yaml
kubectl apply -f trafficdirector_client_sample_xdsv3.yaml

Se utilizzi le nuove API di routing dei servizi, attualmente in anteprima, sostituisci le variabili PROJECT_NUMBER e MESH_NAME con il numero del progetto e il nome Mesh:

wget -q -O - https://storage.googleapis.com/traffic-director/demo/trafficdirector_client_new_api_sample_xdsv3.yaml
sed -i "s/PROJECT_NUMBER/PROJECT_NUMBER/g" trafficdirector_client_new_api_sample_xdsv3.yaml
sed -i "s/MESH_NAME/MESH_NAME/g" trafficdirector_client_new_api_sample_xdsv3.yaml
kubectl apply -f trafficdirector_client_new_api_sample_xdsv3.yaml

Il pod Busybox ha due container in esecuzione. Il primo container è il client basato sull'immagine Busybox, mentre il secondo è il proxy Envoy inserito come sidecar. Per ottenere ulteriori informazioni sul pod, esegui questo comando:

kubectl describe pods -l run=client

Accesso al servizio di backend in corso...

Una volta configurate, le applicazioni sui pod in cui è stato inserito un proxy sidecar possono accedere ai servizi gestiti dai servizi Traffic Director. Per verificare la configurazione, puoi accedere a una shell su uno dei container.

Se hai utilizzato la configurazione demo fornita in questa guida, puoi eseguire il seguente comando di verifica per assicurarti che venga restituito il nome host del pod di gestione.

# Get name of the Pod  with busybox.
BUSYBOX_POD=$(kubectl get po -l run=client -o=jsonpath='{.items[0].metadata.name}')

# Command to execute that tests connectivity to the service service-test.
TEST_CMD="wget -q -O - service-test; echo"

# Execute the test command on the Pod .
kubectl exec -it $BUSYBOX_POD -c busybox -- /bin/sh -c "$TEST_CMD"

Informazioni sull'intercettazione del traffico da parte del proxy sidecar

Tieni presente che, in questo esempio, quando il client Busybox invia richieste al servizio di backend, ogni richiesta viene inviata tramite proxy dal proxy sidecar.

Questa applicazione dimostrativa utilizza il proxy Envoy. Per questo motivo, il client vede "server: envoy" nell'intestazione delle risposte del server.

Per verificarlo, utilizza i seguenti comandi:

# Get the name of the Pod  with Busybox.
BUSYBOX_POD=$(kubectl get po -l run=client -o=jsonpath='{.items[0].metadata.name}')

# Command to send a request to service-test and output server response headers.
TEST_CMD="wget -S --spider service-test; echo"

# Execute the test command on the Pod .
kubectl exec -it $BUSYBOX_POD -c busybox -- /bin/sh -c "$TEST_CMD"

In questo esempio, è stata creata una regola di forwarding utilizzando l'indirizzo VIP 0.0.0.0. Ciò significa che Traffic Director inoltra le richieste al backend solo in base all'intestazione Host. In questo caso, l'indirizzo IP di destinazione può essere qualsiasi indirizzo purché l'intestazione dell'host della richiesta corrisponda all'host definito nella mappa URL service-test.

Per verificarlo, esegui i seguenti comandi di test:

# Get name of the Pod  with Busybox.
BUSYBOX_POD=$(kubectl get po -l run=client -o=jsonpath='{.items[0].metadata.name}')

# Command to send a request to service-test setting the Host header and using a random IP address.
TEST_CMD="wget -q --header 'Host: service-test' -O - 1.2.3.4; echo"

# Execute the test command on the Pod .
kubectl exec -it $BUSYBOX_POD -c busybox -- /bin/sh -c "$TEST_CMD"

Passaggi successivi

• Scopri di più sulla gestione avanzata del traffico.
• Scopri come risolvere i problemi di deployment di Traffic Director.
• Scopri come configurare l'osservabilità con Envoy.