Глобальный балансировщик нагрузки Google Cloud

Быстрые ссылки

• Что такое глобальный балансировщик нагрузки?
• Настройка балансировщика нагрузки
• Когда не подходит глобальный балансировщик
• Контрольный список и критерии приёмки

Что такое глобальный балансировщик нагрузки?

Глобальный балансировщик нагрузки — это сетевой сервис, который распределяет входящий трафик между несколькими серверами и регионами. Он позволяет горизонтально масштабировать приложение: несколько серверов ведут себя как единый кластер. При падении одного узла доступность сохраняется, потому что трафик автоматически перенаправляется на здоровые экземпляры.

Ключевая особенность премиум-сети Google — использование единого anycast IP для всех регионов. Это означает, что клиентам не нужно переключать DNS или использовать гео-DNS: пакет попадает в ближайшую точку присутствия Google и дальше передаётся по сети Google до нужного бэкенда.

Определение термина: anycast IP — один публичный IP-адрес, который анонсируется из множества географически распределённых точек, и маршрутизируется к ближайшей из них.

Почему это полезно

• Проще DNS: один статический IP вместо множества записей для регионов.
• Низкие задержки: трафик входит в сеть Google вблизи пользователя.
• Высокая доступность: автоматическое переключение между регионами.
• Дополнительные функции: интеграция с Cloud CDN, SSL-терминация, session affinity.

Когда глобальный балансировщик не подходит

• Если вы используете стандартную (не премиум) сеть Google, глобальный anycast IP недоступен.
• Для закрытых внутренних сетей, где трафик не должен выходить в интернет.
• Если требуются очень специфичные маршруты или аппаратные балансировщики в вашем дата-центре.

Сравнение: стандартная сеть и премиум-сеть

• Стандартная сеть: региональные балансировщики, отдельные IP для каждого региона, чаще — дополнительная настройка DNS.
• Премиум-сеть: глобальный балансировщик, один anycast IP, трафик остаётся в сети Google как можно дольше.

Пошаговая настройка

Ниже — упрощённый плейбук для создания глобального балансировщика в консоли Network Services.

1. Откройте Network Services Console и нажмите “Создать новый балансировщик”.

2. Установите режим “Интернет” (Internet-facing), если сервис доступен извне. Для приватных сервисов выбирайте внутренний режим.

3. Понимайте состав: фронтенд (frontend), бэкенд (backend), правила маршрутизации.

4. Настройте бэкенд. Бэкендом может быть Managed/Unmanaged instance group, Cloud Storage bucket или серверless сервисы.

5. Если у вас нет группы экземпляров с автоскейлингом, нажмите “Create more instance groups”. Можно выбрать Unmanaged instance group, если хотите управлять VM вручную.

6. Настройте проверку состояния (health check). Для простых веб-приложений дефолтных HTTP/HTTPS чеков обычно достаточно.

7. При мульти-региональной архитектуре создайте несколько бэкендов — по одному на регион. Конфигурация чеков и политик та же.

8. Подключите Cloud CDN при необходимости и настройте session affinity, если требуется привязка пользователя к одному серверу.

9. Настройте правила маршрутизации. По умолчанию весь трафик идёт к набору бэкендов. Вы можете направлять запросы по путям к отдельным бэкендам. Пример: статика в Cloud Storage для пути

/images

10. Во фронтенде выберите протокол HTTPS и смените тип IP с Ephemeral на Static — этот статический адрес используйте в DNS.

11. Загрузите или создайте SSL-сертификат через Google Certificate Manager.

12. Нажмите Review, затем Create. Балансировщик начнёт принимать трафик в течение нескольких минут.

Контрольный список перед запуском

Роль: сетевой инженер / DevOps — выполните эти шаги перед релизом.

• Проверены health checks на всех бэкендах.
• Создан статический IP и внесён в DNS.
• SSL-сертификат установлен и корректно работает.
• Правила маршрутизации покрывают все публичные пути.
• Настроен и протестирован Cloud CDN (если нужен).
• Логи и метрики включены (Stackdriver / Cloud Monitoring).
• План отката: возможность переключить DNS на резервный адрес.

Критерии приёмки

• 99% базовых страниц загружаются корректно из ближайшего региона.
• При выключении одного региона трафик автоматически переходит на другие.
• RTT (время до первого байта) приемлемо для тестовой когорты пользователей.
• Логи показывают успешные health checks для всех активных бэкендов.

Мини-SOP для аварийного переключения

1. Обнаружено ухудшение: повысить уровень логирования и включить трассировку.
2. Проверить health checks и статус instance groups.
3. Если проблема региональная — переключить трафик на резервные бэкенды вручную через консоль или изменить балансировку веса.
4. При серьёзных проблемах — временно перенаправить DNS на запасной IP и уведомить пользователей.

Когда глобальный балансировщик даёт неверный результат

Контрпримеры и ограничения:

• Локальная политика оператора связи может направлять трафик не в ближайшую PoP Google — тогда маршрут будет длиннее.
• Если backend зависит от локального состояния (сессия, локальный кэш), при переключении региона пользователь может потерять контекст, если не настроен shared storage или session replication.
• Для полностью изолированных частных сетей внешний anycast бессмыслен.

Рекомендации по безопасности

• Терминируйте SSL на фронтенде и используйте HTTPS между фронтендом и бэкендом.
• Ограничьте доступ к внутренним API через VPC Service Controls или firewall rules.
• Включите аудит доступа и мониторинг аномалий.

Краткий глоссарий

• Anycast IP — один публичный IP, анонсируемый из нескольких географических точек.
• Health check — probe для проверки готовности бэкенда.
• Session affinity — привязка сессии пользователя к конкретному бэкенду.

Пример принятия решения (Mermaid)

flowchart TD
  A[Нужен глобальный LB?] -->|Да| B{Используете премиум-сеть}
  B -->|Да| C[Использовать anycast IP и глобальный LB]
  B -->|Нет| D[Использовать региональные LB и DNS]
  A -->|Нет| E[Локальный/внутренний балансировщик]

Итог

Глобальный балансировщик нагрузки Google Cloud на премиум-сети упрощает распространение трафика по миру, снижает задержки и повышает доступность. Он особенно полезен для публичных приложений с распределённой аудиторией. Перед внедрением проверьте соответствие сети вашим требованиям, настройте health checks и подготовьте план отката.

Важно: протестируйте поведение при отказе региона и убедитесь, что состояние приложений корректно реплицируется между зонами.