谷歌云Google Cloud Load Balancing 是一種全分布式的負(fù)載平衡解決方案，可以將用戶流量 （HTTP）、HTTPS/2 與 gRPC、TCP/SSL、UDP 和 QUIC 均衡到多個(gè)后端，以避免擁塞、減少延遲、提高安全性和降低成本。

谷歌云Google Cloud Load Balancing 構(gòu)建在與谷歌相同的前端服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施上，支持每秒 100 多萬次查詢，并且具有一致的高性能和低延遲。

• 軟件定義的網(wǎng)絡(luò) （SDN）谷歌云Google Cloud Load Balancing 不是基于實(shí)例或設(shè)備的解決方案，也就是說我們不會(huì)被鎖定在物理基礎(chǔ)設(shè)施中，也不會(huì)面臨 HA、規(guī)模和管理挑戰(zhàn)。
• 單一全球任播 IP 和自動(dòng)縮放 谷歌云Google Cloud Load Balancing 會(huì)平衡分布在全球的所有后端實(shí)例。它提供跨區(qū)域的負(fù)載平衡，包括自動(dòng)多區(qū)域故障轉(zhuǎn)移。如果后端出現(xiàn)異常，它會(huì)逐步拆分轉(zhuǎn)發(fā)流量；如果需要更多資源，那么 谷歌云Google Cloud Load Balancing 也會(huì)根據(jù)需求自動(dòng)擴(kuò)縮。

Cloud Load Balancing 如何工作

外部負(fù)載均衡

這里有一個(gè)場(chǎng)景可供理解。加入我們有一個(gè)客戶身處加利福尼亞。我們可以在該區(qū)域部署前段實(shí)例并配置一個(gè)負(fù)載均衡的 Virtual IP，當(dāng)我們的用戶擴(kuò)展到其他區(qū)域時(shí)，我們只需在其他區(qū)域創(chuàng)建實(shí)例即可，這時(shí)的 Virtual IP 和 DNS 的位置都是沒有變化的。

當(dāng)我們的應(yīng)用逐漸走向全球，我們同樣可以復(fù)用這個(gè)模式。如來自印度的瑪雅人的訪問會(huì)被路由到離他最近的印度實(shí)例，如果印度的實(shí)例過載并自動(dòng)擴(kuò)縮以處理負(fù)載，在此期間，該訪問會(huì)被無縫重定向到其他路由并在印度實(shí)例擴(kuò)展到可以處理時(shí)路由回印度。（這是一個(gè)第7層外部負(fù)載均衡的例子）

內(nèi)部負(fù)載均衡

在任何3層應(yīng)用程序中，前端之后都有中間件和數(shù)據(jù)源進(jìn)行交互，以滿足客戶需求。這也是我們需要在前端與其他內(nèi)部層之間進(jìn)行第4層內(nèi)部負(fù)載均衡的地方。第4層內(nèi)部負(fù)載均衡適用于RFC 1918 VIP 后面的 TCP/UDP 流量，其中保留了客戶端 IP。

我們還會(huì)獲得自動(dòng)健康檢查，并且沒有中間代理，這是因?yàn)槭褂昧?SDN 控制和數(shù)據(jù)平面進(jìn)行負(fù)載平衡。

與其他服務(wù)的無縫集成

Google Cloud HTTP(S) Load Balancin 的關(guān)鍵特性之一是跨多個(gè)不同后端類型的負(fù)載均衡，而無服務(wù)器 NEG 的集成對(duì)此進(jìn)行了改進(jìn)：負(fù)載平衡器的 URL 映射現(xiàn)在可以將無服務(wù)器 NEG 與其他后端類型混合。例如，外部 IPv4 和 IPv6 客戶端可以使用相同的基本 URL 以及路徑 /catalog、/queries、/video 和 /images 來請(qǐng)求視頻、API 和圖像內(nèi)容。通過負(fù)載均衡器的 URL 映射，對(duì)不同路徑的請(qǐng)求被路由到不同的后端：

• /queries -> 具有無服務(wù)器 NEG 后端的后端；
• /catalog -> 具有虛擬機(jī)實(shí)例組或地區(qū) NEG 后端的后端服務(wù)；
• /images -> 帶有 Cloud Storage 后端的后端存儲(chǔ)桶；
• /video -> 指向互聯(lián)網(wǎng) NEG 的后端服務(wù)，該 NEG 包含位于 GCP 外部的本地內(nèi)部端點(diǎn)。 

如何使用全球 HTTP （S）Load Balancing

• 對(duì)于全局 HTTP(s) 負(fù)載平衡，全局任播 VIP（IPv4 或 IPv6）與轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則相關(guān)聯(lián)，該規(guī)則將流量定向到目標(biāo)代理；
• 目標(biāo)代理終止客戶端會(huì)話，對(duì)于 HTTPs，可以在此階段部署證書，定義后端主機(jī)，并定義路徑規(guī)則。URL 映射提供第 7 層路由并將客戶端請(qǐng)求定向到適當(dāng)?shù)暮蠖朔��?wù)；
• 后端服務(wù)可以是用于計(jì)算實(shí)例的托管實(shí)例組 ( MIG )，也可以是用于容器化工作負(fù)載的網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)組 ( NEG )。這也是確定服務(wù)實(shí)例容量和運(yùn)行狀況的地方；
• 啟用 Cloud CDN 以緩存內(nèi)容以提高性能。可以設(shè)置防火墻規(guī)則來控制進(jìn)出后端的流量；
• 內(nèi)部負(fù)載平衡設(shè)置的工作方式相同；仍然有轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則，但它直接指向后端服務(wù)、轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則。轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則包括“虛擬 IP 地址”、“協(xié)議”和最多5個(gè)端口。 

如何使用 Cloud Load Balancing 保護(hù)你的應(yīng)用程序

借助 HTTPS 和 SSL 代理負(fù)載平衡，你可以使用托管證書，Google 負(fù)責(zé)提供和管理 SSL 證書的生命周期。

• Cloud Load Balancing 支持多個(gè) SSL 證書，使您能夠使用相同的負(fù)載平衡器 IP 地址和端口為多個(gè)域提供服務(wù)；
• 它吸收并消除了 Google 全球負(fù)載平衡基礎(chǔ)設(shè)施中的第 3 層和第 4 層容量攻擊；
• 此外，使用Cloud Armor，可以防止第 3 層到第 7 層應(yīng)用級(jí)別的攻擊；
• 通過使用身份感知代理和防火墻，可以對(duì)后端服務(wù)的訪問進(jìn)行驗(yàn)證和授權(quán)。

在決定哪個(gè)負(fù)載平衡選項(xiàng)適合自己的使用案例時(shí)，需要考慮以下因素：內(nèi)部與外部、全球與區(qū)域以及流量類型（HTTP、TLS 或 UDP）。

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