Ingress による HTTP/2 を使用したロード バランシング

このページでは、Kubernetes の Ingress オブジェクトと Service オブジェクトを使用して、バックエンド サービスとの通信で HTTP/2 を使用するように外部アプリケーション ロードバランサを構成する方法について説明します。

概要

アプリケーション ロードバランサは、クライアントとアプリケーションの間のプロキシとして機能します。クライアントは、HTTP/1.1 または HTTP/2 を使用してロードバランサ プロキシと通信できます。ただし、ロードバランサ プロキシからアプリケーションへの接続は、デフォルトで HTTP/1.1 を使用します。Google Kubernetes Engine（GKE）Pod で実行中のアプリケーションで HTTP/2 リクエストを受信できる場合、アプリケーションにリクエストを転送するときに HTTP/2 を使用するように外部ロードバランサを構成します。

この演習では、Deployment、Service、Ingress を作成します。Service マニフェストに cloud.google.com/app-protocols アノテーションを挿入して、ロードバランサがアプリケーションとの通信に HTTP/2 を使用する必要があることを指定します。その後、サービスを呼び出して、アプリケーションが HTTP/2 リクエストを受信したことを確認します。

始める前に

作業を始める前に、次のタスクが完了していることを確認してください。

  • Google Kubernetes Engine API を有効にする。
    • Google Kubernetes Engine API の有効化
  • このタスクに Google Cloud CLI を使用する場合は、gcloud CLI をインストールして初期化する。すでに gcloud CLI をインストールしている場合は、gcloud components update コマンドを実行して最新のバージョンを取得します。以前のバージョンの gcloud CLI では、このドキュメントのコマンドを実行できない場合があります。

Deployment を作成する

  1. 次のマニフェストを my-deployment.yaml という名前のファイルにコピーします。

    apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: echoheaders
spec:
  replicas: 2
  selector:
    matchLabels:
      app: echoheaders
  template:
    metadata:
      labels:
        app: echoheaders
    spec:
      containers:
      - name: echoheaders
        image: registry.k8s.io/echoserver:1.10
        ports:
        - containerPort: 8443

    このマニフェストでは、echoheaders ウェブ アプリケーションのレプリカが 2 つある Deployment を記述しています。

  2. マニフェストをクラスタに適用します。

    kubectl apply -f my-deployment.yaml

Service を作成する

  1. 次のマニフェストを my-service.yaml という名前のファイルにコピーします。

    apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  annotations:
    cloud.google.com/app-protocols: '{"my-port":"HTTP2"}'
  name: echoheaders
  labels:
    app: echoheaders
spec:
  type: NodePort
  ports:
  - port: 443
    targetPort: 8443
    protocol: TCP
    name: my-port
  selector:
    app: echoheaders

    このマニフェストでは、次のプロパティを持つ Service を記述しています。

    • type: NodePort: NodePort タイプの Service であることを指定します。
    • app: echoheaders: このラベルを持つすべての Pod が Service のメンバーであることを指定します。
    • cloud.google.com/app-protocols: my-port が HTTP/2 プロトコルを使用することを指定します。
    • port: 443、protocol: TCP、targetPort: 8433: TCP ポート 443 の Service に送信されるトラフィックを、いずれかのメンバー Pod の TCP ポート 8443 にルーティングするように指定します。

  2. マニフェストをクラスタに適用します。

    kubectl apply -f my-service.yaml

  3. Service を表示します。

    kubectl get service echoheaders --output yaml

    出力は次のようになります。

    apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  annotations:
    cloud.google.com/app-protocols: '{"my-port":"HTTP2"}'
    ...
  labels:
    app: echoheaders
  name: echoheaders
  ...
spec:
  clusterIP: 10.39.251.148
  ...
  ports:
  - name: my-port
    nodePort: 30647
    port: 443
    protocol: TCP
    targetPort: 8443
  selector:
    app: echoheaders
  ...
  type: NodePort
...

Ingress を作成する

  1. 次のマニフェストを my-ingress.yaml という名前のファイルにコピーします。

    apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
  name: echomap
spec:
  defaultBackend:
    service:
      name: echoheaders
      port:
        number: 443

    このマニフェストでは、受信リクエストを echoheaders Service のメンバーである Pod に送信することを指定する Ingress を記述しています。リクエストは、echoheaders Service マニフェストで指定された targetPort の Pod にルーティングされます。この演習では、Pod targetPort は 8443 です。

  2. マニフェストをクラスタに適用します。

    kubectl apply -f my-ingress.yaml

    Kubernetes Ingress コントローラがアプリケーション ロードバランサを構成する間、このコマンドが完了するまでに数分かかることがあります。

  3. Ingress を確認します。

    kubectl get ingress echomap --output yaml

    出力は次のようになります。

    kind: Ingress
metadata:
  ...
  name: echomap
  ...
spec:
  backend:
    serviceName: echoheaders
    servicePort: 443
status:
  loadBalancer:
    ingress:
    - ip: 203.0.113.2

    この出力では、Ingress の IP アドレスは 203.0.113.2 です。

ロードバランサをテストする

gcloud

  1. バックエンド サービスを一覧表示します。

    gcloud compute backend-services list

  2. バックエンド サービスの説明を設定します。

    gcloud beta compute backend-services describe BACKEND_SERVICE_NAME --global

    BACKEND_SERVICE_NAME は、バックエンド サービスの名前に置き換えます。

    出力では、protocol が HTTP2 であることが示されます。

    backends:
...
description: '{...,"kubernetes.io/service-port":"443","x-features":["HTTP2"]}'
...
kind: compute#backendService
loadBalancingScheme: EXTERNAL
protocol: HTTP2
...

コンソール

  1. Google Cloud コンソールで [ロード バランシング] ページに移動します。

    [ロード バランシング] に移動

  2. [名前] で、ロードバランサを探します。

  3. バックエンド サービスを表示するには、ロードバランサの名前をクリックします。

  4. バックエンド サービスのエンドポイント プロトコルが HTTP/2 であることを確認します。

Service を呼び出す

GKE がロードバランサとバックエンド サービスを構成するまで数分待ってから、ブラウザのアドレスバーにロードバランサの外部 IP アドレスを入力します。

出力は次のようになります。

Hostname: echoheaders-7886d5bc68-xnrwj
...
Request Information:
  ...
  method=GET
  real path=/
  query=
  request_version=2
  request_scheme=https
  ...

Request Headers:
  ...
  x-forwarded-for=[YOUR_IP_ADDRESS], 203.0.113.2
  x-forwarded-proto=http
...

ロードバランサから Pod へのリクエストに関する情報が出力に表示されます。

  • request_version=2: ロードバランサと Pod 間のリクエストで HTTP/2 が使用されたことを示します。
  • x-forwarded-proto=http: ブラウザとロードバランサ間のリクエストで、HTTP/2 ではなく HTTP 1.1 が使用されたことを示します。

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