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跨 VPC 网络创建内部负载均衡器

Autopilot Standard

本页面介绍如何跨 VPC 网络在 Google Kubernetes Engine (GKE) 上创建内部直通式网络负载均衡器。

在阅读本页面之前，请确保您熟悉以下概念：

准备工作

在开始之前，请确保您已执行以下任务：

启用 Google Kubernetes Engine API。

启用 Google Kubernetes Engine API

如果您要使用 Google Cloud CLI 执行此任务，请安装并初始化 gcloud CLI。如果您之前安装了 gcloud CLI，请运行 gcloud components update 命令以获取最新版本。较早版本的 gcloud CLI 可能不支持运行本文档中的命令。
注意：对于现有 gcloud CLI 安装，请务必设置 compute/region 属性。如果您主要使用可用区级集群，请改为设置 compute/zone。通过设置默认位置，您可以避免 gcloud CLI 中出现如下错误：One of [--zone, --region] must be supplied: Please specify location。如果集群的位置与您设置的默认位置不同，您可能需要在某些命令中指定位置。

使用 Private Service Connect 创建内部负载均衡器

作为服务提供方，您可以借助服务连接，通过 Private Service Connect 将服务提供给其他 VPC 网络中的服务使用方。您可以使用 ServiceAttachment 自定义资源创建、管理和删除服务连接。

要求和限制

需要遵循 Private Service Connect 的限制。
您可以在 GKE 1.21.4-gke.300 及更高版本中创建服务连接。
集群必须启用 HttpLoadBalancing 插件。新 GKE 集群默认启用了 HttpLoadBalancing 插件。
您不能在多个服务连接配置中使用同一个子网。
您必须创建使用内部直通式网络负载均衡器的 GKE 服务。
您不能为 1.22.4-gke.100 之前的 GKE 版本指定其他项目（共享 VPC）中的子网。对于共享 VPC，请确保满足共享 VPC 的所有要求。
创建服务附加项后，您无法更新内部负载均衡器。如需更改负载均衡器配置，您必须删除并重新创建服务附加项。

创建 `ServiceAttachment`

创建子网。

您必须为每个 ServiceAttachment 创建一个新子网。
```
gcloud beta compute networks subnets create SUBNET_NAME \
    --project PROJECT_ID \
    --network NETWORK_NAME \
    --region REGION \
    --range SUBNET_RANGE \
    --purpose PRIVATE_SERVICE_CONNECT
```
替换以下内容：
- SUBNET_NAME：新子网的名称。在 GKE 1.22.4-gke.100 及更高版本中，您可以使用此字段的完全限定资源网址来指定其他项目中的子网。您可以使用 gcloud compute networks subnets describe 命令获取完全限定的资源网址。
- PROJECT_ID：您的 Google Cloud项目的 ID。
- NETWORK_NAME：子网的 VPC 网络的名称。
- REGION：新子网的区域。您必须使用您创建的服务所在的区域。
- SUBNET_RANGE：要用于子网的 IP 地址范围。

部署工作负载。

以下清单描述了一个运行示例 Web 应用容器映像的 Deployment。将清单保存为 my-deployment.yaml：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: psc-ilb
spec:
  replicas: 3
  selector:
    matchLabels:
      app: psc-ilb
  template:
    metadata:
      labels:
        app: psc-ilb
    spec:
      containers:
      - name: whereami
        image: us-docker.pkg.dev/google-samples/containers/gke/whereami:v1
        ports:
          - name: http
            containerPort: 8080
        readinessProbe:
          httpGet:
            path: /healthz
            port: 8080
            scheme: HTTP
          initialDelaySeconds: 5
          timeoutSeconds: 1

将清单应用到您的集群：
```
kubectl apply -f my-deployment.yaml
```

创建一项服务。以下清单描述了一项在 TCP 端口 8080 上创建内部直通式网络负载均衡器的服务。将清单保存为 my-service.yaml：

 apiVersion: v1
 kind: Service
 metadata:
   name: SERVICE_NAME
   annotations:
     networking.gke.io/load-balancer-type: "Internal"
 spec:
   type: LoadBalancer
   selector:
     app: psc-ilb
   ports:
   - port: 80
     targetPort: 8080
     protocol: TCP

替换以下内容：

SERVICE_NAME：新服务的名称。

将清单应用到您的集群：
```
kubectl apply -f my-service.yaml
```
创建 ServiceAttachment。

以下清单描述了向服务使用方公开您创建的服务的 ServiceAttachment。将清单保存为 my-psc.yaml：
```
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: ServiceAttachment
metadata:
 name: SERVICE_ATTACHMENT_NAME
 namespace: default
spec:
 connectionPreference: ACCEPT_AUTOMATIC
 natSubnets:
 - SUBNET_NAME
 proxyProtocol: false
 resourceRef:
   kind: Service
   name: SERVICE_NAME
```
注意：对于低于 1.23.3-gke.900 的 GKE 版本，请使用 networking.gke.io/v1beta1 而不是 networking.gke.io/v1。

替换以下内容：
- SERVICE_ATTACHMENT_NAME：新服务连接的名称。
- SUBNET_NAME：新子网的名称。在 GKE 1.22.4-gke.100 及更高版本中，您可以使用此字段的完全限定资源网址来指定其他项目中的子网。您可以使用 gcloud compute networks subnets describe 命令获取完全限定的资源网址。对于共享 VPC 配置，请使用以下格式：projects/HOST_PROJECT_ID/regions/COMPUTE_REGION/subnetworks/SUBNET_NAME。
注意：在 GKE 控制器创建服务定义的内部直通式网络负载均衡器之前，ServiceAttachment 资源将包含错误事件。预配内部直通式网络负载均衡器后，这些错误将不再发布。
如需详细了解清单字段，请参阅服务连接字段。
将清单应用到您的集群：
```
kubectl apply -f my-psc.yaml
```

验证 Private Service Connect 控制器是否已创建服务连接：

gcloud beta compute service-attachments list

输出会显示具有自动生成的名称的服务连接：

NAME        REGION       PRODUCER_FORWARDING_RULE          CONNECTION_PREFERENCE
k8s1-sa-... REGION_NAME  a3fea439c870148bdba5e59c9ea9451a  ACCEPT_AUTOMATIC

查看 `ServiceAttachment`

您可以使用以下命令查看 ServiceAttachment 的详细信息：

kubectl describe serviceattachment SERVICE_ATTACHMENT_NAME

输出类似于以下内容：

Name:        <sa-name>
Namespace:    default
Labels:       <none>
Annotations:  <none>
API Version:  networking.gke.io/v1beta1
Kind:         ServiceAttachment
Metadata:
  ...
Status:
  Forwarding Rule URL:      https://www.googleapis.com/compute/beta/projects/<project>/regions/<region>/forwardingRules/<fr-name>
  Last Modified Timestamp:  2021-07-08T01:32:39Z
  Service Attachment URL:   https://www.googleapis.com/compute/beta/projects/<projects>/regions/<region>/serviceAttachments/<gce-service-attachment-name>
Events:                     <none>

使用 `ServiceAttachment`

如需使用其他项目中的服务，请执行以下步骤：

获取 ServiceAttachment 的网址：

kubectl get serviceattachment SERVICE_ATTACHMENT_NAME -o=jsonpath="{.status.serviceAttachmentURL}"

输出内容类似如下：

  serviceAttachmentURL: https://www.googleapis.com/compute/alpha/projects/<project>/region/<region>/serviceAttachments/k8s1-...my-sa

使用 ServiceAttachment 的网址创建 Private Service Connect 端点。

从使用方项目中的虚拟机使用 curl 命令，验证您可以连接到在提供方项目中部署的 Service：

curl PSC_IP_ADDRESS

将 PSC_IP_ADDRESS 替换为使用方项目中转发规则的 IP 地址。

输出类似于以下内容：

{
  "cluster_name":"cluster",
  "host_header":"10.128.15.200",
  "node_name":"gke-psc-default-pool-be9b6e0e-dvxg.c.gke_project.internal",
  "pod_name":"foo-7bf648dcfd-l5jf8",
  "pod_name_emoji":"👚",
  "project_id":"gke_project",
  "timestamp":"2021-06-29T21:32:03",
  "zone":"ZONE_NAME"
}

更新 `ServiceAttachment`

您可以按照以下步骤更新 ServiceAttachment：

修改 my-psc.yaml 中的 ServiceAttachment 清单：

apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: ServiceAttachment
metadata:
  name: my-sa
  namespace: default
spec:
  connectionPreference: ACCEPT_AUTOMATIC
  natSubnets:
  - my-nat-subnet
  proxyProtocol: false
  resourceRef:
    kind: Service
    name: ilb-service

将清单应用到您的集群：
```
kubectl apply -f my-psc.yaml
```

删除 `ServiceAttachment`

您无法删除连接到服务连接的内部直通式网络负载均衡器。您必须单独删除服务连接和 GKE Service。

删除服务连接：
```
kubectl delete serviceattachment SERVICE_ATTACHMENT_NAME --wait=false
```
此命令将服务连接标记为删除，但资源仍然存在。您也可以通过省略 --wait 标志来等待删除完成。
删除 Service：
```
kubectl delete svc SERVICE_NAME
```

删除子网：

gcloud compute networks subnets delete SUBNET_NAME

`ServiceAttachment` 个字段

ServiceAttachment 具有以下字段：

connectionPreference：用于确定客户如何连接到服务的连接偏好设置。您可以使用 ACCEPT_AUTOMATIC 自动项目审批，也可以使用 ACCEPT_MANUAL 明确进行项目审批。如需了解详情，请参阅使用 Private Service Connect 发布服务。
natSubnets：用于服务连接的子网资源名称列表。
proxyProtocol：如果设置为 true，则请求中提供使用方来源 IP 和 Private Service Connect 连接 ID。这是可选字段，如果未提供，则默认为 false。
consumerAllowList：允许连接到 ServiceAttachment 的使用方项目列表。仅当 connectionPreference 为 ACCEPT_MANUAL 时才能使用此字段。如需详细了解此字段，请参阅使用 Private Service Connect 发布服务。
- project：使用方项目的项目 ID 或编号。
- connectionLimit：使用方项目的连接限制。此字段是可选字段。
- forceSendFields：要发送以包含在 API 请求中的字段名称。此字段是可选字段。
- nullFields：要包含在具有 null 值的 API 请求中的字段名称。此字段是可选字段。
consumerRejectList：不允许连接到 ServiceAttachment 的使用方项目 ID 或编号列表。仅当 connectionPreference 为 ACCEPT_MANUAL 时才能使用此字段。如需详细了解此字段，请参阅使用 Private Service Connect 发布服务。
resourceRef：对 Kubernetes 资源的引用。
- kind：Kubernetes 资源类型。您必须使用 Service。
- name：Kubernetes 资源的名称，该资源必须与内部直通式网络负载均衡器位于同一命名空间中。
注意：服务连接与内部直通式网络负载均衡器连接后，您无法删除或更新内部直通式网络负载均衡器。如果您尝试删除或更新内部直通式网络负载均衡器，系统会显示错误消息。如需了解详情，请参阅问题排查。

问题排查

您可以使用以下命令查看错误消息：

kubectl get events -n NAMESPACE

将 NAMESPACE 替换为内部直通式网络负载均衡器的命名空间。

删除内部直通式网络负载均衡器时出错

如果您尝试删除服务连接正在使用的内部直通式网络负载均衡器，则会出现如下所示的错误消息。您必须先删除 ServiceAttachment，然后才能删除内部直通式网络负载均衡器。

Error syncing load balancer: failed to ensure load balancer: googleapi:
Error 400: The forwarding_rule resource '<fwd-rule-URL>' is already being used
by '<svc-attachment-URL>', resourceInUseByAnotherResource.

启用全球访问权限时出错

为使用 Private Service Connect 服务连接的内部直通式网络负载均衡器启用全球访问权限时，您可能会遇到错误。

具体情况：

当您通过更新 GKE Service 清单并设置 networking.gke.io/internal-load-balancer-allow-global-access: "true" 注解来启用全球访问权限时，应用清单会导致更新失败。运行 kubectl get events 命令时，您会看到以下错误消息：

Error syncing load balancer: failed to ensure load balancer: googleapi: Error 400: The forwarding_rule resource '...' is already being used by '...', resourceInUseByAnotherResource

原因：

出现此错误是因为 GKE 控制平面尝试重新创建负载均衡器的转发规则以启用全球访问权限。不过，由于该转发规则被 ServiceAttachment 使用，因此无法删除并重新创建该规则，从而导致此错误。

临时解决方法：

如需在负载均衡器上启用全局访问权限，同时尽可能缩短停机时间，您必须更新 GKE Service 配置并手动更新转发规则：

更新 GKE Service 清单：更新 GKE Service 清单以添加 networking.gke.io/internal-load-balancer-allow-global-access: "true" 注解。
手动为转发规则启用全球访问权限：按照启用全球访问权限中的步骤操作，使用Google Cloud 控制台、Google Cloud CLI 或 Compute Engine API 更新负载均衡器的转发规则。

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