סקירה כללית על מאזן עומסים של אפליקציות (ALB)

מאזן העומסים של האפליקציות הוא מאזן עומסים מבוסס-פרוקסי בשכבה 7, שמאפשר לכם להפעיל את השירותים שלכם ולהרחיב אותם. מאזן העומסים של האפליקציות מחלק את תעבורת הנתונים של HTTP ו-HTTPS לקצה העורפי שמתארח במגוון פלטפורמות, כמו Compute Engine,‏ Google Kubernetes Engine‏ (GKE),‏ Cloud Storage ו-Cloud Run, וגם לקצה עורפי חיצוני שמחובר דרך האינטרנט או באמצעות קישוריות היברידית. Google Cloud

מאזני עומסים של אפליקציות זמינים במצבי הפריסה הבאים:

סכימת איזון העומסים היא מאפיין של כלל ההעברה ושל שירות הקצה העורפי של מאזן עומסים, והיא מציינת אם אפשר להשתמש במאזן העומסים לתנועה פנימית או חיצונית. המונח _MANAGED בסכימת איזון העומסים מציין שמאזן העומסים מיושם כשירות מנוהל בממשקי הקצה של Google‏ (GFE) או ב-Envoy proxy בקוד פתוח. בסכמת איזון עומסים שהיא _MANAGED, הבקשות מנותבות ל-GFE או ל-Envoy proxy.

מאזן עומסים חיצוני של אפליקציות (ALB)

מאזני עומסים חיצוניים של אפליקציות (ALB) מיושמים באמצעות ממשקי קצה של Google ‏(GFE) או שרתי proxy מנוהלים. מאזני עומסים גלובליים חיצוניים של אפליקציות (ALB) ומאזני עומסים קלאסיים של אפליקציות (ALB) משתמשים ב-GFE שהם מבוזרים באופן גלובלי, ופועלים יחד באמצעות הרשת הגלובלית ומישור הבקרה של Google. ב-GFE יש איזון עומסים בכמה אזורים ברמת Premium, והוא מפנה את התנועה לעורף התקין הקרוב ביותר שיש לו קיבולת, ומסיים את תעבורת הנתונים ב-HTTP(S) הכי קרוב למשתמשים. מאזני עומסים גלובליים חיצוניים של אפליקציות (ALB) ומאזני עומסים חיצוניים אזוריים של אפליקציות (ALB) משתמשים בתוכנת Envoy proxy בקוד פתוח כדי לאפשר יכולות מתקדמות של ניהול תעבורת נתונים.

אפשר לפרוס את מאזני העומסים האלה באחד מהמצבים הבאים: גלובלי, אזורי או קלאסי.

מאזני עומסים חיצוניים של אפליקציות תומכים ביכולות הבאות:

  • סיום IPv6. מאזני העומסים החיצוניים תומכים בכתובות IPv4 וגם בכתובות IPv6 לתעבורת נתונים של לקוחות. בקשות IPv6 של לקוחות מסתיימות בשכבת איזון העומסים ואז מועברות דרך שרת proxy באמצעות IPv4 או IPv6 (בתנאי ששרתי הבק-אנד מוגדרים כחיבורים עם תמיכה כפולה) לשרתי הבק-אנד. שימו לב שמאזני עומסים קלאסיים תומכים רק בהעברת בקשות (proxying) דרך IPv4 לשרתים העורפיים (backend) שלכם.
  • ניהול מתקדם של תעבורת נתונים. התכונות כוללות רפליקציה של תעבורת נתונים, פיצול תעבורת נתונים לפי משקל והמרות של כותרות שמבוססות על בקשות ותגובות. פרטים נוספים מופיעים במאמר סקירה כללית על ניהול תעבורת נתונים.
  • תמיכה מגוונת ב-Backend. מאזן העומסים מפזר את התעבורה בין שרתים עורפיים שמתארחים במגוון פלטפורמות, כמו Compute Engine,‏ Google Kubernetes Engine ‏ (GKE),‏ Cloud Run ועוד. Google Cloud התמיכה בקצה העורפי תלויה במצב הפריסה של מאזן העומסים. פרטים נוספים זמינים במאמר מאזן עומסים חיצוני של אפליקציות – סקירה כללית.
  • תגובות שמורות במטמון. משתלב עם Cloud CDN כדי לשמור תגובות במטמון.
  • שילוב עם Cloud Armor. הגנה מפני מתקפות DDoS או מתקפות אחרות באינטרנט באמצעות Google Cloud Armor.
  • שילוב עם GKE. תמיכה באיזון עומסים ב-GKE באמצעות Ingress או Gateway (בתיאום מלא) או קבוצות עצמאיות של נקודות קצה ברשת (NEGs).
  • ארגון של מאזני עומסים גלובליים, אזוריים ובין-אזוריים של אפליקציות ומאזני עומסים של רשתות בשרתי proxy במרכז האפליקציות כדי להבין את האינטראקציות של מאזני העומסים ולתמוך בפונקציות עסקיות.

בתרשים הבא מוצגת דוגמה לארכיטקטורה של מאזן עומסים של אפליקציות (ALB) חיצוני.

ארכיטקטורה של מאזן עומסים חיצוני של אפליקציות (ALB).
ארכיטקטורה של מאזן עומסים חיצוני של אפליקציות (ALB).

לסקירה כללית מלאה, אפשר לעיין במאמר סקירה כללית על הארכיטקטורה של מאזני עומסים חיצוניים באפליקציות.

מאזן עומסים פנימי של אפליקציות (ALB)

מאזני העומסים הפנימיים של אפליקציות (ALB) הם מאזני עומסים אזוריים בשכבה 7 שמבוססים על שרת proxy של Envoy. הם מאפשרים להפעיל את תעבורת האפליקציות מסוג HTTP ולהרחיב אותה מאחורי כתובת IP פנימית. מאזני עומסים פנימיים של אפליקציות תומכים בשרתי בק-אנד באזור אחד, אבל אפשר להגדיר אותם כך שיהיו נגישים באופן גלובלי ללקוחות מכלGoogle Cloud אזור.

מאזן העומסים מפזר את התנועה אל שרתי קצה עורפיים שמארחים ב- Google Cloud, בסביבות מקומיות או בסביבות ענן אחרות. מאזני עומסים פנימיים של אפליקציות (ALB) תומכים גם בתכונות הבאות:

  • סיום IPv6. מאזני העומסים הפנימיים תומכים בכתובות IPv4 וגם בכתובות IPv6 לתנועת לקוחות. בקשות IPv6 של לקוחות מסתיימות בשכבת איזון העומסים ואז מועברות דרך שרת proxy באמצעות IPv4 או IPv6 (בתנאי ששרתי הבק-אנד מוגדרים כחיבורים עם תמיכה כפולה) לשרתי הבק-אנד.
  • מדיניות בנושא רשויות מוניציפאליות. בקבוצת מופעים של קצה עורפי או בקבוצת נקודות קצה ברשת, אפשר להגדיר איך הבקשות מופצות למופעים או לנקודות קצה של חברים. פרטים נוספים מופיעים במאמר בנושא ניהול תעבורה.
  • גישה גלובלית. כשמופעלת גישה גלובלית, לקוחות מכל אזור יכולים לגשת למאזן העומסים. מידע נוסף מופיע במאמר בנושא הפעלת גישה גלובלית.
  • גישה מרשתות מחוברות אתם יכולים להגדיר את מאזן העומסים כך שיהיה נגיש ללקוחות מרשתות שמעבר לרשת הענן הווירטואלי הפרטי (VPC) שלו. Google Cloudהרשתות האחרות צריכות להיות מחוברות לרשת ה-VPC של מאזן העומסים באמצעות קישור (peering) בין רשתות VPC שכנות, Cloud VPN או Cloud Interconnect. פרטים נוספים זמינים במאמר בנושא גישה לרשתות מקושרות.
  • תאימות ל-GKE באמצעות Ingress (תזמור מלא). פרטים נוספים מופיעים במאמר הגדרת Ingress למאזני עומסים פנימיים של אפליקציות.
  • ארגון של מאזני עומסים פנימיים גלובליים של אפליקציות ומאזני עומסים פנימיים אזוריים של אפליקציות באפליקציות של App Hub כדי להבין את האינטראקציות של מאזן העומסים ולתמוך בפונקציות עסקיות.
ארכיטקטורה של מאזן עומסים פנימי של אפליקציות (ALB).
ארכיטקטורה של מאזן עומסים פנימי של אפליקציות (ALB).

סקירה כללית מלאה זמינה במאמר סקירת הארכיטקטורה של מאזני עומסים פנימיים של אפליקציות.

שילוב עם Cloud NGFW

אפשר להשתמש בכללים במדיניות חומת האש של Cloud NGFW כדי לשלוט בגישה לשרתי ה-proxy של Envoy שמשמשים מאזני עומסים פנימיים של אפליקציות אזוריות ומאזני עומסים פנימיים של אפליקציות חוצות-אזורים. התכונות האלה נתמכות גם ב-Cloud NGFW Essentials וגם ב-Cloud NGFW Standard.

מידע נוסף זמין במאמר בנושא שימוש במדיניות אזורית של חומת אש ברשת כדי להגן על מאזני עומסים פנימיים של אפליקציות ועל מאזני עומסים פנימיים של רשת בשרת proxy.

תרחישים לדוגמה

בקטעים הבאים מוצגים כמה תרחישי שימוש נפוצים במאזני עומסים של אפליקציות.

שירותי אינטרנט בשלוש שכבות

אתם יכולים לפרוס שילוב של מאזני עומסים של אפליקציות ומאזני עומסי רשת כדי לתמוך בשירותי אינטרנט קונבנציונליים בשלוש שכבות. בדוגמה הבאה אפשר לראות איך אפשר לפרוס כל רמה, בהתאם לסוג התנועה:

  • רמת האינטרנט. חזית האפליקציה מוגשת על ידי מאזן עומסים חיצוני של אפליקציות (ALB) עם קצה עורפי של קבוצת מופעים. תעבורת הנתונים מגיעה מהאינטרנט ועוברת דרך פרוקסי ממאזן העומסים אל קבוצה של עורפי קצה של קבוצת מופעים באזורים שונים. הקצה העורפי הזה שולח תנועת HTTP(S) לקבוצה של מאזני עומסים פנימיים של אפליקציות.
  • רמת האפליקציה. תוכנת הביניים של האפליקציה נפרסת ומשנה את גודלה באמצעות מאזן עומסים פנימי של אפליקציות (ALB) ובק-אנד של קבוצת מופעים. מאזני העומסים מחלקים את התנועה לקבוצות של מופעי תוכנת ביניים. לאחר מכן, קבוצות המכונות של תוכנת הביניים שולחות את תעבורת הנתונים למאזני עומסי רשת פנימיים להעברת סיגנל ללא שינוי.
  • רמת מסד הנתונים. מאזני העומסים של הרשת משמשים כחזיתות קצה (frontend) לשכבת מסד הנתונים. הם מפזרים את התנועה אל שרתי קצה עורפיים לאחסון נתונים באזורים שונים.
ניתוב מבוסס שכבה 7 באפליקציית אינטרנט תלת-שכבתית.
ניתוב מבוסס-שכבה 7 באפליקציית אינטרנט תלת-שכבתית.

גישה גלובלית למאזני עומסים פנימיים אזוריים של אפליקציות

אם מפעילים גישה גלובלית למאזן עומסים פנימי אזורי של אפליקציה, מכונות וירטואליות של לקוחות ברמת האינטרנט יכולות להיות באזור אחר.

בדוגמה הזו של אפליקציה מרובת רמות מוצגים:

  • שכבת אינטרנט שזמינה באופן גלובלי ופונה לאינטרנט, שמאזנת את עומס התנועה באמצעות מאזן עומסים חיצוני של אפליקציות (ALB).
  • רמת מסד נתונים פנימית עם איזון עומסים באזור us-east1, שאליה ניגשת רמת האינטרנט הגלובלית.
  • מכונה וירטואלית של לקוח שהיא חלק משכבת האינטרנט באזור europe-west1, שמקבלת גישה לשכבת מסד הנתונים הפנימית עם איזון עומסים שנמצאת באזור us-east1.
אפליקציית אינטרנט תלת-שכבתית עם מאזן עומסים חיצוני של אפליקציות (ALB), גישה גלובלית ומאזן עומסים פנימי של אפליקציות (ALB).
אפליקציית אינטרנט עם שלוש שכבות, מאזן עומסים חיצוני של אפליקציות (ALB), גישה גלובלית ומאזן עומסים פנימי של אפליקציות (ALB) (לחצו כדי להגדיל).

עומסי עבודה עם תאימות לתקנות של סמכות שיפוט

חלק מעומסי העבודה עם דרישות רגולטוריות או דרישות תאימות מחייבים שסיומי התעבורה והגדרות הרשת יהיו באזור ספציפי. עבור עומסי העבודה האלה, מאזן עומסים חיצוני אזורי של אפליקציות (ALB) הוא לרוב האפשרות המועדפת לספק את אמצעי הבקרה המשפטיים שעומסי העבודה האלה דורשים.

ניהול מתקדם של תעבורת נתונים

מאזני העומסים של האפליקציות תומכים בתכונות מתקדמות לניהול תנועת גולשים, שמאפשרות לכם שליטה מדויקת באופן הטיפול בתנועת הגולשים. היכולות האלה כוללות:

  • אתם יכולים לעדכן את אופן ניהול התנועה בלי לשנות את קוד האפליקציה.
  • אתם יכולים לנתב תעבורה בצורה חכמה על סמך פרמטרים של HTTP(S), כמו מארח, נתיב, כותרות ופרמטרים אחרים של בקשות. לדוגמה, אפשר להשתמש בקטגוריות של Cloud Storage כדי לטפל בתוכן וידאו סטטי, ובקבוצות של מכונות או ב-NEGs כדי לטפל בכל הבקשות האחרות.
  • כדי לצמצם את הסיכונים כשפורסים גרסה חדשה של האפליקציה, אפשר להשתמש בפיצול תנועה לפי משקל. לדוגמה, אפשר לשלוח 95% מהתנועה לגרסה הקודמת של השירות ו-5% לגרסה החדשה של השירות. אחרי שמוודאים שהגרסה החדשה פועלת כמו שצריך, אפשר להגדיל בהדרגה את אחוז התנועה עד ש-100% מהתנועה יגיעו לגרסה החדשה של השירות. חלוקת התנועה משמשת בדרך כלל לפריסה של גרסאות חדשות, לבדיקות A/B, להעברת שירותים, לעדכון שירותים מדור קודם ולתהליכים דומים.

הדוגמה הבאה מציגה ניתוב מבוסס-נתיב שהוטמע באמצעות מאזן עומסים של אפליקציות (ALB) פנימי. כל נתיב מטופל על ידי קצה עורפי שונה.

ניתוב מבוסס-נתיב עם מאזני עומסים פנימיים של אפליקציות.
ניתוב מבוסס-נתיב באמצעות מאזני עומסים פנימיים של אפליקציות (ALB).

פרטים נוספים זמינים במאמרים הבאים:

הרחבת היכולות באמצעות Service Extensions

השילוב עם Service Extensions מאפשר להחדיר לוגיקה מותאמת אישית לנתיב איזון העומסים של מאזני עומסים של אפליקציות נתמכות.

מידע נוסף זמין במאמר סקירה כללית של תוספי שירות.

העברת שירותים מדור קודם אל Google Cloud

העברת שירות קיים אל Google Cloud מאפשרת לכם לפנות קיבולת מקומית ולהפחית את העלות והעומס של תחזוקת תשתית מקומית. אתם יכולים להגדיר פריסה היברידית זמנית שתאפשר לכם להפנות תנועה גם לשירות הנוכחי שלכם בשרתים מקומיים וגם ל Google Cloud נקודת קצה של שירות תואם.

הדיאגרמה הבאה מדגימה הגדרה זו עם מאזן עומסים פנימי של אפליקציות (ALB). אם אתם משתמשים במאזן עומסים פנימי, אתם יכולים להגדיר את מאזן העומסים כך שישתמש בחלוקת תעבורה שמבוססת על משקל כדי לחלק את התעבורה בין שני השירותים. Google Cloud פיצול התנועה מאפשר לכם להתחיל בשליחת 0% מהתנועה לשירותGoogle Cloud ו-100% לשירות המקומי. לאחר מכן תוכלו להגדיל בהדרגה את שיעור התנועה שנשלחת לשירות Google Cloud. בסופו של דבר, תשלחו 100% מהתנועה אל Google Cloud השירות, ותוכלו להוציא את השירות המקומי משימוש.

העברת שירותים מדור קודם אל Google Cloud.
העברת שירותים מדור קודם אל Google Cloud.

איזון עומסים באפליקציות GKE

יש שלוש דרכים לפריסת מאזני עומסים של אפליקציות עבור אשכולות GKE:

איזון עומסים לאפליקציות Cloud Run, פונקציות Cloud Run ואפליקציות App Engine

אתם יכולים להשתמש במאזן עומסים של אפליקציות כחלק הקדמי שלGoogle Cloud אפליקציות ללא שרתים. האפשרות הזו מאפשרת לכם להגדיר את האפליקציות חסרות השרתים כך שישרתו בקשות מכתובת IP ייעודית שלא משותפת עם שירותים אחרים.

כדי להגדיר את זה, משתמשים ב-NEG בלי שרת (serverless) כבק-אנד של מאזן העומסים (LB). בתרשימים הבאים אפשר לראות איך אפליקציה בלי שרת משולבת עם מאזן עומסים של אפליקציות.

חיצונית גלובלית

בתרשים הזה מוצג איך NEG בלי שרת משתלב בארכיטקטורה של מאזן עומסים גלובלי-חיצוני של אפליקציות (ALB).

ארכיטקטורה של מאזן עומסים גלובלי חיצוני של אפליקציות (ALB) לאפליקציות ללא שרת (serverless).
ארכיטקטורה של מאזן עומסים גלובלי חיצוני של אפליקציות (ALB) לאפליקציות בלי שרתים.

חיצוני אזורי

בתרשים הזה מוצג איך NEG בלי שרת משתלב בארכיטקטורה של מאזן עומסים אזורי חיצוני של אפליקציות (ALB). מאזן העומסים הזה תומך רק בשרתי קצה עורפיים של Cloud Run.

ארכיטקטורה של מאזן עומסים חיצוני אזורי של אפליקציות (ALB) לאפליקציות ללא שרתים.
ארכיטקטורה של מאזן עומסים חיצוני אזורי של אפליקציות (ALB) לאפליקציות בלי שרתים.

פנימי אזורי

דיאגרמה זו מציגה כיצד NEG בלי שרת (serverless) משתלב במודל של מאזן עומסים פנימי אזורי של אפליקציות (ALB). מאזן העומסים הזה תומך רק בשרתי קצה עורפיים של Cloud Run.

ארכיטקטורה של מאזן עומסים פנימי אזורי של אפליקציות (ALB) לאפליקציות ללא שרת (serverless).
ארכיטקטורה של מאזן עומסים פנימי אזורי של אפליקציות (ALB) לאפליקציות בלי שרתים (serverless).

פנימיים בכמה אזורים

בתרשים הזה אפשר לראות איך NEG בלי שרת משתלב במודל של מאזן עומסים פנימי של אפליקציות בין אזורים. מאזן העומסים הזה תומך רק בשרתי קצה עורפיים של Cloud Run.

ארכיטקטורה של מאזן עומסים פנימי של אפליקציות (ALB) בין אזורים לאפליקציות בלי שרת (serverless).
ארכיטקטורה של מאזן עומסים של אפליקציות (ALB) פנימי חוצה אזורים לאפליקציות בלי שרת (serverless) (לוחצים כדי להגדיל).

מסמכים קשורים:

איזון עומסים לשרתי קצה עורפיים מחוץ ל- Google Cloud

מאזני עומסים של אפליקציות תומכים באיזון עומסים של תנועת גולשים לנקודות קצה שחורגות מ- Google Cloud, כמו מרכזי נתונים בארגון וסביבות ענן אחרות. בדרך כלל אפשר לגשת לשרתי קצה חיצוניים באחת מהדרכים הבאות:

  • אפשר לגשת אליהם דרך האינטרנט הציבורי. לנקודות הקצה האלה, משתמשים ב-NEG באינטרנט כבק-אנד של מאזן העומסים. ה-NEG שמיועד לאינטרנט מוגדר להפניה לנקודת קצה אחת של FQDN:Port או IP:Port בשרת הקצה העורפי החיצוני. קבוצות NEGs באינטרנט יכולות להיות גלובליות או אזוריות.

    בתרשים הבא אפשר לראות איך מתחברים לשרתי קצה עורפיים חיצוניים שאפשר לגשת אליהם דרך האינטרנט הציבורי באמצעות NEG גלובלי לאינטרנט.

    מאזן עומסים גלובלי חיצוני של אפליקציות (ALB) עם קצה עורפי חיצוני.
    מאזן עומסים גלובלי חיצוני של אפליקציות עם קצה עורפי חיצוני.

    פרטים נוספים זמינים במאמר סקירה כללית על קבוצות NEGs באינטרנט.

  • אפשר לגשת אליו באמצעות קישוריות היברידית (Cloud Interconnect או Cloud VPN). בנקודות הקצה האלה, משתמשים ב-NEG היברידי כבק-אנד של מאזן העומסים. ה-NEG ההיברידי מוגדר להפניה לנקודות קצה של IP:Port בקצה העורפי החיצוני.

    בתרשימים הבאים מוצגות דוגמאות לחיבור לקצה עורפי חיצוני שאפשר לגשת אליו באמצעות Cloud Interconnect או Cloud VPN.

    חיצוני

    קישוריות היברידית עם מאזני עומסים גלובליים חיצוניים של אפליקציות (ALB).
    קישוריות היברידית עם מאזני עומסים גלובליים חיצוניים של אפליקציות (ALB).

    פנימי

    קישוריות היברידית עם מאזני עומסים פנימיים של אפליקציות (ALB).
    קישוריות היברידית עם מאזני עומסים פנימיים של אפליקציות.

    פרטים נוספים זמינים במאמר בנושא סקירה כללית של קבוצות משולבות של נקודות קצה ברשת (NEGs).

שילוב עם Private Service Connect

‫Private Service Connect מאפשר שימוש פרטי בשירותים ברשתות VPC ששייכות לקבוצות, לצוותים, לפרויקטים או לארגונים שונים. אתם יכולים להשתמש ב-Private Service Connect כדי לגשת לממשקי Google APIs ולשירותים או לשירותים מנוהלים ברשת VPC אחרת.

אתם יכולים להשתמש במאזן עומסים גלובלי חיצוני של אפליקציות (ALB) כדי לגשת לשירותים שפורסמו באמצעות Private Service Connect. מידע נוסף זמין במאמר מידע על עורפי קצה של Private Service Connect.

אתם יכולים להשתמש במאזן עומסים פנימי של אפליקציות (ALB) כדי לשלוח בקשות לשירותים ולממשקי Google API אזוריים נתמכים. מידע נוסף זמין במאמר גישה לממשקי API של Google דרך שרתי קצה עורפיים.

זמינות גבוהה ומעבר לשני אזורים במקרה של כשל

מעבר לגיבוי במקרה של כשל בין אזורים זמין רק במאזני עומסים גלובליים חיצוניים של אפליקציות, במאזני עומסים קלאסיים של אפליקציות ובמאזני עומסים פנימיים של אפליקציות בין אזורים. מאזני העומסים האלה מאפשרים לשפר את זמינות השירות כשיוצרים שירותים גלובליים לקצה העורפי עם קצה עורפי בכמה אזורים. אם שרתי קצה עורפיים באזור מסוים מושבתים, התנועה מועברת בצורה חלקה לאזור אחר.

מידע נוסף על אופן הפעולה של יתירות כשל זמין בנושאים הבאים: