Zonale Affinität für interne Passthrough-Network-Load-Balancer

Mit der Zonenaffinität, die für den Backend-Dienst des Load Balancers konfiguriert wird, können Sie zonenübergreifenden Traffic begrenzen, die Latenz verringern und die Leistung verbessern. Gleichzeitig bleiben die Vorteile einer Architektur mit mehreren Zonen erhalten.

Interne Passthrough-Network-Load-Balancer unterstützen drei zonale Affinitätsoptionen, die unterschiedliche Grade der Präferenz für das Weiterleiten neuer Verbindungen zu infrage kommenden Back-Ends bieten, die sich in derselben Zone wie ein unterstützter Client befinden. Die zonale Affinität ändert die Gruppe der infrage kommenden Back-Ends, nachdem der Load-Balancer ein infrage kommendes Back-End für eine neue Verbindung ausgewählt hat. Bestehende Verbindungen in der Verbindungs-Tracking-Tabelle des Load-Balancers sind von der Zonenaffinität nicht betroffen.

Kompatibilität

Die zonale Affinität ist mit internen Passthrough-Network Load Balancern kompatibel, die folgende Anforderungen erfüllen:

• Nächste Hops für statische Routen oder Nächste Hops für richtlinienbasierte Routen
• Failover-Richtlinie

Die zonale Affinität ist nicht mit internen Passthrough-Network Load Balancern kompatibel, die:

• Backend-Teilmengeneinstellung muss aktiviert sein.
• Collector-Ziele für die Paketspiegelung
• Sie werden verwendet, um einen mit Private Service Connect veröffentlichten Dienst bereitzustellen. Die zonale Affinität ist nur für kompatible Clients möglich, die Pakete an den Load Balancer senden, nicht an einen Private Service Connect-Endpunkt, dessen veröffentlichten Dienst-Producer einen internen Passthrough-Network Load Balancer verwendet.

Kompatible Clients

Die zonale Affinität ist nur für VM-Clients möglich, die sich in derselben Region wie der Load-Balancer befinden. Die zonale Affinität ist nicht mit den folgenden Clients kompatibel, die immer so funktionieren, als wäre die zonale Affinität deaktiviert:

• Client-Cloud VPN-Tunnel und Client-Cloud Interconnect-VLAN-Anhänge: Cloud VPN-Tunnel und Cloud Interconnect-VLAN-Anhänge sind regionale Ressourcen, keine zonenbasierten Ressourcen. Pakete, die über einen Cloud VPN-Tunnel oder VLAN-Anhang weitergeleitet werden, unterstützen niemals die zonale Affinität, unabhängig davon, ob sie sich in derselben Region wie der Load Balancer befinden oder nicht.

• Client-VMs in Regionen, die nicht mit der Region des Load-Balancers übereinstimmen: Ein interner Passthrough-Network Load Balancer, der sich in einer Region befindet, ist für Clients in allen anderen Regionen erreichbar, wenn der globale Zugriff aktiviert ist. Wenn sich Client-VMs in einer anderen Region als der Load-Balancer befinden, haben sie nie eine gemeinsame Zone mit einem der Back-Ends des Load-Balancers.

Zonaler Abgleich

Ein zonenbezogener Abgleich beschreibt die Bedingungen, unter denen die zonenbezogene Affinität ausgelöst wird. Der Load-Balancer kann dann die ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Back-Ends ändern, um die konfigurierte zonale Affinität zu erreichen. Die Änderung der ursprünglichen Gruppe der infrage kommenden Backends erfolgt nach dem Schritt Geeignete Backends identifizieren im Prozess Auswahl von Backend und Verbindungs-Tracking.

Damit die Logik für die zonenbezogene Affinität ausgelöst wird, muss die folgende Ereignissequenz eintreten:

1. Zonale Affinität muss aktiviert sein

   Wenn die zonale Affinität aktiviert ist, müssen Sie feststellen, ob der Client ein kompatibler Client ist.

2. Ermitteln, ob der Client ein kompatibler Client ist

   Wenn der Client kompatibel ist, prüfen Sie, ob eine zonale Übereinstimmung möglich ist.

3. Ermitteln, ob ein zonenbasierter Abgleich möglich ist

   Eine zonale Übereinstimmung bedeutet, dass sich die Client-VM in einer Zone befindet, die mindestens ein konfiguriertes Backend des relevanten Typs enthält. Die verschiedenen Back-Ends, die konfiguriert werden können, sind im Abschnitt Zonale Abgleichsbedingungen beschrieben.

   Eine zonale Übereinstimmung ist niemals möglich, wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft:

   • Zonale Affinität ist deaktiviert
   • Der Client ist nicht kompatibel

4. Zonale Affinitätslogik anwenden

   Wenn ein zonaler Abgleich erfolgt, wenden Sie die Logik für die zonale Affinität entsprechend der konfigurierten Option an. Die Optionen, mit denen die zonale Affinität aktiviert wird, sind folgende:

   • ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE
   • ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE mit einem Überlaufverhältnis von 0
   • ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE mit einem Überlaufverhältnis ungleich null

   Nachdem eine zonale Übereinstimmung erfolgt ist, wird die ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Backends je nach konfiguriertem Typ der zonalen Affinitätsoption verfeinert, ersetzt oder unverändert gelassen. Alle neuen Verbindungen vom Client werden an diese geänderte Gruppe von infrage kommenden Back-Ends weitergeleitet.

Zonale Übereinstimmungsbedingungen

In der folgenden Tabelle wird bestimmt, ob der Load-Balancer den Traffic auf die Zone des Clients beschränken kann. Wenn die Bedingung in der dritten Spalte nicht erfüllt ist, wird die zonale Affinität ignoriert und neue Verbindungen werden an ein beliebiges infrage kommendes Backend weitergeleitet.

Beispiel für zonale Übereinstimmung

Sehen Sie sich die folgende Situation an, um festzustellen, ob es eine zonale Übereinstimmung gibt:

• Failover-Richtlinie ist konfiguriert
• Zonale Affinität ist aktiviert
• Der Client befindet sich in Zone A.
• Primäre Back-Ends befinden sich nur in Zone B und Zone C.
• In Zone A sind keine primären Back-Ends vorhanden.

Auch wenn die zonale Affinität aktiviert ist und ein kompatibler Client vorhanden ist, erfolgt keine zonale Übereinstimmung, da es in Zone A, der Zone der Client-VM, kein primäres Backend gibt. Die zonale Affinität wird daher ignoriert.

Optionen für die zonale Affinität

Interne Passthrough-Network Load Balancer unterstützen die folgenden Optionen für die zonale Affinität:

• ZONAL_AFFINITY_DISABLED (Standard): Die zonale Affinität ist deaktiviert. Der Load-Balancer wählt ein geeignetes Backend für eine neue Verbindung aus, ohne die Menge der geeigneten Backends zu ändern.

• ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE: Die zonale Affinität ist aktiviert. Wenn eine zonale Übereinstimmung auftritt, leitet der Load-Balancer den Traffic in der Zone des Clients weiter, indem er entweder die ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Backends verfeinert oder die ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Backends durch eine neue Gruppe ersetzt. Weitere Informationen zu dieser Option finden Sie unter Funktionsweise von ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE.

• ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE: Die zonale Affinität ist aktiviert. Wenn eine zonale Übereinstimmung auftritt, kann der Load Balancer die Gruppe der infrage kommenden Back-Ends verfeinern oder die ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Back-Ends unverändert lassen. Mit dieser Option kann Traffic auf andere Zonen überlaufen, wenn in der Zone des Clients nicht genügend fehlerfreie Back-Ends vorhanden sind. Der Spillover wird durch das Spillover-Verhältnis gesteuert. Weitere Informationen zu dieser Option finden Sie unter Funktionsweise von ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE und Spillover-Verhältnis.

Informationen zum Konfigurieren der zonalen Affinität für den Backend-Dienst eines internen Passthrough-Network-Load-Balancers finden Sie unter Zonale Affinität verwenden.

So funktioniert ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE

Wenn die zonale Affinität auf ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE festgelegt ist und eine zonale Übereinstimmung auftritt, leitet der Load-Balancer den Traffic in der Zone des Clients weiter, indem er eine der folgenden Aktionen ausführt:

• Ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Back-Ends verfeinern

  Wenn sich mindestens ein infrage kommendes Backend in der Zone des Clients befindet, verfeinert der Load Balancer die Gruppe der infrage kommenden Backends, indem er Folgendes ausführt:

  • Alle infrage kommenden Backends verwerfen, die nicht in der Zone des Clients sind
  • Nur infrage kommende Back-Ends verwenden, die sich in der Zone des Clients befinden

  Die verfeinerte Gruppe der infrage kommenden Back-Ends ist eine Teilmenge der ursprünglichen Gruppe der infrage kommenden Back-Ends.

• Ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Backends ersetzen

  Wenn in der Zone des Clients keine infrage kommenden Backends vorhanden sind, sind andere konfigurierte Backends (nicht in der Gruppe der infrage kommenden Backends) in der Zone des Clients vorhanden, da ein zonaler Abgleich stattgefunden hat, damit die zonale Affinität ausgelöst werden kann. In diesem Fall ersetzt der Load-Balancer die Gruppe der infrage kommenden Back-Ends durch eine neue Gruppe, die fehlerhafte Back-Ends in der Zone des Clients enthält. Dies hängt davon ab, ob eine Failover-Richtlinie konfiguriert ist, und wenn ja, vom Failover-Status.

  Diese neue Gruppe ersetzter berechtigter Back-Ends besteht aus einem der folgenden Elemente:

  • Wenn keine Failover-Richtlinie konfiguriert ist, besteht die Ersatzgruppe der infrage kommenden Back-Ends aus allen fehlerhaften Back-Ends in der Zone des Clients.

  • Wenn eine Failover-Richtlinie konfiguriert ist und die ursprünglichen infrage kommenden Back-Ends primäre Back-Ends waren, besteht die Ersatzgruppe der infrage kommenden Back-Ends aus allen fehlerhaften primären Back-Ends in der Zone des Clients.

  • Wenn eine Failover-Richtlinie konfiguriert ist und die ursprünglichen infrage kommenden Back-Ends Failover-Back-Ends waren, besteht die Ersatzgruppe der infrage kommenden Back-Ends aus allen fehlerhaften Failover-Back-Ends in der Zone des Clients.

In der folgenden Tabelle sind alle Szenarien für die Verfeinerung und den Ersatz der Option ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE zusammengefasst:

Beachten Sie für die Option ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE Folgendes:

• Bei dieser Option für die zonale Affinität bleibt die ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Backends immer unverändert.
• Bei dieser Option werden Back-Ends in der Zone des Clients bevorzugt, auch wenn dies bedeutet, dass fehlerhafte Back-Ends verwendet werden, sofern eine zonale Übereinstimmungsbedingung erfüllt ist.

Funktionsweise von ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE und Überlaufverhältnis

Wenn die zonale Affinität auf ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE festgelegt ist und eine zonale Übereinstimmung auftritt, kann die Menge der infrage kommenden Back-Ends für den Client eingeschränkt werden. Es kann aber auch sein, dass sich die Menge der infrage kommenden Back-Ends nicht ändert.

Wenn sich die ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Backends nicht ändert, werden neue Verbindungen möglicherweise an infrage kommende Backends in der Zone des Clients gesendet oder auf infrage kommende Backends in anderen Zonen verteilt. Diese Verteilung hängt von einem konfigurierbaren Spillover-Verhältnis ab, das bestimmt, wann der Traffic auf infrage kommende Back-Ends in anderen Zonen übertragen wird.

Ein konfigurierbares Spillover-Verhältnis gibt den Grenzwert an, ab dem der Traffic in der Zone des Kunden verbleibt. Wenn der Anteil der fehlerfreien und infrage kommenden Back-Ends unter das definierte Spillover-Verhältnis fällt, werden alle neuen Verbindungen von Clients in der Zone auf infrage kommende Back-Ends in anderen Zonen verteilt. Der Wert des Spillover-Verhältnisses kann zwischen 0.0 und 1.0 liegen.

Wenn Sie beim Konfigurieren der zonalen Affinität für ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE keine Spillover-Quote angeben, verwendetGoogle Cloud den Standardwert 0.0.

Überlaufverhältnis von null

Wenn das konfigurierte Spillover-Verhältnis 0.0 ist, verfeinert der Load Balancer die Gruppe der infrage kommenden Back-Ends, indem er alle infrage kommenden Back-Ends verwirft, die nicht in der Zone des Clients sind, sofern eine der folgenden Bedingungen zutrifft:

• Wenn keine Failover-Richtlinie konfiguriert ist, sind alle fehlerfreien Back-Ends infrage kommende Back-Ends und mindestens ein infrage kommendes Back-End befindet sich in der Zone des Clients.
• Wenn eine Failover-Richtlinie konfiguriert ist, sind alle fehlerfreien primären Back-Ends infrage kommende Back-Ends und mindestens ein infrage kommendes Back-End befindet sich in der Zone des Clients.
• Wenn eine Failover-Richtlinie konfiguriert ist, sind alle fehlerfreien Failover-Back-Ends infrage kommende Back-Ends und mindestens ein infrage kommendes Back-End befindet sich in der Zone des Clients.

Wenn in der Zone des Clients keine geeigneten Back-Ends vorhanden sind:

• Der Load-Balancer behält die ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Back-Ends bei.
• Neue Verbindungen dürfen auf geeignete Back-Ends in anderen Zonen übertragen werden.

In der folgenden Tabelle sind alle Szenarien für die Optimierung der Option ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE zusammengefasst, wenn das konfigurierte Spillover-Verhältnis 0.0 ist:

Überlaufverhältnis ungleich null

Wenn das konfigurierte Spillover-Verhältnis größer als 0.0, aber kleiner oder gleich 1.0 ist, berechnet der Load-Balancer zuerst eines der folgenden Verhältnisse:

• Wenn keine Failover-Richtlinie konfiguriert ist, wird das berechnete Verhältnis als Anzahl der geeigneten und fehlerfreien Back-Ends in der Zone des Clients geteilt durch die Anzahl der konfigurierten Back-Ends in der Zone des Clients berechnet.

  $$ \frac{\text{count}(\text{Eligible and healthy backends})_{\text{Client's zone}}}{\text{count}(\text{Configured backends})_{\text{Client's zone}}} $$

• Wenn eine Failover-Richtlinie konfiguriert ist und alle infrage kommenden Back-Ends primäre Back-Ends sind, ist das berechnete Verhältnis die Anzahl der infrage kommenden und fehlerfreien Back-Ends in der Zone des Clients geteilt durch die Anzahl der konfigurierten primären Back-Ends in der Zone des Clients.

  $$ \frac{\text{count}(\text{Eligible and healthy primary backends})_{\text{Client's zone}}}{\text{count}(\text{Configured primary backends})_{\text{Client's zone}}} $$

• Wenn eine Failover-Richtlinie konfiguriert ist und alle infrage kommenden Back-Ends Failover-Back-Ends sind, ist das berechnete Verhältnis die Anzahl der infrage kommenden und fehlerfreien Back-Ends in der Zone des Clients geteilt durch die Anzahl der konfigurierten Failover-Back-Ends in der Zone des Clients.

  $$ \frac{\text{count}(\text{Eligible and healthy failover backends})_{\text{Client's zone}}}{\text{count}(\text{Configured failover backends})_{\text{Client's zone}}} $$

Der Load-Balancer vergleicht dann das berechnete Verhältnis mit dem Spillover-Verhältnis. Wenn das berechnete Verhältnis größer oder gleich dem Spillover-Verhältnis ist, verfeinert der Load-Balancer die Gruppe der infrage kommenden Back-Ends, indem er alle infrage kommenden Back-Ends verwirft, die nicht in der Zone des Clients sind. Andernfalls verwendet der Load Balancer die ursprünglichen infrage kommenden Back-Ends.

Beachten Sie beim Berechnen des berechneten Verhältnisses Folgendes:

• Infrage kommende Back-Ends können alle fehlerfreien Back-Ends, alle Back-Ends, alle fehlerfreien primären Back-Ends, alle fehlerfreien Failover-Back-Ends oder alle primären Back-Ends sein.

• Außer wenn die infrage kommenden Back-Ends entweder alle Back-Ends oder alle primären Back-Ends umfassen, enthält die Gruppe der konfigurierten Back-Ends, konfigurierten primären Back-Ends oder konfigurierten Failover-Back-Ends mehr als nur die infrage kommenden Back-Ends.

• Ein Spillover-Verhältnis von 1.0 bedeutet, dass eine der folgenden Bedingungen zutrifft:

  • Wenn keine Failover-Richtlinie konfiguriert ist, muss die Gruppe der infrage kommenden Back-Ends alle fehlerfreien Back-Ends enthalten und die Anzahl der infrage kommenden Back-Ends in der Zone des Clients muss der Anzahl der konfigurierten Back-Ends in der Zone des Clients entsprechen.

  • Wenn eine Failover-Richtlinie konfiguriert ist und alle infrage kommenden Back-Ends primäre Back-Ends sind, muss die Menge der infrage kommenden Back-Ends alle fehlerfreien primären Back-Ends enthalten. Die Anzahl der infrage kommenden Back-Ends in der Zone des Clients muss der Anzahl der konfigurierten primären Back-Ends in der Zone des Clients entsprechen.

  • Wenn eine Failover-Richtlinie konfiguriert ist und alle infrage kommenden Back-Ends Failover-Back-Ends sind, muss die Gruppe der infrage kommenden Back-Ends alle fehlerfreien Failover-Back-Ends enthalten. Die Anzahl der infrage kommenden Back-Ends in der Zone des Clients muss der Anzahl der konfigurierten Failover-Back-Ends in der Zone des Clients entsprechen.

In der folgenden Tabelle sind alle Szenarien für die Optimierung der Option ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE zusammengefasst, wenn das konfigurierte Spillover-Verhältnis nicht 0.0 ist:

Beispiele für das Überlaufverhältnis

Die folgenden Beispiele zeigen, wie ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE funktioniert, wenn keine Failover-Richtlinie konfiguriert ist.

• Damit die zonale Affinität angewendet wird, wenn Sie ein Spillover-Verhältnis von 1.0 konfigurieren, muss Folgendes zutreffen:

  • Die Menge der infrage kommenden Back-Ends muss aus allen fehlerfreien Back-Ends bestehen.
  • Die Anzahl der fehlerfreien, berechtigten Back-Ends in der Zone des Clients muss der Anzahl der konfigurierten Back-Ends in der Zone des Clients entsprechen.

  Ein Spillover-Verhältnis von 1.0 bedeutet, dass 100% der infrage kommenden Back-Ends in der Zone des Clients fehlerfrei sein müssen, damit alle neuen Verbindungen nur an Back-Ends in der Zone des Clients verteilt werden. Auch wenn ein Backend fehlerhaft wird, verteilt der Load-Balancer einige neue Verbindungen auf Backends in anderen Zonen.

• Damit die zonale Affinität angewendet wird, wenn Sie ein Spillover-Verhältnis von 0.8 konfigurieren, muss Folgendes zutreffen:

  • Die Menge der infrage kommenden Back-Ends muss aus allen fehlerfreien Back-Ends bestehen.
  • Die Anzahl der fehlerfreien infrage kommenden Backends in der Zone des Clients geteilt durch die Anzahl der konfigurierten Backends in der Zone des Clients muss mindestens 0.8 betragen.

  Ein Spillover-Verhältnis von 0.8 bedeutet, dass mindestens 80% der infrage kommenden Back-Ends in der Zone des Clients fehlerfrei sein müssen, damit alle neuen Verbindungen nur an Back-Ends in der Zone des Clients weitergeleitet werden. Wenn weniger als 80% der Back-Ends in der Zone des Clients fehlerfrei sind, verteilt der Load-Balancer einige neue Verbindungen auf Back-Ends in anderen Zonen.

• Damit die zonale Affinität angewendet wird, wenn Sie ein Spillover-Verhältnis von 0.0 konfigurieren, muss Folgendes zutreffen:

  • Die Menge der infrage kommenden Back-Ends muss aus allen fehlerfreien Back-Ends bestehen.
  • In der Zone des Clients muss mindestens ein fehlerfreies, infrage kommendes Backend vorhanden sein.

  Ein Spillover-Verhältnis von 0.0 bedeutet, dass alle neuen Verbindungen an Back-Ends in der Zone des Clients verteilt werden, solange es mindestens ein fehlerfreies Back-End in der Zone des Clients gibt. Wenn das Spillover-Verhältnis 0.0 ist und es in der Zone des Clients kein fehlerfreies Back-End gibt, verteilt der Load-Balancer alle neuen Verbindungen an fehlerfreie Back-Ends in anderen Zonen als der Zone des Clients.

Das folgende Diagramm zeigt ein Spillover-Verhältnis von 0.8:

• Zone 1 und Zone 2 enthalten jeweils fünf konfigurierte Back-Ends.

• Die ursprüngliche Gruppe der infrage kommenden Back-Ends besteht aus acht der zehn konfigurierten Back-Ends:

  • Alle fünf konfigurierten Back-Ends in Zone 1 sind fehlerfrei.

  • Drei konfigurierte Back-Ends in Zone 2 sind fehlerfrei.

Für einen kompatiblen Client in Zone 1:

• Eine zonale Übereinstimmung erfolgt, weil in Zone 1 mindestens ein konfiguriertes Backend vorhanden ist.

• Das Verhältnis von fehlerfreien, infrage kommenden Back-Ends in Zone 1 zu allen konfigurierten Back-Ends in Zone 1 ist 5/5 = 1.0.

• Für den kompatiblen Client in Zone 1: Da das berechnete Verhältnis von 1.0 größer als das Spillover-Verhältnis von 0.8 ist, verfeinert der Load-Balancer die Gruppe der infrage kommenden Back-Ends, indem er alle infrage kommenden Back-Ends verwirft, die sich nicht in Zone 1 befinden. Folglich werden neue Verbindungen vom kompatiblen Client in Zone 1 ausschließlich auf die fünf fehlerfreien infrage kommenden Back-Ends in Zone 1 verteilt.

Für einen kompatiblen Client in Zone 2:

• Eine zonale Übereinstimmung erfolgt, weil in Zone 2 mindestens ein konfiguriertes Backend vorhanden ist.

• Das Verhältnis von fehlerfreien, infrage kommenden Backends in Zone 2 zu allen konfigurierten Backends in Zone 2 ist 3/5 = 0.6.

• Für den kompatiblen Client in Zone 2: Da das berechnete Verhältnis von 0.6 nicht größer oder gleich dem Spillover-Verhältnis von 0.8 ist, nimmt der Load-Balancer keine Änderungen an der Gruppe der infrage kommenden Back-Ends vor. Folglich werden neue Verbindungen vom kompatiblen Client in Zone 2 auf die ursprünglichen acht fehlerfreien infrage kommenden Back-Ends verteilt (fünf in Zone 1 und drei in Zone 2).

Nächste Schritte

• Informationen zum Konfigurieren von Cloud Monitoring für interne Netzwerk-Load-Balancer finden Sie unter Logging und Monitoring für interne Passthrough-Netzwerk-Load-Balancer.
• Probleme mit dem internen Passthrough-Netzwerk-Load-Balancer können Sie unter Fehlerbehebung bei internen Passthrough-Netzwerk-Load-Balancern beheben.