Google Cloud Platform Japan Blog
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内部負荷分散によるスケーラブルなプライベート サービスの構築
2016年12月22日木曜日
クラウド ロード バランサは、復元性と弾力性の高いサービスを構築するうえで重要な要素です。ロード バランサにより、インフラストラクチャについてさほど考慮せずに、アプリケーションにもっと集中できるようになります。
もっとも、アプリケーション自体も進化しており、高度な分散と複数の層で構成されます。そして、その多くはマイクロサービスとして提供されています。
私たち Google が先ごろ
内部負荷分散(Internal Load Balancing)
を GA(一般公開)リリースしたのも、ロード バランサに関するこうした状況が背景にあります。
Google Cloud Load Balancing
のフルマネージド サービスである内部負荷分散は、ロード バランサをインターネットにさらすことなく、内部クライアント インスタンスのためのスケーラブルで可用性の高い内部サービスの構築を可能にします。
この 1 年間、私たちは
グローバル負荷分散
と
ネットワーク負荷分散
について、GCP NEXT や NSDI カンファレンスの場で詳しく説明してきました。最近の例で言えば、Google Cloud Platform(GCP)のお客様である Niantic が、非常に人気の高い Pokemon GO を拡張する際に、Google Container Engine やその他の GCP 技術と共に
HTTP(S)負荷分散
を使用しています。
内部負荷分散は現在、Google のクラウド ロード バランサ の 1 つとして、プライベート サービスが必要とする拡張性、パフォーマンス、可用性を提供しています。
内部負荷分散のアーキテクチャ
Google Cloud Load Balancing のソリューションをお客様にお見せすると、「ロード バランサはどこ?」という質問をよく受けます。そして、「1 秒間にサポートできる接続数は?」と聞かれます。
HTTP(S)負荷分散やネットワーク負荷分散と同様に、内部負荷分散はハードウェア アプライアンスでもインスタンス ベースのソリューションでもありません。これはソフトウェア定義型のロード バランサであり、Google のネットワーク仮想化スタックである
Andromeda
を介して提供されます。
内部ロード バランサは仮想ネットワーク上で必要な場所であればどこにでも存在しますが、ネットワークを停滞させるポイントとなることは決してありません。こうしたアーキテクチャのおかげで、内部負荷分散ではサービスが必要とする接続数を最大限までサポートできるのです。内部負荷分散の場合はクライアントとバックエンドのインスタンス間にロード バランサが存在しないので、1 秒間に多くの接続数をサポートできます。
内部負荷分散の機能
内部負荷分散を使用すると、プライベート サービスを実行するバックエンド間で内部クライアント トラフィックを分散できます。たとえば下図の場合、サブネット 1 のクライアント インスタンス(192.168.1.1)が内部負荷分散 IP(10.240.0.200)にトラフィックを送り、サブネット 2 のバックエンド インスタンス(10.240.0.2)に負荷分散されます。
内部負荷分散により、次のことが可能になります。
仮想ネットワークの内部からプライベート
RFC 1918
アドレスを負荷分散 IP に設定できます。
地域内の複数のゾーンにあるインスタンスにまたがる形で負荷分散できます。
クライアントのトラフィックが常に同じバックエンド インスタンスに負荷分散されるように、セッション アフィニティを設定できます。
TCP、SSL(TLS)、HTTP や HTTPS に対する高品質なヘルス チェックを設定できます。
プレウォーミングなしにバックエンド インスタンスを瞬時にスケーリングできます。
フルマネージド負荷分散サービスの利点をすべて享受できます。ロード バランサの可用性や、ロード バランサがサービス停止の原因となることを心配する必要はありません。
内部負荷分散の設定
内部負荷分散は、REST API や gcloud コマンド、Google Cloud Console による設定が可能です。設定の詳細は
こちら
をクリックしてください。
内部負荷分散の事例
内部負荷分散は、GCP のプライベート仮想ネットワークにおいてプライベート RFC 1918 負荷分散を実現します。ここでは、同サービスの興味深い事例を紹介します。
1. 内部サービスのスケーリング
典型的なマイクロサービス アーキテクチャの場合、デプロイした複数のインスタンスにまたがる形でトラフィックを分散させることで、各サービスに可用性と拡張性を提供します。内部負荷分散を使えばこれが実現できるほか、インスタンスを自動スケーリングしてサービスへのトラフィック増加にも対応できます。
2. GCP 上に多層アプリケーションを構築
内部負荷分散は多層アプリケーションを構築するうえで重要なコンポーネントとなります。
たとえば、ウェブ層のインスタンス全体にわたって、グローバルなウェブ フロントエンドのロード バランサとして HTTP(S)負荷分散をデプロイすることが可能です。そのうえで、(下図で内部層として示された)アプリケーション サーバーのインスタンスを地域内の内部ロード バランサの背後にデプロイし、そこにウェブ層のインスタンスからリクエストを送ることができます。
3. 仮想アプライアンスに高可用性と拡張性を提供
従来、ハードウェア アプライアンスの高可用性(HA)はアクティブ - スタンバイやアクティブ - アクティブといった形式でモデル化されており、2 つ(もしくはそれ以上)のデバイスがレイヤ 2 ネットワークの専用の物理的同期リンクを介してハート ビート通信を行い、ステート情報をやり取りすることによって実現していました。
このようなモデルは、ファイアウォールといったクラウド ベースの仮想アプライアンスでは機能しません。というのも、物理ハードウェアにアクセスできないからです。パブリック クラウド仮想ネットワークは通常レイヤ 3 ネットワークであり、レイヤ 2 ベースの高可用性を享受することはできません。
さらに重要なのは、クラウド アプリケーションが堅牢性などを高めるために共有状態をアプリケーションの外部に保管することです。そのため、従来のセッション同期状態を取り除くことができます。
こうした点をすべて勘案すると、GCP でうまく機能する高可用性モデルを構築するには、内部負荷分散の背後に仮想アプライアンス インスタンスを導入することです。内部負荷分散は、仮想アプライアンス インスタンスのヘルス チェックを実行したうえで、正常なインスタンス間でトラフィックを分散し、トラフィックに基づいてインスタンスの数を増減します。
内部負荷分散の今後
近いうちに、いくつかの機能が内部負荷分散に追加される予定です。たとえば、DNS によるサービス ディスカバリ、VPN を介したオンプレミス クライアントから内部ロード バランサの背後にあるバックエンドへのトラフィックの負荷分散、
地域インスタンス グループ
のサポートなどです。
まずは内部負荷分散を試してみてください。
チュートリアル
から始めて、
ドキュメント
をお読みになり、GCP 上でデプロイするのです。皆さんからの
フィードバック
をお待ちしています。
* この投稿は米国時間 12 月 15 日、Cloud Networking の Product Manager である Prajakta Joshi によって投稿されたもの(投稿は
こちら
)の抄訳です。
- Posted by Prajakta Joshi, Product Manager, Cloud Networking
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