Configurar un balanceador de carga de red de proxy clásico (proxy TCP) con backends de grupos de instancias de VM

Google Cloud Los balanceadores de carga de red de proxy clásicos te permiten usar una sola dirección IP para todos los usuarios del mundo. Los balanceadores de carga de red proxy clásicos dirigen automáticamente el tráfico a las instancias de backend más cercanas al usuario.

En esta página se explica cómo configurar un balanceador de carga de red de proxy clásico con un proxy TCP de destino y backends de grupos de instancias de VM. Antes de empezar, consulta la descripción general del balanceador de carga de red del proxy externo para obtener información detallada sobre cómo funcionan estos balanceadores de carga.

Descripción general de la configuración

En este ejemplo se muestra cómo configurar un balanceador de carga de red de proxy externo para un servicio que se encuentra en dos regiones: A y B. En este ejemplo, el servicio es un conjunto de servidores Apache configurados para responder en el puerto 110. Muchos navegadores no permiten el puerto 110, por lo que la sección de pruebas usa curl.

En este ejemplo, se configura lo siguiente:

  1. Cuatro instancias distribuidas entre dos regiones
  2. Grupos de instancias, que contienen las instancias
  3. Comprobación del estado para verificar el estado de la instancia
  4. Un servicio de backend que monitoriza las instancias y evita que superen el uso configurado
  5. El proxy TCP de destino
  6. Una dirección IPv4 estática externa y una regla de reenvío que envía el tráfico de los usuarios al proxy
  7. Una dirección IPv6 estática externa y una regla de reenvío que envía el tráfico de los usuarios al proxy
  8. Una regla de cortafuegos que permita que el tráfico del balanceador de carga y del comprobador de estado llegue a las instancias

Una vez configurado el balanceador de carga, prueba la configuración.

Permisos

Para seguir esta guía, debes poder crear instancias y modificar una red en un proyecto. Debes tener el rol de propietario o editor del proyecto, o bien debes tener todos los roles de gestión de identidades y accesos de Compute Engine siguientes:

Tarea Rol obligatorio
Crear redes, subredes y componentes de balanceador de carga Administrador de red
Añadir y eliminar reglas de cortafuegos Administrador de seguridad
Crear instancias Administrador de instancias de Compute

Para obtener más información, consulta las siguientes guías:

Configurar backends de grupos de instancias

En esta sección se explica cómo crear grupos de instancias básicos, añadir instancias a ellos y, a continuación, añadir esas instancias a un servicio de backend con una comprobación de estado. Un sistema de producción normalmente usaría grupos de instancias gestionadas basados en plantillas de instancias, pero esta configuración es más rápida para las pruebas iniciales.

Configurar instancias

Para hacer pruebas, instala Apache en cuatro instancias, dos en cada uno de los dos grupos de instancias. Normalmente, los balanceadores de carga de red de proxy externos no se usan para el tráfico HTTP, pero el software Apache se suele usar para las pruebas.

En este ejemplo, las instancias se crean con la etiqueta tcp-lb. Esta etiqueta la usa más adelante la regla de cortafuegos.

Consola

Crear instancias

  1. En la consola de Google Cloud , ve a la página Instancias de VM.

    Ir a instancias de VM

  2. Haz clic en Crear instancia.

  3. Asigna el valor vm-a1 a Nombre.

  4. Define Región como REGION_A.

  5. En Zona, elija ZONE_A.

  6. Haz clic en Advanced options (Opciones avanzadas).

  7. Haga clic en Redes y configure el siguiente campo:

    • En Etiquetas de red, introduce tcp-lb,allow-health-check-ipv6.

  • Haz clic en Gestión. Introduce la siguiente secuencia de comandos en el campo Secuencia de comandos de inicio.

    sudo apt-get update
sudo apt-get install apache2 -y
sudo sed -i '/Listen 80/c\Listen 110' /etc/apache2/ports.conf
sudo service apache2 restart
echo '<!doctype html><html><body><h1>vm-a1</h1></body></html>' | sudo tee /var/www/html/index.html

  • Haz clic en Crear.

  • Crea un vm-a2 con los mismos ajustes, pero con la siguiente secuencia de comandos en el campo Secuencia de comandos de inicio: 

    sudo apt-get update
sudo apt-get install apache2 -y
sudo sed -i '/Listen 80/c\Listen 110' /etc/apache2/ports.conf
sudo service apache2 restart
echo '<!doctype html><html><body><h1>vm-a2</h1></body></html>' | sudo tee /var/www/html/index.html

  • Crea vm-b1 con los mismos ajustes, excepto que Región debe ser REGION_B y Zona, ZONE_B. Introduce la siguiente secuencia de comandos en el campo Secuencia de comandos de inicio: 

    sudo apt-get update
sudo apt-get install apache2 -y
sudo sed -i '/Listen 80/c\Listen 110' /etc/apache2/ports.conf
sudo service apache2 restart
echo '<!doctype html><html><body><h1>vm-b1</h1></body></html>' | sudo tee /var/www/html/index.html

  • Crea vm-b2 con los mismos ajustes, excepto que Región debe ser REGION_B y Zona, ZONE_B. Introduce la siguiente secuencia de comandos en el campo Secuencia de comandos de inicio: 

    sudo apt-get update
sudo apt-get install apache2 -y
sudo sed -i '/Listen 80/c\Listen 110' /etc/apache2/ports.conf
sudo service apache2 restart
echo '<!doctype html><html><body><h1>vm-b2</h1></body></html>' | sudo tee /var/www/html/index.html

    • gcloud

    1. Crear vm-a1 en la zona ZONE_A

      gcloud compute instances create vm-a1 \
   --image-family debian-12 \
   --image-project debian-cloud \
   --tags tcp-lb \
   --zone ZONE_A \
   --metadata startup-script="#! /bin/bash
     sudo apt-get update
     sudo apt-get install apache2 -y
     sudo sed -i '/Listen 80/c\Listen 110' /etc/apache2/ports.conf
     sudo service apache2 restart
     echo '<!doctype html><html><body><h1>vm-a1</h1></body></html>' | tee /var/www/html/index.html
     EOF"

    2. Crear vm-a2 en la zona ZONE_A

      gcloud compute instances create vm-a2 \
   --image-family debian-12 \
   --image-project debian-cloud \
   --tags tcp-lb \
   --zone ZONE_A \
   --metadata startup-script="#! /bin/bash
     sudo apt-get update
     sudo apt-get install apache2 -y
     sudo sed -i '/Listen 80/c\Listen 110' /etc/apache2/ports.conf
     sudo service apache2 restart
     echo '<!doctype html><html><body><h1>vm-a2</h1></body></html>' | tee /var/www/html/index.html
     EOF"

    3. Crear vm-b1 en la zona ZONE_B

      gcloud compute instances create vm-b1 \
   --image-family debian-12 \
   --image-project debian-cloud \
   --tags tcp-lb \
   --zone ZONE_B \
   --metadata startup-script="#! /bin/bash
     sudo apt-get update
     sudo apt-get install apache2 -y
     sudo sed -i '/Listen 80/c\Listen 110' /etc/apache2/ports.conf
     sudo service apache2 restart
     echo '<!doctype html><html><body><h1>vm-b1</h1></body></html>' | tee /var/www/html/index.html
     EOF"

    4. Crear vm-b2 en la zona ZONE_B

      gcloud compute instances create vm-b2 \
   --image-family debian-12 \
   --image-project debian-cloud \
   --tags tcp-lb \
   --zone ZONE_B \
   --metadata startup-script="#! /bin/bash
     sudo apt-get update
     sudo apt-get install apache2 -y
     sudo sed -i '/Listen 80/c\Listen 110' /etc/apache2/ports.conf
     sudo service apache2 restart
     echo '<!doctype html><html><body><h1>vm-b2</h1></body></html>' | tee /var/www/html/index.html
     EOF"

    Crear grupos de instancias

    En esta sección, creará un grupo de instancias en cada zona y añadirá las instancias.

    Consola

    1. En la consola, ve a la página Grupos de instancias. Google Cloud

      Ir a Grupos de instancias

    2. Haz clic en Crear grupo de instancias.

    3. Haga clic en Nuevo grupo de instancias sin gestionar.

    4. Asigna el valor instance-group-a a Nombre.

    5. En Zona, elija ZONE_A.

    6. En Asignación de puertos, haz clic en Añadir puerto. Un balanceador de carga envía tráfico a un grupo de instancias mediante un puerto con nombre. Crea un puerto con nombre para mapear el tráfico entrante a un número de puerto específico.

      1. Asigna el valor tcp110 a Nombre del puerto.
      2. Define Port numbers (Transferir números) en 110.

    7. En Instancias de VM, selecciona vm-a1 y vm-a2.

    8. Deja los demás ajustes como están.

    9. Haz clic en Crear.

    10. Repite los pasos, pero define los siguientes valores:

      • Nombre: instance-group-b
      • Región: REGION_B
      • Zona: ZONE_B
      • Nombre del puerto: tcp110
      • Números de puerto: 110
      • Instancias: vm-b1 y vm-b2.

    gcloud

    1. Crea el grupo de instancias instance-group-a.

      gcloud compute instance-groups unmanaged create instance-group-a \
   --zone ZONE_A

    2. Crea un puerto con nombre para el grupo de instancias.

      gcloud compute instance-groups set-named-ports instance-group-a \
   --named-ports tcp110:110 \
   --zone ZONE_A

    3. Añade vm-a1 y vm-a2 a instance-group-a.

      gcloud compute instance-groups unmanaged add-instances instance-group-a \
   --instances vm-a1,vm-a2 \
   --zone ZONE_A

    4. Crea el grupo de instancias us-ig2.

      gcloud compute instance-groups unmanaged create instance-group-b \
   --zone ZONE_B

    5. Crea un puerto con nombre para el grupo de instancias.

      gcloud compute instance-groups set-named-ports instance-group-b \
   --named-ports tcp110:110 \
   --zone ZONE_B

    6. Añade vm-b1 y vm-b2 a instance-group-b

      gcloud compute instance-groups unmanaged add-instances instance-group-b \
   --instances vm-b1,vm-b2 \
   --zone ZONE_B

    Ahora tienes un grupo de instancias por región. Cada grupo de instancias tiene dos instancias de VM.

    Crear una regla de cortafuegos para el balanceador de carga de red de proxy externo

    Configura el cortafuegos para permitir el tráfico del balanceador de carga y del comprobador de estado a las instancias. En este caso, abriremos el puerto TCP 110. La comprobación de estado usará el mismo puerto. Dado que el tráfico entre el balanceador de carga y tus instancias usa IPv4, solo es necesario abrir los intervalos de IPv4.

    Consola

    1. En la Google Cloud consola, ve a la página Políticas de cortafuegos.

      Ir a Políticas de cortafuegos

    2. Haz clic en Crear regla de cortafuegos.

    3. En el campo Name (Nombre), introduce allow-tcp-lb-and-health.

    4. Selecciona una red.

    5. En Objetivos, seleccione Etiquetas de destino especificadas.

    6. Defina Etiquetas de destino en tcp-lb.

    7. En Filtro de origen, elija Intervalos de IPv4.

    8. Define Intervalos de IPv4 de origen como 130.211.0.0/22,35.191.0.0/16.

    9. En Protocolos y puertos, selecciona Protocolos y puertos especificados en tcp:110.

    10. Haz clic en Crear.

    gcloud

    gcloud compute firewall-rules create allow-tcp-lb-and-health \
   --source-ranges 130.211.0.0/22,35.191.0.0/16 \
   --target-tags tcp-lb \
   --allow tcp:110

    Configurar el balanceador de carga

    Consola

    Iniciar la configuración

    1. En la Google Cloud consola, ve a la página Balanceo de carga.

      Ir a Balanceo de carga

    2. Haga clic en Crear balanceador de carga.
    3. En Tipo de balanceador de carga, selecciona Balanceador de carga de red (TCP/UDP/SSL) y haz clic en Siguiente.
    4. En Proxy o pasarela, selecciona Balanceador de carga de proxy y haz clic en Siguiente.
    5. En Público o interno, selecciona Público (externo) y haz clic en Siguiente.
    6. En Implementación global o en una sola región, selecciona La mejor opción para cargas de trabajo globales y haz clic en Siguiente.
    7. En Generación del balanceador de carga, selecciona Balanceador de carga de red de proxy clásico y haz clic en Siguiente.
    8. Haz clic en Configurar.

    Configuración básica

    Asigna el valor my-tcp-lb a Nombre.

    Configuración de backend

    1. Haz clic en Configuración de backend.
    2. En Tipo de backend, selecciona Grupos de instancias.
    3. En Protocolo, selecciona TCP.
    4. Configura el primer backend:
      1. En Nuevo backend, selecciona el grupo de instancias instance-group-a.
      2. Mantén los valores predeterminados restantes.
    5. Configura el segundo backend:
      1. Haz clic en Añadir backend.
      2. Selecciona el grupo de instancias instance-group-b.
      3. En Números de puerto, elimina 80 y añade 110.
    6. Configura la comprobación del estado:
      1. En Comprobación del estado, selecciona Crear comprobación del estado.
      2. Asigna el valor my-tcp-health-check al Nombre de la comprobación del estado.
      3. En Protocolo, selecciona TCP.
      4. Define Puerto como 110.
      5. Mantén los valores predeterminados restantes.
      6. Haz clic en Guardar y continuar.
    7. En la Google Cloud consola, comprueba que haya una marca de verificación junto a Configuración de backend. Si no es así, comprueba que has completado todos los pasos.

    Configuración del frontend

    1. Haz clic en Configuración de frontend.
    2. Añade la primera regla de reenvío:
      1. Asigne un Nombre de my-tcp-lb-forwarding-rule.
      2. En Protocolo, selecciona TCP.
      3. En Dirección IP, selecciona Crear dirección IP:
        1. Asigne un Nombre de tcp-lb-static-ip.
        2. Haz clic en Reservar.
      4. Define Puerto como 110.
      5. En este ejemplo, no habilites Proxy Protocol porque no funciona con el software del servidor HTTP de Apache. Para obtener más información, consulta Protocolo de proxy.
      6. Haz clic en Listo.
    3. Añade la segunda regla de reenvío:
      1. Haz clic en Añadir IP y puerto de frontend.
      2. Asigne un Nombre de my-tcp-lb-ipv6-forwarding-rule.
      3. En Protocolo, selecciona TCP.
      4. Configura Versión de IP como IPv6.
      5. En Dirección IP, haz clic en Crear dirección IP.
        1. Introduce un nombre de tcp-lb-ipv6-static-ip.
        2. Haz clic en Reservar.
      6. Define Puerto como 110.
      7. En este ejemplo, no habilites Proxy Protocol porque no funciona con el software del servidor HTTP de Apache. Para obtener más información, consulta Protocolo de proxy.
      8. Haz clic en Listo.

    4. En la Google Cloud consola, comprueba que haya una marca de verificación junto a Configuración de frontend. Si no es así, comprueba que has completado todos los pasos anteriores.

    Revisar y finalizar

    1. Haz clic en Revisar y finalizar.
    2. Revisa los ajustes de configuración de tu balanceador de carga.
    3. Opcional: Haz clic en Código equivalente para ver la solicitud de la API REST que se usará para crear el balanceador de carga.
    4. Haz clic en Crear.

    gcloud

    1. Crea una comprobación del estado. 
          gcloud compute health-checks create tcp my-tcp-health-check --port 110
    2. Crea un servicio de backend. 
          gcloud compute backend-services create my-tcp-lb \
        --load-balancing-scheme EXTERNAL \
        --global-health-checks \
        --global \
        --protocol TCP \
        --health-checks my-tcp-health-check \
        --timeout 5m \
        --port-name tcp110
    3. Añade grupos de instancias a tu servicio de backend. 
          gcloud compute backend-services add-backend my-tcp-lb \
        --global \
        --instance-group instance-group-a \
        --instance-group-zone ZONE_A \
        --balancing-mode UTILIZATION \
        --max-utilization 0.8
    
          gcloud compute backend-services add-backend my-tcp-lb \
        --global \
        --instance-group instance-group-b \
        --instance-group-zone ZONE_B \
        --balancing-mode UTILIZATION \
        --max-utilization 0.8
    4. Configura un proxy TCP de destino. Si quieres activar el encabezado de proxy, asigna el valor PROXY_V1 en lugar de NONE. 
          gcloud compute target-tcp-proxies create my-tcp-lb-target-proxy \
        --backend-service my-tcp-lb \
        --proxy-header NONE
    5. Reserva direcciones IPv4 e IPv6 estáticas globales.

      Tus clientes pueden usar estas direcciones IP para acceder a tu servicio con balanceo de carga.

          gcloud compute addresses create tcp-lb-static-ipv4 \
        --ip-version=IPV4 \
        --global
    
          gcloud compute addresses create tcp-lb-static-ipv6 \
        --ip-version=IPV6 \
        --global
    6. Configura reglas de reenvío globales para las dos direcciones. 
          gcloud compute forwarding-rules create my-tcp-lb-ipv4-forwarding-rule \
        --load-balancing-scheme EXTERNAL \
        --global \
        --target-tcp-proxy my-tcp-lb-target-proxy \
        --address tcp-lb-static-ipv4 \
        --ports 110
    
          gcloud compute forwarding-rules create my-tcp-lb-ipv6-forwarding-rule \
        --load-balancing-scheme EXTERNAL \
        --global \
        --target-tcp-proxy my-tcp-lb-target-proxy \
        --address tcp-lb-static-ipv6 \
        --ports 110

    Probar el balanceador de carga

    1. Obtén la dirección IP del balanceador de carga.

      Para obtener la dirección IPv4, ejecuta el siguiente comando:

      gcloud compute addresses describe tcp-lb-static-ipv4

      Para obtener la dirección IPv6, ejecuta el siguiente comando:

      gcloud compute addresses describe tcp-lb-static-ipv6

    2. Envía tráfico a tu balanceador de carga ejecutando el siguiente comando. Sustituye LB_IP_ADDRESS por la dirección IPv4 o IPv6 de tu balanceador de carga.

      curl -m1 LB_IP_ADDRESS:110

      Por ejemplo, si la dirección IPv6 asignada es [2001:db8:1:1:1:1:1:1/96]:110, el comando debería tener este aspecto:

      curl -m1 http://[2001:db8:1:1:1:1:1:1]:110

    Si no puedes acceder al balanceador de carga, prueba los pasos descritos en la sección Solucionar problemas de la configuración.

    Opciones de configuración adicionales

    En esta sección se amplía el ejemplo de configuración para ofrecer opciones de configuración alternativas y adicionales. Todas las tareas son opcionales. Puedes realizarlas en el orden que prefieras.

    Protocolo PROXY para conservar la información de conexión del cliente

    El balanceador de carga de red proxy finaliza las conexiones TCP del cliente y crea nuevas conexiones con las instancias. De forma predeterminada, la información de la IP y el puerto del cliente original no se conserva.

    Para conservar y enviar la información de conexión original a tus instancias, habilita PROXY protocol version 1 (Protocolo PROXY versión 1). Este protocolo envía un encabezado adicional que contiene la dirección IP de origen, la dirección IP de destino y los números de puerto a la instancia como parte de la solicitud.

    Asegúrate de que las instancias de backend del balanceador de carga de red proxy ejecuten servidores que admitan encabezados del protocolo PROXY. Si los servidores no están configurados para admitir encabezados del protocolo PROXY, las instancias de backend devuelven respuestas vacías.

    Si configuras el protocolo PROXY para el tráfico de usuarios, también puedes hacerlo para tus comprobaciones del estado. Si compruebas el estado y sirves contenido en el mismo puerto, define el --proxy-header de la comprobación del estado para que coincida con la configuración del balanceador de carga.

    El encabezado del protocolo PROXY suele ser una sola línea de texto legible por el usuario con el siguiente formato:

    PROXY TCP4 <client IP> <load balancing IP> <source port> <dest port>\r\n

    En el siguiente ejemplo se muestra un protocolo PROXY:

    PROXY TCP4 192.0.2.1 198.51.100.1 15221 110\r\n

    En el ejemplo anterior, la IP del cliente es 192.0.2.1, la IP de balanceo de carga es 198.51.100.1, el puerto del cliente es 15221 y el puerto de destino es 110.

    Cuando no se conoce la IP del cliente, el balanceador de carga genera un encabezado de protocolo PROXY con el siguiente formato:

    PROXY UNKNOWN\r\n

    Actualizar el encabezado del protocolo PROXY del proxy de destino

    La configuración de ejemplo del balanceador de carga de esta página muestra cómo habilitar el encabezado del protocolo PROXY al crear el balanceador de carga de red de proxy. Sigue estos pasos para cambiar el encabezado del protocolo PROXY de un proxy de destino.

    Consola

    1. En la Google Cloud consola, ve a la página Balanceo de carga.

      Ir a Balanceo de carga

    2. Haz clic en Editar en el balanceador de carga.
    3. Haz clic en Configuración de frontend.
    4. Cambia el valor del campo Protocolo de proxy a Activado.
    5. Haz clic en Update (Actualizar) para guardar los cambios.

    gcloud

    En el siguiente comando, edita el campo --proxy-header y asigna el valor NONE o PROXY_V1, según tus necesidades.

    gcloud compute target-tcp-proxies update TARGET_PROXY_NAME \
    --proxy-header=[NONE | PROXY_V1]

    Configurar la afinidad de sesión

    La configuración de ejemplo crea un servicio de backend sin afinidad de sesión.

    En estos procedimientos se muestra cómo actualizar un servicio de backend del balanceador de carga de ejemplo para que utilice la afinidad de IP de cliente o la afinidad de cookies generada.

    Cuando la afinidad de IP de cliente está habilitada, el balanceador de carga dirige las solicitudes de un cliente concreto a la misma VM de backend en función de un hash creado a partir de la dirección IP del cliente y la dirección IP del balanceador de carga (la dirección IP externa de una regla de reenvío externa).

    Consola

    Para habilitar la afinidad de sesión de IP de cliente, sigue estos pasos:

    1. En la Google Cloud consola, ve a la página Balanceo de carga.

      Ir a Balanceo de carga

    2. Haz clic en Back-ends.

    3. Haga clic en my-tcp-lb (el nombre del servicio de backend que ha creado para este ejemplo) y, a continuación, en Editar.

    4. En la página Detalles del servicio backend, haz clic en Configuración avanzada.

    5. En Afinidad de sesión, seleccione IP de cliente en el menú.

    6. Haz clic en Actualizar.

    gcloud

    Usa el siguiente comando de la CLI de Google Cloud para actualizar el my-tcp-lb backend service y especificar la afinidad de sesión de la IP del cliente:

    gcloud compute backend-services update my-tcp-lb \
    --global \
    --session-affinity=CLIENT_IP

    API

    Para definir la afinidad de sesión por IP de cliente, envía una solicitud PATCH al método backendServices/patch.

    PATCH https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/[PROJECT_ID]/global/us-west1/backendServices/my-tcp-lb
{
  "sessionAffinity": "CLIENT_IP"
}

    Habilitar la purga de conexión

    Puedes habilitar el drenaje de conexiones en los servicios de backend para minimizar las interrupciones para los usuarios cuando se termina, se elimina manualmente o se elimina mediante un escalador automático una instancia que está sirviendo tráfico. Para obtener más información sobre la purga de conexiones, consulta la documentación sobre cómo habilitar la purga de conexiones.

    Siguientes pasos