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外部 HTTP(s) ハイブリッドロードバランサを使用してネットワークエンドポイントグループに到達する

1. はじめに

ハイブリッド戦略は、変化する市場の需要に適応し、アプリケーションを段階的にモダナイズするための実際的なソリューションです。Google Cloud の外部および内部 HTTP(S) ロードバランサのハイブリッドサポートは、オンプレミスや他のクラウドに存在するバックエンドに Cloud Load Balancing を拡張するものであり、ハイブリッド戦略を実現するための重要な要素です。これは、最新のクラウドベースのソリューションに移行するために一時的なものであったり、組織の IT インフラストラクチャの恒久的な設備であったりする場合があるでしょう。

このラボでは、外部 HTTP(S) グローバルロードバランサからアクセス可能な 2 つの仮想マシンを使用して、ネットワークエンドポイントグループ（NEG）を作成する方法を学びます。ラボの NEG は GCP 内にありますが、パブリックリソースやオンプレミスリソースとの通信に IP ネットワーク到達性がある場合も同じ手順が使用されます。

学習内容

カスタム VPC を作成する
ネットワークエンドポイントグループ（NEG）として使用する 2 つの仮想マシン（VM）を作成する
ハイブリッドロードバランサ、バックエンドサービス、関連するヘルスチェックを作成する
ロードバランサへのアクセスを許可するファイアウォールルールを作成する
インターネットからパッケージを更新できるように Cloud Router と NAT が作成されます
ネットワークエンドポイントグループのネットワーク到達性を検証する

必要なもの

ロードバランサに関する知識

セルフペース型の環境設定

Cloud コンソールにログインして、新しいプロジェクトを作成するか、既存のプロジェクトを再利用しますGmail アカウントも Google Workspace アカウントもまだお持ちでない場合は、アカウントを作成してください。

[プロジェクト名] は、このプロジェクトの個人識別子です。命名規則に従っていれば、自由に使用でき、いつでも更新できます。
プロジェクト ID は、すべての Google Cloud プロジェクトで一意である必要があり、不変です（一度設定すると変更できません）。Cloud コンソールでは一意の文字列が自動生成されます。通常、それが何であるかは関係ありません。ほとんどの Codelab では、プロジェクト ID を参照する必要があります（通常は PROJECT_ID で識別されます）。気に入らない場合は、別のランダムな ID を生成するか、独自の ID が使用可能かどうかを確認します。その後は「固定」しますプロジェクトが作成されます。

次に、Google Cloud リソースを使用するために、Cloud Console で課金を有効にする必要があります。

このコードラボを実行しても、費用はほとんどかからないはずです。このチュートリアル以外で請求が発生しないように、リソースのシャットダウン方法を説明する「クリーンアップ」セクションの手順に従うようにしてください。Google Cloud の新規ユーザーは、$300 USD 分の無料トライアルプログラムをご利用いただけます。

Cloud Shell の起動

Google Cloud はノートパソコンからリモートで操作できますが、この Codelab では、Google Cloud Shell（Cloud 上で動作するコマンドライン環境）を使用します。

GCP Console で右上のツールバーにある Cloud Shell アイコンをクリックします。

プロビジョニングと環境への接続にはそれほど時間はかかりません。完了すると、次のように表示されます。

この仮想マシンには、必要な開発ツールがすべて用意されています。永続的なホームディレクトリが 5 GB 用意されており、Google Cloud で稼働します。そのため、ネットワークのパフォーマンスと認証機能が大幅に向上しています。このラボでの作業はすべて、ブラウザから実行できます。

2. 始める前に

Cloud Shell 内で、プロジェクト ID が設定されていることを確認します。

gcloud config list project
gcloud config set project [YOUR-PROJECT-ID]

Perform setting your projectID:
projectid=YOUR-PROJECT-ID
echo $projectid

3. 新しいカスタムモードの VPC ネットワークを作成する

このタスクでは、ネットワークの基盤である Virtual Private Cloud（VPC）を作成します。

VPC ネットワーク

Cloud Shell から

gcloud compute networks create hybrid-network-lb --subnet-mode custom

サブネットの作成

Cloud Shell から

gcloud compute networks subnets create network-endpoint-group-subnet --network hybrid-network-lb --range 192.168.10.0/24 --region us-west1

Cloud NAT インスタンスを作成する

コンピューティングインスタンスはハイブリッドネットワーキングの要件ではありませんが、アプリケーションとアップデートをダウンロードするためにインターネット接続が必要です。

このタスクでは、VM インスタンスとのインターネット接続を可能にする Cloud Router と NAT インスタンスを作成します。

Cloud Router の作成

Cloud Shell から

gcloud compute routers create crnat --network hybrid-network-lb --region us-west1

Cloud NAT を作成する

Cloud Shell から

gcloud compute routers nats create cloudnat --router=crnat --auto-allocate-nat-external-ips --nat-all-subnet-ip-ranges --enable-logging --region us-west1

4. 2 つの VM インスタンスを作成する

このタスクでは、Apache を実行する 2 つの VM インスタンスを作成します。後ほど、これらの VM インスタンスはネットワークエンドポイントグループ（NEG）になります。

Cloud Shell で、最初のオンプレミスインスタンス on-prem-neg-1 を作成します。

gcloud compute instances create on-prem-neg-1 \
    --zone=us-west1-a \
    --tags=allow-health-check \
    --image-family=debian-9 \
    --image-project=debian-cloud \
    --subnet=network-endpoint-group-subnet --no-address \
    --metadata=startup-script='#! /bin/bash
apt-get update
apt-get install apache2 -y
a2ensite default-ssl
a2enmod ssl
vm_hostname="$(curl -H "Metadata-Flavor:Google" \
http://169.254.169.254/computeMetadata/v1/instance/name)"
filter="{print \$NF}"
vm_zone="$(curl -H "Metadata-Flavor:Google" \
http://169.254.169.254/computeMetadata/v1/instance/zone \
| awk -F/ "${filter}")"
echo "Page on $vm_hostname in $vm_zone" | \
tee /var/www/html/index.html
systemctl restart apache2'

Cloud Shell で、最初のオンプレミスインスタンス on-prem-neg-2 を作成します。

gcloud compute instances create on-prem-neg-2 \
    --zone=us-west1-a \
    --tags=allow-health-check \
    --image-family=debian-9 \
    --image-project=debian-cloud \
    --subnet=network-endpoint-group-subnet --no-address \
    --metadata=startup-script='#! /bin/bash
apt-get update
apt-get install apache2 -y
a2ensite default-ssl
a2enmod ssl
vm_hostname="$(curl -H "Metadata-Flavor:Google" \
http://169.254.169.254/computeMetadata/v1/instance/name)"
filter="{print \$NF}"
vm_zone="$(curl -H "Metadata-Flavor:Google" \
http://169.254.169.254/computeMetadata/v1/instance/zone \
| awk -F/ "${filter}")"
echo "Page on $vm_hostname in $vm_zone" | \
tee /var/www/html/index.html
systemctl restart apache2'

5. オンプレミスエンドポイントを含む NEG を作成する

まず、on-prem-neg-1 と on-prem-neg-2 という名前の NEG を作成します。また、ルーティングとロードバランシングの目的で、これらのエンドポイントが us-west1-a の GCP ゾーンにあることを LB が考慮するように指定します。ロードバランシングに使用する近接ベースのロードバランシング測定では、構成したゾーンを相互接続のアタッチメント/VPN ゲートウェイのリージョンに関連付けられた任意のゾーンに対応させることをおすすめします。

Cloud Shell で on-prem-neg-1 を作成します。

gcloud compute network-endpoint-groups create on-prem-neg-1 \
    --network-endpoint-type NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT \
    --zone "us-west1-a" \
    --network hybrid-network-lb

Cloud Shell で on-prem-neg-2 を作成します。

gcloud compute network-endpoint-groups create on-prem-neg-2 \
    --network-endpoint-type NON_GCP_PRIVATE_IP_PORT \
    --zone "us-west1-a" \
    --network hybrid-network-lb

この Codelab のネットワークエンドポイントグループは、GCP で Apache を実行する GCE インスタンスです。または、オンプレミスまたはインターネットのエンドポイントをネットワークエンドポイントとして指定することもできます。

Cloud Shell で GCE の IP アドレスを特定する

gcloud compute instances list | grep -i on-prem

ネットワークエンドポイントグループを、前のステップで事前に特定した GCE インスタンスの IP アドレスに関連付けます。各除外キーワード、on-prem-neg-1 & on-prem-neg-2.

Cloud Shell で on-prem-neg-1 を関連付けて、x.x.x.x を自分の特定した IP に更新します。

gcloud compute network-endpoint-groups update on-prem-neg-1 \
    --zone="us-west1-a" \
    --add-endpoint="ip=x.x.x.x,port=80"

Cloud Shell で on-prem-neg-2 を関連付けて、x.x.x.x を自分の特定した IP に更新します。

gcloud compute network-endpoint-groups update on-prem-neg-2 \
    --zone="us-west1-a" \
    --add-endpoint="ip=x.x.x.x,port=80"

6. HTTP ヘルスチェック、バックエンドサービス、ファイアウォール

このステップでは、on-prem-backend-service という名前のグローバルバックエンドサービスを作成します。このバックエンドサービスは、データプレーンが NEG にトラフィックを送信する方法を定義します。

まず、on-prem-health-check という名前のヘルスチェックを作成して、この NEG に属するエンドポイント（つまり、オンプレミスエンドポイント）の健全性をモニタリングします。

Cloud Shell から

gcloud compute health-checks create http on-prem-health-check

on-prem-backend-service というバックエンドサービスを作成し、ヘルスチェックに関連付けます。

Cloud Shell から

gcloud compute backend-services create on-prem-backend-service \
    --global \
    --load-balancing-scheme=EXTERNAL \
    --health-checks on-prem-health-check

HTTP(S) の外部ロードバランサとバックエンドは、35.191.0.0/16 と 130.211.0.0/22 のサブネットから発信されたヘルスチェックを実行します。ロードバランサからバックエンドへのルーティングを許可するには、ファイアウォールルールが必要です。

Cloud Shell から

gcloud compute firewall-rules create fw-allow-health-check \
    --network=hybrid-network-lb \
    --action=allow \
    --direction=ingress \
    --source-ranges=130.211.0.0/22,35.191.0.0/16 \
    --target-tags=allow-health-check \
    --rules=tcp:80

7. NEG とバックエンドサービスを関連付ける

on-prem-neg-1 NEG をこのバックエンドサービスに追加する

Cloud Shell から

gcloud compute backend-services add-backend on-prem-backend-service \
    --global \
    --network-endpoint-group on-prem-neg-1 \
    --network-endpoint-group-zone us-west1-a \
    --balancing-mode RATE \
    --max-rate-per-endpoint 5

on-prem-neg-2 NEG をこのバックエンドサービスに追加する

Cloud Shell から

gcloud compute backend-services add-backend on-prem-backend-service \
    --global \
    --network-endpoint-group on-prem-neg-2 \
    --network-endpoint-group-zone us-west1-a \
    --balancing-mode RATE \
    --max-rate-per-endpoint 5

ネットワークエンドポイントへのアクセスに使用する IPv4 静的 IP アドレスを予約する

Cloud Shell から

gcloud compute addresses create hybrid-lb-ip --project=$projectid --global

CLI の構成が完了しましたCloud コンソールで構成を完了しましょう。

8. 外部 HTTP ロードバランサを作成し、そのバックエンドサービスを

Cloud コンソールで [ロードバランシング] に移動し、[ロードバランサの作成] を選択します。

HTTP(S) ロードバランシングを特定して [構成を開始] をクリックする

[インターネットから自分の VM へ] を選択します。以下のスクリーンショットに従い、VM への公開アクセスを許可します。

「xlb」と入力してください先ほど作成したバックエンドサービス「on-prem-backend-service」を選択します。その後「OK」記載されているスクリーンショットに

[フロントエンドの構成] を選択し、名前を「xlb-fe」に変更します。先ほど作成した静的 IPv4 アドレスを選択し、提供されたスクリーンショットをミラーリングしてください

[確認と完了] を選択表示されたスクリーンショットと同じにして、[Create] を選択します。

バックエンドの健全性の検証

Cloud コンソールで、バックエンド「xlb」が正常な、緑（提供されたスクリーンショットを参照）

9. NEG がインターネットから到達可能であることを確認する

ロードバランサの作成時に使用した外部静的 IP アドレスが、ネットワークエンドポイントのフロントエンド IP になったことを思い出してください。最終テストを実行する前に、IP アドレスの検証を行います。

Cloud Shell から

gcloud compute forwarding-rules describe xlb-fe --global | grep -i IPAddress:

出力（実際の IP アドレスは異なります）

Cloudshell からの出力

$ gcloud compute forwarding-rules describe xlb-fe --global | grep -i IPAddress:
IPAddress: 34.96.103.132

グローバルロードバランサのフロントエンドの IP アドレスを使用して、ネットワークエンドポイントのバックエンドにアクセスできます。この Codelab ではエンドポイントは GCE インスタンスですが、オンプレミスのエンドポイントなどではこれを使用します。

ローカルワークステーションからターミナルを起動し、ロードバランサの IP アドレスに対して curl を実行します。

ワークステーションから、フロントエンドの IP アドレスに対して curl を実行します。200 OK と、NEG インスタンス名とリージョンで構成されるページの詳細を確認します。

myworkstation$ curl -v 34.96.103.132

* Trying 34.96.103.132...

* TCP_NODELAY set

* Connected to 34.96.103.132 (34.96.103.132) port 80 (#0)

> GET / HTTP/1.1

> Host: 34.96.103.132

> User-Agent: curl/7.64.1

> Accept: */*

>

< HTTP/1.1 200 OK

< Date: Tue, 10 Aug 2021 01:21:54 GMT

< Server: Apache/2.4.25 (Debian)

< Last-Modified: Tue, 10 Aug 2021 00:35:41 GMT

< ETag: "24-5c929ae7384f4"

< Accept-Ranges: bytes

< Content-Length: 36

< Content-Type: text/html

< Via: 1.1 google

<

Page on on-prem-neg-2 in us-west1-a

* Connection #0 to host 34.96.103.132 left intact

* Closing connection 0

これで、NEG を使用する L7 ハイブリッドロードバランサが正常にデプロイされました。

これでこの Codelab は完了です。

学習した内容

カスタム VPC を作成する
ネットワークエンドポイントグループ（NEG）として使用する 2 つの仮想マシン（VM）を作成する
ハイブリッドロードバランサ、バックエンドサービス、関連するヘルスチェックを作成する
ロードバランサへのアクセスを許可するファイアウォールルールを作成する
ネットワークエンドポイントグループのネットワーク到達性を検証する

10. クリーンアップ手順

Cloud コンソール UI で、[xlb] を見つけてチェックします。[ネットワークサービス] → [ロードバランシング] で [削除] を選択します。選択したら、[on-prem-backend service] をオンにする&‘on-premise-health-check'[削除] を選択します。

Cloud コンソール UI で、[Compute Engine] → [ネットワークエンドポイントグループ] に移動します。選択したら、[on-prem-neg-1] チェックボックスをオンにする&‘on-prem-neg-2'[削除] を選択します。

Cloud Shell からラボのコンポーネントを削除する

gcloud compute routers nats delete cloudnat --router=crnat --region us-west1 --quiet

gcloud compute routers delete crnat  --region us-west1 --quiet

gcloud compute instances delete on-prem-neg-1 --zone=us-west1-a --quiet

gcloud compute instances delete on-prem-neg-2 --zone=us-west1-a --quiet

gcloud compute firewall-rules delete fw-allow-health-check --quiet

gcloud compute networks subnets delete network-endpoint-group-subnet --region=us-west1 --quiet

gcloud compute networks delete hybrid-network-lb --quiet

gcloud compute addresses delete hybrid-lb-ip --global --quiet

外部 HTTP(s) ハイブリッド ロードバランサを使用してネットワーク エンドポイント グループに到達する

1. はじめに

学習内容

必要なもの

セルフペース型の環境設定

Cloud Shell の起動

2. 始める前に

3. 新しいカスタムモードの VPC ネットワークを作成する

VPC ネットワーク

Cloud NAT インスタンスを作成する

4. 2 つの VM インスタンスを作成する

5. オンプレミス エンドポイントを含む NEG を作成する

6. HTTP ヘルスチェック、バックエンド サービス、ファイアウォール

7. NEG とバックエンド サービスを関連付ける

8. 外部 HTTP ロードバランサを作成し、そのバックエンドサービスを

9. NEG がインターネットから到達可能であることを確認する

学習した内容

10. クリーンアップ手順

外部 HTTP(s) ハイブリッドロードバランサを使用してネットワークエンドポイントグループに到達する

5. オンプレミスエンドポイントを含む NEG を作成する

6. HTTP ヘルスチェック、バックエンドサービス、ファイアウォール

7. NEG とバックエンドサービスを関連付ける