Afinidad zonal para balanceadores de cargas de red de transferencia internos

La afinidad zonal, configurada en el servicio de backend del balanceador de cargas, te permite limitar el tráfico entre zonas, reducir la latencia y mejorar el rendimiento, todo ello sin dejar de disfrutar de los beneficios de una arquitectura multizonal.

Los balanceadores de cargas de red de transferencia internos admiten tres opciones de afinidad zonal que ofrecen distintos grados de preferencia para enrutar las conexiones nuevas a los backends aptos que se encuentran en la misma zona que un cliente compatible. La afinidad zonal modifica el conjunto de backends aptos después de que el balanceador de cargas selecciona un backend apto para una conexión nueva. La afinidad zonal no afecta las conexiones establecidas en la tabla de seguimiento de conexiones del balanceador de cargas.

Compatibilidad

La afinidad zonal es compatible con los balanceadores de cargas de red de transferencia internos que cumplen con los siguientes requisitos:

• Son siguientes saltos para rutas estáticas o siguientes saltos para rutas basadas en políticas.
• Tener una política de conmutación por error

La afinidad zonal solo es compatible con el hash simétrico cuando se cumplen las siguientes condiciones:

• Ambos balanceadores de cargas de red de transferencia internos en la dirección de reenvío y la dirección inversa tienen habilitada la afinidad zonal.
• El tráfico de las VMs emisoras solo se dirige a las VMs receptoras de la misma zona.

La afinidad zonal es incompatible con los balanceadores de cargas de red de transferencia internos que cumplen con las siguientes condiciones:

• Tener habilitado el subconjunto de backend
• Son destinos de recopiladores para la duplicación de paquetes.
• Se usan para proporcionar un servicio publicado de Private Service Connect. La afinidad zonal solo es posible para los clientes compatibles que envían paquetes al balanceador de cargas, no a un extremo de Private Service Connect cuyo productor de servicios publicado usa un balanceador de cargas de red de transferencia interno.

Clientes compatibles

La afinidad zonal solo es posible para las VM cliente que se encuentran en la misma región que el balanceador de cargas. La afinidad zonal no es compatible con los siguientes clientes, que siempre operan como si la afinidad zonal estuviera inhabilitada:

• Túneles de Cloud VPN del cliente y adjuntos de VLAN de Cloud Interconnect del cliente: Los túneles de Cloud VPN y los adjuntos de VLAN de Cloud Interconnect son recursos regionales, no zonales. Los paquetes que se enrutan a través de un túnel de Cloud VPN o un adjunto de VLAN nunca admiten la afinidad zonal, independientemente de si se encuentran en la misma región que el balanceador de cargas o no.

• VMs de cliente en regiones que no coinciden con la región del balanceador de cargas: Se puede acceder a un balanceador de cargas de red de transferencia interno ubicado en una región desde clientes en todas las demás regiones si se habilita el acceso global. Cuando las VMs de cliente se encuentran en una región diferente a la del balanceador de cargas, nunca comparten una zona común con ninguno de los backends del balanceador de cargas.

Coincidencia zonal

Una coincidencia zonal describe las condiciones en las que se activa la afinidad zonal. Luego, el balanceador de cargas podría modificar el conjunto original de backends aptos para proporcionar la afinidad zonal configurada. La modificación del conjunto original de backends aptos se realiza después del paso Identificar backends aptos en el proceso de selección de backend y seguimiento de conexiones.

Para que se active la lógica de afinidad zonal, debe ocurrir la siguiente secuencia de eventos:

1. Se debe habilitar la afinidad zonal

   Si la afinidad zonal está habilitada, debes determinar si el cliente es compatible.

2. Determina si el cliente es un cliente compatible

   Si el cliente es compatible, determina si puede ocurrir una coincidencia zonal.

3. Cómo determinar si puede ocurrir una coincidencia zonal

   Una coincidencia zonal significa que la VM del cliente se encuentra en una zona que contiene al menos un backend configurado del tipo pertinente. En la sección Condiciones de coincidencia zonales, se describen los diferentes backends que se pueden configurar.

   Una coincidencia zonal nunca es posible si se cumple alguna de las siguientes condiciones:

   • La afinidad zonal está inhabilitada
   • El cliente no es compatible

4. Aplica la lógica de afinidad zonal

   Si se produce una coincidencia zonal, aplica la lógica de afinidad zonal según la opción de afinidad zonal configurada. Las opciones que habilitan la afinidad zonal son las siguientes:

   • ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE
   • ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE con una proporción de derrame de 0
   • ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE con una proporción de derrame distinta de cero

   Después de que se produce una coincidencia zonal y según el tipo de opción de afinidad zonal que se configure, es posible que el conjunto original de servidores de backend aptos se refine, reemplace o quede sin cambios. Todas las conexiones nuevas del cliente se enrutan a este conjunto modificado de backends aptos.

Condiciones de coincidencia zonales

En la siguiente tabla, se determina si el balanceador de cargas puede restringir el tráfico a la zona del cliente. Si no se cumple la condición de la tercera columna, se ignora la afinidad zonal y las conexiones nuevas se enrutan a cualquier backend apto.

Ejemplo de coincidencia zonal

Considera la siguiente situación para determinar si hay una coincidencia zonal:

• Se configuró la política de conmutación por error
• La afinidad zonal está habilitada
• El cliente se encuentra en la zona A.
• Los backends principales solo se encuentran en la zona B y la zona C.
• No hay backends principales en la zona A

Ahora, incluso si la afinidad zonal está habilitada y hay un cliente compatible, no se produce ninguna coincidencia zonal porque no hay un backend principal en la zona A, que es la zona de la VM del cliente. Por lo tanto, se ignora la afinidad zonal.

Opciones de afinidad zonal

Los balanceadores de cargas de red de transferencia internos admiten las siguientes opciones de afinidad zonal:

• ZONAL_AFFINITY_DISABLED (predeterminado): La afinidad zonal está inhabilitada. El balanceador de cargas selecciona un backend apto para una conexión nueva sin modificar el conjunto de backends aptos.

• ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE: La afinidad zonal está habilitada. Cuando se produce una coincidencia zonal, el balanceador de cargas mantiene el tráfico en la zona del cliente, ya sea refinando el conjunto original de backends aptos o reemplazando el conjunto original de backends aptos por un conjunto nuevo. Para obtener detalles sobre esta opción, consulta Cómo funciona ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE.

• ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE: La afinidad zonal está habilitada. Cuando se produce una coincidencia zonal, el balanceador de cargas puede refinar el conjunto de backends aptos o dejar el conjunto original de backends aptos sin cambios. Esta opción permite que el tráfico se desborde hacia otras zonas si no hay suficientes backends en buen estado en la zona del cliente. El desbordamiento se controla con la proporción de desbordamiento. Para obtener más información sobre esta opción, consulta Cómo funcionan ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE y el ratio de derrame.

Para obtener información sobre cómo configurar la afinidad zonal en el servicio de backend de un balanceador de cargas de red de transferencia interno, consulta Usa la afinidad zonal.

Cómo funciona ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE

Si la afinidad zonal se establece en ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE y se produce una coincidencia zonal, el balanceador de cargas mantiene el tráfico en la zona del cliente realizando una de las siguientes acciones:

• Cómo definir mejor el conjunto original de backends aptos

  Si al menos un backend apto se encuentra en la zona del cliente, el balanceador de cargas refina el conjunto de backends aptos de la siguiente manera:

  • Descarta todos los backends aptos que no se encuentren en la zona del cliente.
  • Usar solo los backends aptos que se encuentran en la zona del cliente

  El conjunto refinado de backends aptos es un subconjunto del conjunto original de backends aptos.

• Reemplaza el conjunto original de servidores de backend aptos

  Si no hay backends aptos en la zona del cliente, otros backends configurados (que no están en el conjunto de backends aptos) están presentes en la zona del cliente porque se produjo una coincidencia zonal para que se activara la afinidad zonal. En esta situación, el balanceador de cargas reemplaza el conjunto de backends aptos por un conjunto nuevo que incluye backends en mal estado dentro de la zona del cliente, según si se configuró una política de conmutación por error y, si es así, el estado de conmutación por error.

  Este nuevo conjunto de servidores de reemplazo aptos consta de uno de los siguientes elementos:

  • Si no se configura una política de conmutación por error, el conjunto de reemplazo de backends aptos consta de todos los backends en mal estado de la zona del cliente.

  • Si se configura una política de conmutación por error y los backends aptos originales eran backends principales, el conjunto de reemplazo de backends aptos consta de todos los backends principales en mal estado de la zona del cliente.

  • Si se configura una política de conmutación por error y los backends aptos originales eran backends de conmutación por error, el conjunto de reemplazo de backends aptos consta de todos los backends de conmutación por error en mal estado de la zona del cliente.

En la siguiente tabla, se resumen todas las situaciones de reemplazo y perfeccionamiento para la opción ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE:

Es importante tener en cuenta lo siguiente para la opción ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE:

• Esta opción de afinidad zonal nunca deja sin cambios el conjunto original de backends aptos.
• Esta opción de afinidad zonal favorece los backends en la zona del cliente, incluso si esto implica usar backends en mal estado, suponiendo que se cumpla una condición de coincidencia zonal.

Cómo funcionan ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE y la proporción de derrame

Si la afinidad zonal se establece en ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE y se produce una coincidencia zonal, el conjunto de servidores de backend aptos para el cliente podría refinarse o no cambiar.

En el caso de que el conjunto original de backends aptos permanezca sin cambios, es posible que las conexiones nuevas se envíen a los backends aptos en la zona del cliente o que se desborden a los backends aptos en otras zonas. Esta distribución depende de una proporción de derrame configurable que determina cuándo el tráfico comienza a propagarse a los backends aptos en otras zonas.

Una proporción de derrame configurable indica el valor de umbral para mantener el tráfico en la zona del cliente. Si la proporción de backends en buen estado y aptos cae por debajo de la proporción de derrame definida, todas las conexiones nuevas de los clientes en la zona se distribuyen a los backends aptos en otras zonas. El valor de la proporción de derrame puede variar de 0.0 a 1.0, inclusive.

Si no especificas una proporción de desbordamiento cuando configuras la afinidad zonal de ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE,Trusted Cloud usa un valor predeterminado de 0.0.

Proporción de derrame cero

Si la proporción de derrame configurada es 0.0, el balanceador de cargas refina el conjunto de backends aptos descartando todos los backends aptos que no se encuentren en la zona del cliente, siempre que se cumpla una de las siguientes condiciones:

• Si no se configura una política de conmutación por error, los backends aptos son todos los backends en buen estado, y al menos uno de ellos se encuentra en la zona del cliente.
• Si se configura una política de conmutación por error, los backends aptos son todos los backends principales en buen estado, y al menos un backend apto se encuentra en la zona del cliente.
• Si se configura una política de conmutación por error, los backends aptos son todos los backends de conmutación por error en buen estado, y al menos un backend apto se encuentra en la zona del cliente.

Si no hay backends aptos en la zona del cliente, haz lo siguiente:

• El balanceador de cargas conserva el conjunto original de backends aptos.
• Se permite que las conexiones nuevas se extiendan a los backends aptos en otras zonas.

En la siguiente tabla, se resumen todas las situaciones de perfeccionamiento para la opción ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE cuando la proporción de desbordamiento configurada es 0.0:

Proporción de derrame distinta de cero

Si la proporción de desbordamiento configurada es mayor que 0.0, pero menor o igual que 1.0, el balanceador de cargas primero calcula una de las siguientes proporciones:

• Si no se configura una política de conmutación por error, la proporción calculada es la cantidad de backends aptos y en buen estado en la zona del cliente dividida por la cantidad de backends configurados en la zona del cliente.

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

• Si se configura una política de conmutación por error y todos los backends aptos son backends principales, la proporción calculada es la cantidad de backends aptos y en buen estado en la zona del cliente dividida por la cantidad de backends principales configurados en la zona del cliente.

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

• Si se configura una política de conmutación por error y todos los backends aptos son backends de conmutación por error, la proporción calculada es la cantidad de backends aptos y en buen estado en la zona del cliente dividida por la cantidad de backends de conmutación por error configurados en la zona del cliente.

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

Luego, el balanceador de cargas compara la proporción calculada con la proporción de desbordamiento. Si la proporción calculada es mayor o igual que la proporción de derrame, el balanceador de cargas descarta todos los backends aptos que no se encuentren en la zona del cliente para refinar el conjunto de backends aptos. De lo contrario, el balanceador de cargas usa los backends aptos originales.

Cuando calcules la proporción, recuerda lo siguiente:

• Los backends aptos pueden ser todos los backends en buen estado, todos los backends, todos los backends principales en buen estado, todos los backends de conmutación por error en buen estado o todos los backends principales.

• Excepto cuando los backends aptos consisten en todos los backends o todos los backends principales, el conjunto de backends configurados, backends principales configurados o backends de conmutación por error configurados contiene más que solo backends aptos.

• Una proporción de desbordamiento de 1.0 indica que se cumple una de las siguientes condiciones:

  • Si no se configura una política de conmutación por error, el conjunto de backends aptos debe incluir todos los backends en buen estado, y la cantidad de backends aptos en la zona del cliente debe ser igual a la cantidad de backends configurados en la zona del cliente.

  • Si se configura una política de conmutación por error y todos los backends aptos son backends principales, el conjunto de backends aptos debe contener todos los backends principales en buen estado, y la cantidad de backends aptos en la zona del cliente debe ser igual a la cantidad de backends principales configurados en la zona del cliente.

  • Si se configura una política de conmutación por error y todos los backends aptos son backends de conmutación por error, el conjunto de backends aptos debe contener todos los backends de conmutación por error en buen estado, y la cantidad de backends aptos en la zona del cliente debe ser igual a la cantidad de backends de conmutación por error configurados en la zona del cliente.

En la siguiente tabla, se resumen todas las situaciones de perfeccionamiento para la opción ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE cuando la proporción de desbordamiento configurada no es 0.0:

Ejemplos de la proporción de derrame

En los siguientes ejemplos, se muestra cómo funciona ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE cuando no hay configurada una política de conmutación por error.

• Para que la afinidad zonal se aplique cuando configures una proporción de desbordamiento de 1.0, se deben cumplir las siguientes condiciones:

  • El conjunto de backends aptos debe incluir todos los backends en buen estado.
  • La cantidad de backends aptos en buen estado en la zona del cliente debe ser igual a la cantidad de backends configurados en la zona del cliente.

  Una proporción de derrame de 1.0 indica que el 100% de los backends aptos en la zona del cliente deben estar en buen estado para que todas las conexiones nuevas se distribuyan solo a los backends en la zona del cliente. Incluso si un backend deja de estar en buen estado, el balanceador de cargas distribuye algunas conexiones nuevas a los backends en otras zonas.

• Para que la afinidad zonal se aplique cuando configures una proporción de desbordamiento de 0.8, se deben cumplir las siguientes condiciones:

  • El conjunto de backends aptos debe incluir todos los backends en buen estado.
  • La cantidad de backends aptos en buen estado en la zona del cliente dividida por la cantidad de backends configurados en la zona del cliente debe ser al menos 0.8.

  Una proporción de derrame de 0.8 indica que, al menos, el 80% de los backends aptos en la zona del cliente deben estar en buen estado para que todas las conexiones nuevas se distribuyan solo a los backends en la zona del cliente. Si menos del 80% de los backends en la zona del cliente están en buen estado, el balanceador de cargas distribuye algunas conexiones nuevas a los backends en otras zonas.

• Para que la afinidad zonal se aplique cuando configures una proporción de desbordamiento de 0.0, se deben cumplir las siguientes condiciones:

  • El conjunto de backends aptos debe incluir todos los backends en buen estado.
  • Debe existir al menos un backend apto en buen estado en la zona del cliente.

  Una proporción de derrame de 0.0 significa que, mientras haya al menos un backend en buen estado en la zona del cliente, todas las conexiones nuevas se distribuirán a los backends de la zona del cliente. Si la proporción de derrame es 0.0 y no hay ningún backend en buen estado en la zona del cliente, el balanceador de cargas distribuye todas las conexiones nuevas a los backends en buen estado en zonas que no sean la del cliente.

En el siguiente diagrama, se muestra una proporción de derrame de 0.8:

• Las zonas 1 y 2 contienen cinco backends configurados cada una.

• El conjunto original de backends aptos consta de ocho de los diez backends configurados:

  • Todos los cinco backends configurados en la zona 1 están en buen estado.

  • Tres backends configurados en la zona 2 están en buen estado.

Para un cliente compatible que se encuentra en la zona 1, haz lo siguiente:

• Se produce una coincidencia zonal porque existe al menos un backend configurado en la zona 1.

• La proporción de backends aptos en buen estado en la zona 1 con respecto a todos los backends configurados en la zona 1 es 5/5 = 1.0.

• Para el cliente compatible en la zona 1: Dado que la proporción calculada de 1.0 es mayor que la proporción de derrame de 0.8, el balanceador de cargas refina el conjunto de backends aptos descartando todos los backends aptos que no se encuentran en la zona 1. Por lo tanto, las conexiones nuevas del cliente compatible en la zona 1 se distribuyen exclusivamente entre los cinco backends aptos en buen estado de la zona 1.

Para un cliente compatible que se encuentra en la zona 2, haz lo siguiente:

• Se produce una coincidencia zonal porque existe al menos un backend configurado en la zona 2.

• La proporción de backends aptos en buen estado en la zona 2 con respecto a todos los backends configurados en la zona 2 es 3/5 = 0.6.

• En el caso del cliente compatible en la zona 2, dado que la proporción calculada de 0.6 no es mayor o igual que la proporción de desbordamiento de 0.8, el balanceador de cargas no realiza ningún cambio en el conjunto de backends aptos. Por lo tanto, las conexiones nuevas del cliente compatible en la zona 2 se distribuyen entre el conjunto original de ocho backends aptos en buen estado (cinco en la zona 1 y tres en la zona 2).

¿Qué sigue?

• Si deseas configurar Cloud Monitoring para balanceadores de cargas de red de transferencia internos, consulta Registro y supervisión del balanceador de cargas de red de transferencia interno.
• Para solucionar problemas con el balanceador de cargas de red de transferencia interno, consulta Soluciona problemas del balanceador de cargas de red de transferencia interno.