Afinidade zonal para balanceadores de carga de rede de passagem interna

A afinidade zonal, configurada no serviço de back-end do balanceador de carga, permite limitar o tráfego entre zonas, reduzir a latência e melhorar o desempenho, mantendo os benefícios de uma arquitetura multizonal.

Os balanceadores de carga de rede de passagem interna oferecem três opções de afinidade zonal que oferecem graus variados de preferência para rotear novas conexões para back-ends qualificados que estão na mesma zona que um cliente compatível. A afinidade zonal modifica o conjunto de back-ends qualificados depois que o balanceador de carga seleciona um back-end qualificado para uma nova conexão. As conexões estabelecidas na tabela de rastreamento de conexão do balanceador de carga não são afetadas pela afinidade zonal.

Compatibilidade

A afinidade zonal é compatível com balanceadores de carga de rede de passagem interna que:

• São próximos saltos para rotas estáticas ou próximos saltos para rotas baseadas em políticas
• Ter uma política de failover

A afinidade zonal é compatível com o hashing simétrico somente quando as seguintes condições são verdadeiras:

• Os dois balanceadores de carga de rede de passagem interna no sentido direto e inverso têm afinidade zonal ativada.
• O tráfego das VMs remetentes é direcionado apenas para as VMs receptoras na mesma zona.

A afinidade zonal é incompatível com balanceadores de carga de rede de passagem interna que:

• Ter a subconfiguração de back-end ativada
• São destinos de coleta para o Espelhamento de pacotes
• São usados para fornecer um serviço publicado do Private Service Connect. A afinidade zonal só é possível para clientes compatíveis que enviam pacotes ao balanceador de carga, não a um endpoint do Private Service Connect cujo produtor de serviços publicado usa um balanceador de carga de rede de passagem interna.

Clientes compatíveis

A afinidade zonal só é possível para clientes de VM localizados na mesma região que o balanceador de carga. A afinidade zonal não é compatível com os seguintes clientes, que sempre operam como se a afinidade zonal estivesse desativada:

• Túneis do Cloud VPN do cliente e anexos de VLAN do Cloud Interconnect do cliente: os túneis do Cloud VPN e os anexos de VLAN do Cloud Interconnect são recursos regionais, não zonais. Os pacotes roteados por um túnel do Cloud VPN ou um anexo da VLAN nunca oferecem suporte à afinidade zonal, estejam ou não na mesma região do balanceador de carga.

• VMs de cliente em regiões que não correspondem à região do balanceador de carga: um balanceador de carga de rede de passagem interna localizado em uma região pode ser acessado por clientes em todas as outras regiões se o acesso global estiver ativado. Quando as VMs clientes estão em uma região diferente da do balanceador de carga, elas nunca compartilham uma zona comum com nenhum dos back-ends do balanceador de carga.

Correspondência zonal

Uma correspondência zonal descreve as condições em que a afinidade zonal é acionada. O balanceador de carga pode modificar o conjunto original de back-ends qualificados para fornecer a afinidade zonal configurada. A modificação do conjunto original de back-ends qualificados ocorre depois da etapa Identificar back-ends qualificados no processo Seleção de back-ends e rastreamento de conexão.

Para que a lógica de afinidade zonal seja acionada, a seguinte sequência de eventos precisa ocorrer:

1. A afinidade por zona precisa estar ativada

   Se a afinidade zonal estiver ativada, determine se o cliente é compatível.

2. Determine se o cliente é um cliente compatível

   Se o cliente for compatível, determine se uma correspondência zonal pode ocorrer.

3. Determinar se uma correspondência zonal pode ocorrer

   Uma correspondência zonal significa que a VM cliente está em uma zona que contém pelo menos um back-end configurado do tipo relevante. Os diferentes back-ends que podem ser configurados estão descritos na seção Condições de correspondência zonal.

   Uma correspondência zonal nunca será possível se uma das seguintes condições for verdadeira:

   • A afinidade zonal está desativada
   • O cliente não é compatível

4. Aplicar a lógica de afinidade zonal

   Se houver uma correspondência zonal, aplique a lógica de afinidade zonal dependendo da opção configurada. As opções que ativam a afinidade zonal são as seguintes:

   • ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE
   • ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE com uma proporção de spillover de 0
   • ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE com uma proporção de spillover diferente de zero

   Depois que uma correspondência zonal ocorre e dependendo do tipo de opção de afinidade zonal configurada, o conjunto original de back-ends qualificados pode ser refinado, substituído ou deixado inalterado. Todas as novas conexões do cliente são encaminhadas para esse conjunto modificado de back-ends qualificados.

Condições de correspondência zonais

A tabela a seguir determina se o balanceador de carga pode restringir o tráfego à zona do cliente. Se a condição na terceira coluna não for atendida, a afinidade zonal será ignorada, e novas conexões serão encaminhadas para qualquer back-end qualificado.

Exemplo de correspondência zonal

Considere a seguinte situação para determinar se há uma correspondência zonal:

• A política de failover está configurada
• A afinidade zonal está ativada
• O cliente está na zona A
• Os back-ends principais estão apenas nas zonas B e C.
• Não há back-ends principais na zona A

Agora, mesmo que a afinidade zonal esteja ativada e haja um cliente compatível, não ocorre uma correspondência zonal porque não há um back-end principal na zona A, que é a zona da VM do cliente. Portanto, a afinidade zonal é ignorada.

Opções de afinidade zonal

Os balanceadores de carga de rede de passagem interna são compatíveis com as seguintes opções de afinidade zonal:

• ZONAL_AFFINITY_DISABLED (padrão): a afinidade zonal está desativada. O balanceador de carga seleciona um back-end qualificado para uma nova conexão sem modificar o conjunto de back-ends qualificados.

• ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE: a afinidade zonal está ativada. Quando ocorre uma correspondência zonal, o balanceador de carga mantém o tráfego na zona do cliente refinando o conjunto original de back-ends qualificados ou substituindo o conjunto original de back-ends qualificados por um novo conjunto. Para detalhes sobre essa opção, consulte Como o ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE funciona.

• ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE: a afinidade zonal está ativada. Quando uma correspondência zonal ocorre, o balanceador de carga pode refinar o conjunto de back-ends qualificados ou deixar o conjunto original inalterado. Essa opção permite que o tráfego seja transferido para outras zonas se não houver back-ends íntegros suficientes na zona do cliente. O transbordamento é controlado pela proporção de transbordamento. Para mais informações sobre essa opção, consulte Como ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE e a proporção de transbordamento funcionam.

Para saber como configurar a afinidade zonal no serviço de back-end de um balanceador de carga de rede de passagem interna, consulte Usar a afinidade zonal.

Como o ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE funciona

Se a afinidade zonal estiver definida como ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE e houver uma correspondência zonal, o balanceador de carga manterá o tráfego na zona do cliente fazendo uma das seguintes ações:

• Refinar o conjunto original de back-ends qualificados

  Se pelo menos um back-end qualificado estiver na zona do cliente, o balanceador de carga refinará o conjunto de back-ends qualificados fazendo o seguinte:

  • Descartar todos os back-ends qualificados que não estão na zona do cliente
  • Usar apenas back-ends qualificados que estão na zona do cliente

  O conjunto refinado de back-ends qualificados é um subconjunto do conjunto original.

• Substituir o conjunto original de back-ends qualificados

  Se não houver back-ends qualificados na zona do cliente, outros back-ends configurados (não no conjunto de back-ends qualificados) estarão presentes na zona do cliente porque ocorreu uma correspondência zonal para que a afinidade zonal fosse acionada. Nessa situação, o balanceador de carga substitui o conjunto de back-ends qualificados por um novo conjunto que inclui back-ends não íntegros na zona do cliente, com base na configuração de uma política de failover e, se for o caso, no estado de failover.

  Esse novo conjunto de back-ends qualificados substituídos consiste em um dos seguintes:

  • Se uma política de failover não estiver configurada, o conjunto de substituição de back-ends qualificados consistirá em todos os back-ends não íntegros na zona do cliente.

  • Se uma política de failover estiver configurada e os back-ends qualificados originais forem back-ends principais, o conjunto de substituição de back-ends qualificados consistirá em todos os back-ends principais não íntegros na zona do cliente.

  • Se uma política de failover for configurada e os back-ends originais qualificados forem de failover, o conjunto de substituição de back-ends qualificados consistirá em todos os back-ends de failover não íntegros na zona do cliente.

A tabela a seguir resume todos os cenários de refinamento e substituição para a opção ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE:

É importante observar o seguinte para a opção ZONAL_AFFINITY_STAY_WITHIN_ZONE:

• Essa opção de afinidade zonal nunca deixa o conjunto original de back-ends qualificados inalterado.
• Essa opção de afinidade zonal favorece os back-ends na zona do cliente, mesmo que isso signifique usar back-ends não íntegros, supondo que uma condição de correspondência zonal seja atendida.

Como funcionam ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE e a proporção de spillover

Se a afinidade zonal estiver definida como ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE e ocorrer uma correspondência zonal, o conjunto de back-ends qualificados para o cliente poderá ser refinado ou não haverá mudanças no conjunto de back-ends qualificados.

Se o conjunto original de back-ends qualificados permanecer inalterado, novas conexões poderão ser enviadas para back-ends qualificados na zona do cliente ou poderão transbordar para back-ends qualificados em outras zonas. Essa distribuição depende de uma proporção de transbordamento configurável que determina quando o tráfego começa a transbordar para back-ends qualificados em outras zonas.

Uma proporção de transbordamento configurável indica o valor limite para manter o tráfego na zona do cliente. Se a proporção de back-ends íntegros e qualificados ficar abaixo da proporção de transbordamento definida, todas as novas conexões de clientes na zona serão distribuídas para back-ends qualificados em outras zonas. O valor da proporção de transbordamento pode variar de 0.0 a 1.0, inclusive.

Se você não especificar uma proporção de transbordamento ao configurar a afinidade zonal ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE, oTrusted Cloud vai usar um valor padrão de 0.0.

Proporção de spillover zero

Se a proporção de transbordamento configurada for 0.0, o balanceador de carga vai refinar o conjunto de back-ends qualificados descartando todos os back-ends qualificados que não estão na zona do cliente, desde que uma das seguintes condições seja verdadeira:

• Se uma política de failover não estiver configurada, os back-ends qualificados serão todos os back-ends íntegros, e pelo menos um back-end qualificado estará na zona do cliente.
• Se uma política de failover estiver configurada, os back-ends qualificados serão todos os back-ends principais íntegros, e pelo menos um back-end qualificado estará na zona do cliente.
• Se uma política de failover estiver configurada, os back-ends qualificados serão todos os back-ends de failover íntegros, e pelo menos um back-end qualificado estará na zona do cliente.

Se não houver back-ends qualificados na zona do cliente:

• O balanceador de carga mantém o conjunto original de back-ends qualificados.
• Novas conexões podem ser transferidas para back-ends qualificados em outras zonas.

A tabela a seguir resume todos os cenários de refinamento para a opção ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE quando a proporção de transbordamento configurada é 0.0:

Proporção de spillover diferente de zero

Se a proporção de transbordamento configurada for maior que 0.0, mas menor ou igual a 1.0, o balanceador de carga primeiro vai calcular uma das seguintes proporções:

• Se uma política de failover não for configurada, a proporção calculada será o número de back-ends qualificados e íntegros na zona do cliente dividido pelo número de back-ends configurados na zona do cliente.

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

• Se uma política de failover estiver configurada e todos os back-ends qualificados forem primários, a proporção calculada será o número de back-ends qualificados e íntegros na zona do cliente dividido pelo número de back-ends primários configurados na zona do cliente.

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

• Se uma política de failover estiver configurada e todos os back-ends qualificados forem de failover, a proporção calculada será o número de back-ends qualificados e íntegros na zona do cliente dividido pelo número de back-ends de failover configurados na zona do cliente.

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

Em seguida, o balanceador de carga compara a proporção calculada com a de transbordamento. Se a proporção calculada for maior ou igual à proporção de transbordamento, o balanceador de carga vai refinar o conjunto de back-ends qualificados descartando todos os back-ends qualificados que não estão na zona do cliente. Caso contrário, o balanceador de carga usará os back-ends qualificados originais.

Ao calcular a proporção, lembre-se do seguinte:

• Os back-ends qualificados podem ser todos os back-ends íntegros, todos os back-ends, todos os back-ends primários íntegros, todos os back-ends de failover íntegros ou todos os back-ends primários.

• Exceto quando os back-ends qualificados consistem em todos os back-ends ou todos os back-ends principais, o conjunto de back-ends configurados, back-ends principais configurados ou back-ends de failover configurados contém mais do que apenas back-ends qualificados.

• Uma proporção de transbordamento de 1.0 indica que uma das seguintes condições é verdadeira:

  • Se uma política de failover não estiver configurada, o conjunto de back-ends qualificados precisará ser composto por todos os back-ends íntegros, e o número de back-ends qualificados na zona do cliente precisará ser igual ao número de back-ends configurados na zona do cliente.

  • Se uma política de failover estiver configurada e todos os back-ends qualificados forem primários, o conjunto de back-ends qualificados precisará conter todos os back-ends primários íntegros, e o número de back-ends qualificados na zona do cliente precisará ser igual ao número de back-ends primários configurados na zona do cliente.

  • Se uma política de failover estiver configurada e todos os back-ends qualificados forem de failover, o conjunto de back-ends qualificados precisará conter todos os back-ends de failover íntegros, e o número de back-ends qualificados na zona do cliente precisará ser igual ao número de back-ends de failover configurados na zona do cliente.

A tabela a seguir resume todos os cenários de refinamento para a opção ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE quando a proporção de transbordamento configurada não é 0.0:

Exemplos de proporção de spillover

Os exemplos a seguir mostram como o ZONAL_AFFINITY_SPILL_CROSS_ZONE funciona quando não há uma política de failover configurada.

• Para que a afinidade zonal seja aplicada ao configurar uma taxa de transbordamento de 1.0, é necessário que o seguinte seja verdadeiro:

  • O conjunto de back-ends qualificados precisa ser composto por todos os back-ends íntegros.
  • O número de back-ends qualificados íntegros na zona do cliente precisa ser igual ao número de back-ends configurados na zona do cliente.

  Uma proporção de transbordamento de 1.0 indica que 100% dos back-ends qualificados na zona do cliente precisam estar íntegros para que todas as novas conexões sejam distribuídas apenas para back-ends na zona do cliente. Mesmo que um back-end fique sem integridade, o balanceador de carga distribui algumas novas conexões para back-ends em outras zonas.

• Para que a afinidade zonal seja aplicada ao configurar uma taxa de transbordamento de 0.8, é necessário que o seguinte seja verdadeiro:

  • O conjunto de back-ends qualificados precisa ser composto por todos os back-ends íntegros.
  • O número de back-ends íntegros qualificados na zona do cliente dividido pelo número de back-ends configurados na zona do cliente precisa ser de pelo menos 0.8.

  Uma proporção de transbordamento de 0.8 indica que pelo menos 80% dos back-ends qualificados na zona do cliente precisam estar íntegros para que todas as novas conexões sejam distribuídas apenas para back-ends na zona do cliente. Se menos de 80% dos back-ends na zona do cliente estiverem íntegros, o balanceador de carga distribuirá algumas novas conexões para back-ends em outras zonas.

• Para que a afinidade zonal seja aplicada ao configurar uma taxa de transbordamento de 0.0, é necessário que o seguinte seja verdadeiro:

  • O conjunto de back-ends qualificados precisa ser composto por todos os back-ends íntegros.
  • Pelo menos um back-end qualificado e íntegro precisa existir na zona do cliente.

  Uma proporção de transbordamento de 0.0 significa que, desde que haja pelo menos um back-end íntegro na zona do cliente, todas as novas conexões serão distribuídas para back-ends na zona do cliente. Se a proporção de transbordamento for 0.0 e não houver um back-end íntegro na zona do cliente, o balanceador de carga distribuirá todas as novas conexões para back-ends íntegros em zonas diferentes da do cliente.

O diagrama a seguir mostra uma proporção de transbordamento de 0.8:

• As zonas 1 e 2 contêm cinco back-ends configurados cada uma.

• O conjunto original de back-ends qualificados consiste em oito dos dez back-ends configurados:

  • Todos os cinco back-ends configurados na zona 1 estão íntegros.

  • Três back-ends configurados na zona 2 estão íntegros.

Para um cliente compatível na zona 1:

• Uma correspondência zonal ocorre porque existe pelo menos um back-end configurado na zona 1.

• A proporção de back-ends qualificados íntegros na zona 1 para todos os back-ends configurados na zona 1 é 5/5 = 1.0.

• Para o cliente compatível na zona 1: como a proporção calculada de 1.0 é maior que a proporção de transbordamento de 0.8, o balanceador de carga refina o conjunto de back-ends qualificados descartando todos os back-ends qualificados que não estão na zona 1. Como resultado, novas conexões do cliente compatível na zona 1 são distribuídas exclusivamente entre os cinco back-ends íntegros qualificados na zona 1.

Para um cliente compatível na zona 2:

• Uma correspondência zonal ocorre porque existe pelo menos um back-end configurado na zona 2.

• A proporção de back-ends íntegros qualificados na zona 2 para todos os back-ends configurados na zona 2 é 3/5 = 0.6.

• Para o cliente compatível na zona 2: como a proporção calculada de 0.6 não é maior ou igual à proporção de transbordamento de 0.8, o balanceador de carga não faz mudanças no conjunto de back-ends qualificados. Como consequência, novas conexões do cliente compatível na zona 2 são distribuídas entre o conjunto original de oito back-ends íntegros qualificados (cinco na zona 1 e três na zona 2).

A seguir

• Para configurar o Cloud Monitoring para balanceadores de carga de rede de passagem interna, consulte Geração de registros e monitoramento do balanceador de carga de rede interno.
• Para resolver problemas com o balanceador de carga de rede de passagem interna, consulte esta página.