GCP 云负载均衡简介 | AI生成和翻译
Question: Google Cloud Platform (GCP) 中的 Cloud Load Balancing 是什么？
Answer:
Google Cloud Platform (GCP) 中的 Cloud Load Balancing 是一种全托管、分布式、软件定义的 Load Balancing 服务。它将传入流量分配到多个 Backend 实例（例如 Compute Engine VM、Google Kubernetes Engine 集群、Cloud Run 服务或 VM Instance Groups），以确保高可用性、Scalability 和性能。
核心特性
- 完全分布式：使用 Google 的全球 Anycast IP 基础设施——同一个 Frontend IP 可以从全球多个 PoP 点发布。
- 无需 Pre-warming：它可以随流量自动扩展。
- 集成 Health Checking：自动移除状态异常的 Backend。
- 零停机配置更改：在大多数情况下生效。
- Premium Tier（全球，使用 Google 骨干网）与 Standard Tier（区域级，成本较低，但在某些路径上使用公共互联网）。
主要 Load Balancers 类型
Google Cloud 提供多种 Load Balancer 类型。两大主要类别是：
- Application Load Balancers (Layer 7 – 内容感知)
- 理解 HTTP/HTTPS/gRPC/HTTP/2/QUIC 协议
- 支持 URL maps、基于 Host/Path 的路由、Traffic splitting、基于 Header 的路由等。
- 子类型：
- External Application Load Balancer (全球) → 面向互联网的 Web/App 的经典选择
- Internal Application Load Balancer (区域) → 用于 VPC 内部的私有流量
- Cross-region Internal Application Load Balancer (更新的，多区域内部 HTTP(S))
- Network Load Balancers (Layer 4 – 基于协议/端口)
- 以极少的检查透传流量
- 子类型：
- External passthrough Network Load Balancer (区域) → TCP/UDP/SSL Proxy
- Internal passthrough Network Load Balancer (区域) → VPC 内部的 TCP/UDP
- TCP/SSL Proxy Load Balancer (全球) → 终止 SSL，保留 Client IP
快速对比表
| Load Balancer 类型 | 范围 | 层级 | 协议 | 典型用例 | 保留 Client IP |
|---|---|---|---|---|---|
| External Application | Global | L7 | HTTP(S), HTTP/2, gRPC, QUIC | 公共网站, APIs | 是 (通过 XFF) |
| Internal Application | Regional | L7 | HTTP(S) | 内部微服务 | 是 |
| TCP/SSL Proxy | Global | L4 | TCP, SSL | 非 HTTP 的全球 TCP/SSL 服务 | 是 |
| External Passthrough Network | Regional | L4 | TCP, UDP | 游戏, VoIP, 传统协议 | 是 (直接) |
| Internal Passthrough Network | Regional | L4 | TCP, UDP | 内部 TCP/UDP 流量 | 是 (直接) |
核心组件
- Frontend — IP 地址 + 端口 + 协议（入口点）
- Backend service — 定义流量如何路由到 Backend + Health checks + Session affinity
- Backend — Instance groups, NEGs (Network Endpoint Groups), Cloud Run 等
- URL map (仅限 L7) — Host/Path 路由规则
- Health checks — 确定 Backend 是否健康
- Autoscaling — 与 MIGs (Managed Instance Groups) 无缝协作
常见用例
- 将全球用户流量分配到最近的健康实例（低延迟）
- 通过流量拆分进行蓝绿部署和金丝雀发布
- 在 VPC 内安全地暴露内部服务
- 处理突发流量高峰（黑五、产品发布）
- 通过全球外部 Load Balancing 支持混合云/多云设置
Cloud Load Balancing 是主流云提供商中功能最强大且对开发者最友好的 Load Balancing 产品之一，尤其适用于全球化应用。
参考资料：
- Cloud Load Balancing overview
- Choose a load balancer
- Load balancer feature comparison
- Cloud Load Balancing product page