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Übersicht

In diesem praxisorientierten Lab lernen Sie, wie Sie einen Layer-7-Application-Load-Balancer (L7) auf Compute Engine-VMs einrichten. L7-Load-Balancer können HTTP(S)-Protokolle verstehen und so Routingentscheidungen anhand von Parametern wie URL, Headern, Cookies und dem Inhalt der Anfrage treffen. Dadurch wird die Anwendungsleistung und ‑reaktionsfähigkeit verbessert.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten für Load Balancing in Google Cloud. In diesem Lab wird die Einrichtung der folgenden Load Balancer beschrieben:

• Application Load Balancer

Wir empfehlen, die Befehle selbst einzugeben, damit Sie die wichtigsten Konzepte schneller erlernen. In vielen Labs gibt es einen Codeblock, der die erforderlichen Befehle enthält. Sie können die Befehle einfach aus dem Codeblock herauskopieren und im Verlauf des Labs an den entsprechenden Stellen einfügen.

Lernziele

Aufgaben in diesem Lab:

• Standardregion und ‑zone für Ihre Ressourcen konfigurieren
• Application Load Balancer erstellen
• Traffic zu Ihren Instanzen testen

Einrichtung und Anforderungen

Vor dem Klick auf „Start Lab“ (Lab starten)

Lesen Sie diese Anleitung. Labs sind zeitlich begrenzt und können nicht pausiert werden. Der Timer beginnt zu laufen, wenn Sie auf Lab starten klicken, und zeigt Ihnen, wie lange Google Cloud-Ressourcen für das Lab verfügbar sind.

In diesem praxisorientierten Lab können Sie die Lab-Aktivitäten in einer echten Cloud-Umgebung durchführen – nicht in einer Simulations- oder Demo-Umgebung. Dazu erhalten Sie neue, temporäre Anmeldedaten, mit denen Sie für die Dauer des Labs auf Google Cloud zugreifen können.

Für dieses Lab benötigen Sie Folgendes:

• Einen Standardbrowser (empfohlen wird Chrome)

Hinweis: Nutzen Sie den privaten oder Inkognitomodus (empfohlen), um dieses Lab durchzuführen. So wird verhindert, dass es zu Konflikten zwischen Ihrem persönlichen Konto und dem Teilnehmerkonto kommt und zusätzliche Gebühren für Ihr persönliches Konto erhoben werden.

• Zeit für die Durchführung des Labs – denken Sie daran, dass Sie ein begonnenes Lab nicht unterbrechen können.

Hinweis: Verwenden Sie für dieses Lab nur das Teilnehmerkonto. Wenn Sie ein anderes Google Cloud-Konto verwenden, fallen dafür möglicherweise Kosten an.

Lab starten und bei der Google Cloud Console anmelden

1. Klicken Sie auf Lab starten. Wenn Sie für das Lab bezahlen müssen, wird ein Dialogfeld geöffnet, in dem Sie Ihre Zahlungsmethode auswählen können. Auf der linken Seite befindet sich der Bereich „Details zum Lab“ mit diesen Informationen:

   • Schaltfläche „Google Cloud Console öffnen“
   • Restzeit
   • Temporäre Anmeldedaten für das Lab
   • Ggf. weitere Informationen für dieses Lab

2. Klicken Sie auf Google Cloud Console öffnen (oder klicken Sie mit der rechten Maustaste und wählen Sie Link in Inkognitofenster öffnen aus, wenn Sie Chrome verwenden).

   Im Lab werden Ressourcen aktiviert. Anschließend wird ein weiterer Tab mit der Seite „Anmelden“ geöffnet.

   Tipp: Ordnen Sie die Tabs nebeneinander in separaten Fenstern an.

   Hinweis: Wird das Dialogfeld Konto auswählen angezeigt, klicken Sie auf Anderes Konto verwenden.

3. Kopieren Sie bei Bedarf den folgenden Nutzernamen und fügen Sie ihn in das Dialogfeld Anmelden ein.

   {{{user_0.username | "Username"}}}

   Sie finden den Nutzernamen auch im Bereich „Details zum Lab“.

4. Klicken Sie auf Weiter.

5. Kopieren Sie das folgende Passwort und fügen Sie es in das Dialogfeld Willkommen ein.

   {{{user_0.password | "Password"}}}

   Sie finden das Passwort auch im Bereich „Details zum Lab“.

6. Klicken Sie auf Weiter.

   Wichtig: Sie müssen die für das Lab bereitgestellten Anmeldedaten verwenden. Nutzen Sie nicht die Anmeldedaten Ihres Google Cloud-Kontos. Hinweis: Wenn Sie Ihr eigenes Google Cloud-Konto für dieses Lab nutzen, können zusätzliche Kosten anfallen.

7. Klicken Sie sich durch die nachfolgenden Seiten:

   • Akzeptieren Sie die Nutzungsbedingungen.
   • Fügen Sie keine Wiederherstellungsoptionen oder Zwei-Faktor-Authentifizierung hinzu (da dies nur ein temporäres Konto ist).
   • Melden Sie sich nicht für kostenlose Testversionen an.

Nach wenigen Augenblicken wird die Google Cloud Console in diesem Tab geöffnet.

Hinweis: Wenn Sie auf Google Cloud-Produkte und ‑Dienste zugreifen möchten, klicken Sie auf das Navigationsmenü oder geben Sie den Namen des Produkts oder Dienstes in das Feld Suchen ein.

Cloud Shell aktivieren

Cloud Shell ist eine virtuelle Maschine, auf der Entwicklertools installiert sind. Sie bietet ein Basisverzeichnis mit 5 GB nichtflüchtigem Speicher und läuft auf Google Cloud. Mit Cloud Shell erhalten Sie Befehlszeilenzugriff auf Ihre Google Cloud-Ressourcen.

1. Klicken Sie oben in der Google Cloud Console auf Cloud Shell aktivieren .

2. Klicken Sie sich durch die folgenden Fenster:

   • Fahren Sie mit dem Informationsfenster zu Cloud Shell fort.
   • Autorisieren Sie Cloud Shell, Ihre Anmeldedaten für Google Cloud API-Aufrufe zu verwenden.

Wenn eine Verbindung besteht, sind Sie bereits authentifiziert und das Projekt ist auf Project_ID, eingestellt. Die Ausgabe enthält eine Zeile, in der die Project_ID für diese Sitzung angegeben ist:

Ihr Cloud-Projekt in dieser Sitzung ist festgelegt als {{{project_0.project_id | "PROJECT_ID"}}}

gcloud ist das Befehlszeilentool für Google Cloud. Das Tool ist in Cloud Shell vorinstalliert und unterstützt die Tab-Vervollständigung.

3. (Optional) Sie können den aktiven Kontonamen mit diesem Befehl auflisten:

gcloud auth list

4. Klicken Sie auf Autorisieren.

Ausgabe:

ACTIVE: * ACCOUNT: {{{user_0.username | "ACCOUNT"}}} Um das aktive Konto festzulegen, führen Sie diesen Befehl aus: $ gcloud config set account `ACCOUNT`

5. (Optional) Sie können die Projekt-ID mit diesem Befehl auflisten:

gcloud config list project

Ausgabe:

[core] project = {{{project_0.project_id | "PROJECT_ID"}}} Hinweis: Die vollständige Dokumentation für gcloud finden Sie in Google Cloud in der Übersicht zur gcloud CLI.

Aufgabe 1: Standardregion und -zone für alle Ressourcen festlegen

1. Legen Sie die Standardregion fest:

   gcloud config set compute/region {{{project_0.default_region | Region}}}

2. Legen Sie in Cloud Shell die Standardzone fest:

   gcloud config set compute/zone {{{project_0.default_zone | Zone}}}

   Weitere Informationen zum Auswählen von Zonen und Regionen finden Sie in der Compute Engine-Dokumentation unter Regionen und Zonen.

Aufgabe 2: Mehrere Webserverinstanzen erstellen

Erstellen Sie in diesem Load-Balancing-Szenario drei Compute Engine-VM-Instanzen und installieren Sie Apache auf den Instanzen. Fügen Sie anschließend eine Firewallregel hinzu, die HTTP-Traffic zu den Instanzen zulässt.

Mit dem bereitgestellten Code wird als Zone festgelegt. Wenn Sie einen Wert für das Feld Tags festlegen, können Sie auf alle diese Instanzen gleichzeitig verweisen, z. B. mit einer Firewallregel. Mit diesen Befehlen wird außerdem Apache auf den Instanzen installiert und jeder Instanz eine eindeutige Startseite zugewiesen.

1. Erstellen Sie mit dem folgenden Code die virtuelle Maschine „www1“ in Ihrer Standardzone:

   gcloud compute instances create www1 \ --zone={{{project_0.default_zone | Zone}}} \ --tags=network-lb-tag \ --machine-type=e2-small \ --image-family=debian-11 \ --image-project=debian-cloud \ --metadata=startup-script='#!/bin/bash apt-get update apt-get install apache2 -y service apache2 restart echo "

   Webserver: www1

   " | tee /var/www/html/index.html'

2. Erstellen Sie mit dem folgenden Code die virtuelle Maschine „www2“ in Ihrer Standardzone:

   gcloud compute instances create www2 \ --zone={{{project_0.default_zone | Zone}}} \ --tags=network-lb-tag \ --machine-type=e2-small \ --image-family=debian-11 \ --image-project=debian-cloud \ --metadata=startup-script='#!/bin/bash apt-get update apt-get install apache2 -y service apache2 restart echo "

   Webserver: www2

   " | tee /var/www/html/index.html'

3. Erstellen Sie die virtuelle Maschine „www3“ in Ihrer Standardzone:

   gcloud compute instances create www3 \ --zone={{{project_0.default_zone | Zone}}} \ --tags=network-lb-tag \ --machine-type=e2-small \ --image-family=debian-11 \ --image-project=debian-cloud \ --metadata=startup-script='#!/bin/bash apt-get update apt-get install apache2 -y service apache2 restart echo "

   Webserver: www3

   " | tee /var/www/html/index.html'

4. Erstellen Sie eine Firewallregel, um externen Traffic zu den VM-Instanzen zuzulassen:

   gcloud compute firewall-rules create www-firewall-network-lb \ --target-tags network-lb-tag --allow tcp:80

Jetzt müssen Sie die externen IP-Adressen der Instanzen abrufen und prüfen, ob sie ausgeführt werden.

5. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um die Instanzen aufzulisten. Die IP-Adressen befinden sich in der Spalte EXTERNAL_IP:

   gcloud compute instances list

6. Prüfen Sie mit curl, ob die einzelnen Instanzen ausgeführt werden. Ersetzen Sie dabei [IP_ADDRESS] durch die externe IP-Adresse der jeweiligen VM:

   curl http://[IP_ADDRESS]

   Klicken Sie auf Fortschritt prüfen, um zu prüfen, ob Sie eine Gruppe von Webservern erstellt haben. Mehrere Webserverinstanzen erstellen

Aufgabe 3: Application Load Balancer erstellen

Das Application Load Balancing ist in Google Front End (GFE) implementiert. GFEs sind global verteilt und arbeiten über das globale Netzwerk und die Steuerungsebene von Google zusammen. Sie können die URL-Regeln so konfigurieren, dass einige URLs an eine bestimmte Gruppe von Instanzen und andere an andere Instanzen weitergeleitet werden.

Anfragen werden immer an die Instanzgruppe weitergeleitet, die dem Nutzer am nächsten ist. Allerdings muss die Gruppe dafür genug Kapazität haben und für die Anfrage geeignet sein. Falls die nächstgelegene Gruppe nicht genug Kapazität hat, wird die Anfrage an die nächste Gruppe mit ausreichend Kapazität geschickt.

Wenn Sie einen Load Balancer mit einem Compute Engine-Backend einrichten möchten, müssen sich Ihre VMs in einer Instanzgruppe befinden. Die verwaltete Instanzgruppe stellt VMs bereit, auf denen die Backend-Server eines externen Application Load Balancers ausgeführt werden. In diesem Lab stellen die Backend-Server ihre eigenen Hostnamen bereit.

1. Erstellen Sie zuerst die Load-Balancer-Vorlage:

   gcloud compute instance-templates create lb-backend-template \ --region={{{project_0.default_region | Region}}} \ --network=default \ --subnet=default \ --tags=allow-health-check \ --machine-type=e2-medium \ --image-family=debian-11 \ --image-project=debian-cloud \ --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)" echo "Page served from: $vm_hostname" | \ tee /var/www/html/index.html systemctl restart apache2'

   Mit verwalteten Instanzgruppen (Managed Instance Groups, MIGs) können Sie Anwendungen auf mehreren identischen VMs ausführen. Sie können Ihre Arbeitslasten skalierbar und hochverfügbar machen, indem Sie automatisierte MIG-Dienste nutzen, darunter Autoscaling, automatische Reparatur, regionale Bereitstellung (in mehreren Zonen) und automatische Aktualisierung.

2. Erstellen Sie anhand der Vorlage eine verwaltete Instanzgruppe:

   gcloud compute instance-groups managed create lb-backend-group \ --template=lb-backend-template --size=2 --zone={{{project_0.default_zone | Zone}}}

3. Erstellen Sie die Firewallregel fw-allow-health-check.

   gcloud compute firewall-rules create fw-allow-health-check \ --network=default \ --action=allow \ --direction=ingress \ --source-ranges=130.211.0.0/22,35.191.0.0/16 \ --target-tags=allow-health-check \ --rules=tcp:80 Hinweis: Die Regel für eingehenden Traffic lässt Traffic von der Systemdiagnose von Google Cloud (130.211.0.0/22 und 35.191.0.0/16) zu. In diesem Lab werden die VMs anhand des Ziel-Tags allow-health-check identifiziert.

4. Nachdem die Instanzen nun ausgeführt werden, richten Sie eine globale statische externe IP-Adresse ein, über die Ihre Kunden den Load Balancer erreichen:

   gcloud compute addresses create lb-ipv4-1 \ --ip-version=IPV4 \ --global

   Diese IPv4-Adresse war reserviert:

   gcloud compute addresses describe lb-ipv4-1 \ --format="get(address)" \ --global Hinweis: Speichern Sie diese IP-Adresse, da Sie sie später in diesem Lab noch benötigen.

5. Erstellen Sie eine Systemdiagnose für den Load Balancer, damit Traffic nur an fehlerfreie Backends gesendet wird:

   gcloud compute health-checks create http http-basic-check \ --port 80

6. Erstellen Sie einen Backend-Dienst:

   gcloud compute backend-services create web-backend-service \ --protocol=HTTP \ --port-name=http \ --health-checks=http-basic-check \ --global

7. Fügen Sie Ihre Instanzgruppe als Backend zum Backend-Dienst hinzu:

   gcloud compute backend-services add-backend web-backend-service \ --instance-group=lb-backend-group \ --instance-group-zone={{{project_0.default_zone | Zone}}} \ --global

8. Erstellen Sie eine URL-Zuordnung, um die eingehenden Anfragen an den Standard-Backend-Dienst weiterzuleiten:

   gcloud compute url-maps create web-map-http \ --default-service web-backend-service Hinweis: Eine URL-Zuordnung ist eine Google Cloud-Konfigurationsressource, die dazu dient, Anfragen an Backend-Dienste oder Backend-Buckets weiterzuleiten. Bei einem Application Load Balancer können Sie beispielsweise eine einzelne URL-Zuordnung verwenden, um Anfragen anhand der in der URL-Zuordnung konfigurierten Regeln an verschiedene Ziele weiterzuleiten:
   • Anfragen für https://beispiel.de/video werden an einen Backend-Dienst gesendet.
   • Anfragen für https://beispiel.de/audio werden an einen anderen Backend-Dienst gesendet.
   • Anfragen für https://beispiel.de/bilder werden an einen Cloud Storage-Backend-Bucket gesendet.
   • Anfragen für andere Host‑ und Pfadkombinationen werden an einen Standard-Backend-Dienst gesendet.

9. Erstellen Sie einen Ziel-HTTP-Proxy, um Anfragen an Ihre URL-Zuordnung weiterzuleiten:

   gcloud compute target-http-proxies create http-lb-proxy \ --url-map web-map-http

10. Erstellen Sie eine globale Weiterleitungsregel, um eingehende Anfragen an den Proxy weiterzuleiten:

    gcloud compute forwarding-rules create http-content-rule \ --address=lb-ipv4-1\ --global \ --target-http-proxy=http-lb-proxy \ --ports=80

Hinweis: Eine Weiterleitungsregel und ihre zugehörige IP-Adresse stellen die Frontend-Konfiguration eines Google Cloud Load Balancers dar. Allgemeine Informationen zu Weiterleitungsregeln finden Sie unter Weiterleitungsregeln – Übersicht.

Klicken Sie auf Fortschritt prüfen, um zu sehen, ob ein L7 Application Load Balancer erstellt wurde. Application Load Balancer erstellen

Aufgabe 4: An Ihre Instanzen gesendeten Traffic testen

1. Geben Sie in der Google Cloud Console Load Balancing in das Suchfeld ein und wählen Sie dann in den Suchergebnissen Load Balancing aus.

2. Klicken Sie auf den gerade erstellten Load Balancer (web-map-http).

3. Klicken Sie im Abschnitt Backend auf den Namen des Backends und prüfen Sie, ob die VMs den Status Fehlerfrei haben. Falls sie nicht fehlerfrei sind, warten Sie einen Augenblick und laden Sie die Seite anschließend neu.

4. Sobald die VMs den gewünschten Status haben, testen Sie den Load Balancer mit einem Browser. Rufen Sie dazu die Adresse http://IP_ADDRESS/ auf. Ersetzen Sie dabei IP_ADDRESS durch die IP-Adresse des Load Balancers, die Sie zuvor kopiert haben.

Hinweis: Das kann bis zu fünf Minuten dauern. Wird keine Verbindung hergestellt, warten Sie eine Minute und laden Sie den Browser dann neu.

Ihr Browser sollte eine Seite mit Inhalt rendern, der den Namen der Instanz, die die Seite bereitstellt, und deren Zone enthält (z. B. Page served from: lb-backend-group-xxxx).

Klicken Sie auf Fortschritt prüfen, um den an Ihre Instanzen gesendeten Traffic zu testen. Load Balancer mit einem Webbrowser testen

Das wars! Sie haben das Lab erfolgreich abgeschlossen.

In diesem Lab haben Sie einen Application Load Balancer erstellt und mithilfe von Instanzvorlagen und verwalteten Instanzgruppen Traffic an Webserverinstanzen gesendet.

Weitere Informationen

Weiterführende Load-Balancer-Dokumentation:

• Einen klassischen Application Load Balancer mit einem Backend einer verwalteten Instanzgruppe (Managed Instance Group, MIG) einrichten.
• Übersicht über externen Application Load Balancer

Google Cloud bietet Mechanismen zur Systemdiagnose, um herauszufinden, ob Backend-Instanzen ordnungsgemäß auf Traffic reagieren.

• Systemdiagnosen verwenden

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Anleitung zuletzt am 18. Juli 2025 aktualisiert

Lab zuletzt am 18. Juli 2025 getestet

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