Google Cloud 的 Load Balancing 服務是在雲端應用程序和服務中實現高可用性（HA）、全球流量分發和自動擴展的核心組件之一。我們將深入瞭解 Cloud Load Balancing 的各種功能以及不同的協議和層級。

Google Cloud 的 Load Balancing 服務是一種全球性的流量分發服務，可將流量有效地分佈到單一區域（single region）或多個區域（multi regions）。以下是一些關鍵功能：

• 健康檢查（Health Check）：Load Balancing 使用健康檢查來確保後端服務的可用性。如果偵測到失敗，它將自動將流量重新路由到可用的 instance，實現故障恢復。
• 自動擴展（Auto Scaling）：根據負載需求，Load Balancing可以自動調整後端 instance 的數量，以確保應用程序具有足夠的計算資源。
• 全球性流量分發（Global Load Balancing）：使用單一的任播IP地址（anycast IP），Load Balancing實現全球性的流量分發，確保用戶可以訪問最近的服務點。

這些功能帶來了高可用性、自動擴展性和可恢復性等多重好處。

HTTP vs HTTPS vs TCP vs TLS vs UDP：了解協議和層級

在討論Load Balancing時，我們需要考慮不同的協議和層級，這些層級包括：

• 應用層（Application Layer）（第7層）：處理應用程序數據，例如 HTTP、HTTPS 和 SMTP 等協議。
• 傳輸層（Transport Layer）（第4層）：負責確保數據的正確傳遞，包括 TCP、TLS 和 UDP 等協議。
• 網絡層（Network Layer）（第3層）：處理數據包的路由，使用 IP 協議。

不同的應用程序和服務使用不同的協議和層級進行通信。通常，大多數應用程序位於應用層，例如Web 應用程序、電子郵件伺服器和文件傳輸（FTP）。這些應用程序通常使用 TCP 或 TLS 協議。

然而，有些應用程序為了實現更高的性能，可能會直接在傳輸層使用協議，例如遊戲應用程序和實時流媒體，這些應用程序通常使用 UDP 協議。

建立Load Balancer

在 Google Cloud 中，建立 Load Balancer 是一個相對簡單的過程，您可以根據您的需求選擇不同的Load Balancer類型：

• UDP Load Balancer（UDP LB）：適用於單一區域，可選擇是否公網可訪問。
• TCP Load Balancer（TCP LB）：可選擇一個或多個區域，同樣也可以選擇是否公網可訪問。
• HTTP Load Balancer（HTTP LB）：同樣支援多個區域，並具有 HTTP 流量管理功能。您可以配置不同的後端、主機和路徑規則，以實現高度定制化的流量控制。

在建立Load Balancer時，您需要考慮以下要素：

• 後端（Backend）：指定將流量路由到的後端實例，可以選擇使用現有的 Managed Instance Groups 或即時創建。
• 主機和路徑規則（Host and Path Rules）：定義如何將流量導向後端，包括路徑、主機、HTTP標頭和方法等規則。
• 前端（Frontend）：配置 Load Balancer 的核心設置，包括 IP 地址、協議和監聽端口。

Proxy vs Passthrough

在建立 Load Balancer 時，您可以選擇使用 Proxy 模式或 Passthrough 模式：

• Proxy：Load Balancer 作為代理處理客戶端和後端之間的通信。建議在客戶端到 Load Balancer之間使用 HTTPS，並在 Load Balancer 到 VM 之間使用 HTTP。
• Passthrough：簡單來說，直通式負載均衡器將流量直接轉發給後端虛擬機，不會修改流量內容，並且處理連接的終止是在後端虛擬機上完成的。這種方式有助於提高性能和效率。

Google Cloud 的 Load Balancing 服務是實現全球流量分發、高可用性和自動擴展的強大工具。它支援不同的協議和層級，並允許您根據應用程序需求自定義流量控制。無論您的應用程序是Web應用程序、遊戲應用程序還是其他類型的服務，Load Balancing 都能提供可靠的流量管理和服務可用性。

Reference

https://cloud.google.com/load-balancing/docs/load-balancing-overview