本文說明如何使用混合通訊協定的外部或內部 LoadBalancer 服務，同時處理 TCP 和 UDP 流量，藉此公開在 Google Kubernetes Engine (GKE) 叢集中執行的應用程式。
如要進一步瞭解 L4 負載平衡器，請參閱「關於 LoadBalancer 服務」。
總覽
如要公開使用 TCP 和 UDP 通訊協定的應用程式，可以透過兩個獨立的 GKE LoadBalancer 服務，手動協調共用 IP 位址。不過，這種做法效率不彰，因為您必須為單一應用程式管理多項服務，而且可能會導致設定錯誤或 IP 位址配額用盡等問題。
混合通訊協定 LoadBalancer 服務可讓您使用單一服務，同時管理 TCP 和 UDP 的流量。使用單一服務可簡化設定，因為您可以使用單一 IP 位址，以及兩項通訊協定的合併轉送規則集。這項功能支援區域性外部直通式網路負載平衡器和內部直通式網路負載平衡器。
GKE 支援混合通訊協定服務，包括 IPv4、IPv6 和雙重堆疊設定。混合通訊協定服務會使用第 3 層 (L3) 轉送規則。根據設計，這些規則會將所有抵達負載平衡器虛擬 IP (VIP) 位址的流量，直接轉送至叢集節點。
為維護安全性，GKE 會自動建立及管理優先順序為 999 的防火牆規則，只允許服務資訊清單中定義的特定 TCP 和 UDP 流量。所有其他導向負載平衡器 VIP 位址的未授權流量，都會遭到 GKE 管理的防火牆規則封鎖 (優先順序為 1000)。如果您建立優先順序較高的防火牆規則，請確保規則不會不小心允許未經授權��流量傳送至節點。詳情請參閱「GKE 服務防火牆規則」。
事前準備
開始之前，請務必先完成下列工作：
- 啟用 Google Kubernetes Engine API。 啟用 Google Kubernetes Engine API
- 如要使用 Google Cloud CLI 執行這項工作，請安裝並初始化 gcloud CLI。如果您先前已安裝 gcloud CLI，請執行
gcloud components update指令，取得最新版本。較舊的 gcloud CLI 版本可能不支援執行本文件中的指令。
- 請確認您有現有的 Autopilot 或 Standard 叢集。如要建立新叢集，請參閱「建立 Autopilot 叢集」。
需求條件
如要建立使用混合通訊協定的 LoadBalancer 服務，叢集必須符合下列條件：
- GKE 1.36.2-gke.1498000 以上版本正式支援混合通訊協定負載平衡。正式發布版本支援外部和內部負載平衡器，以及 IPv4、IPv6 和雙重堆疊設定。
- 在 1.34.1-gke.2190000 到 1.36.2-gke.1498000 版本中，混合通訊協定負載平衡僅支援使用 IPv4 位址的外部負載平衡器。
- 叢集必須啟用
HttpLoadBalancing外掛程式。 - 如果是內部負載平衡器，叢集必須啟用 GKE 子設定。
- 如果是新的內部 LoadBalancer 服務，請在 Service 資訊清單中，將
spec.loadBalancerClass欄位的值設為networking.gke.io/l4-regional-internal。如果是現有的內部服務，資訊清單中已有networking.gke.io/load-balancer-type: "Internal"註解，您可以保留註解。 - 如果是新的外部 LoadBalancer 服務，請確認負載平衡器是後端服務型區域外部直通式網路負載平衡器。在 GKE 1.37 以上版本中，這項設定為預設值。在舊版中，請在服務資訊清單中將
spec.loadBalancerClass欄位設為networking.gke.io/l4-regional-external。如果是現有的外部服務，資訊清單中已有cloud.google.com/l4-rbs: "enabled"註解，您可以保留註解。
限制
- 在 1.34.1-gke.2190000 到 1.36.2-gke.1498000 版本中，混合通訊協定負載平衡器僅支援 IPv4 位址。
- 具有
gke.networking.io/l4-ilb-v1或gke.networking.io/l4-netlb-v1終止程式的現有服務無法用於混合通訊協定負載平衡。如要在這些服務上使用混合通訊協定，請務必按照上述規定刪除並重新建立服務。 - 更新服務上的通訊埠可能會導致所有透過負載平衡器路由傳送的流量短暫中斷。
- 您無法將 Private Service Connect 附加至混合通訊協定的服務。
定價
Google Cloud 會針對任何外部 IP 位址和傳送的資料，按轉送規則向您收費。下表說明特定設定使用的轉送規則和外部 IP 位址數量。詳情請參閱「虛擬私有雲網路定價」。
| 類型 | 傳輸層 | 網際網路層 | 轉送規則數量 | 外部 IP 位址數量 |
|---|---|---|---|---|
| 內部 | 單一或混合 (TCP、UDP 或兩者) | IPv4 | 1 | 0 |
| IPv6 | 1 | 0 | ||
| IPv4 和 IPv6 (雙重堆疊) | 2 | 0 | ||
| 外部 | 單一或混合 (TCP、UDP 或兩者) | IPv4 | 1 | 1 |
| IPv6 | 1 | 1 | ||
| IPv4 和 IPv6 (雙重堆疊) | 2 | 2 |
部署工作負載
本節說明如何部署同時監聽 TCP 和 UDP 連接埠的範例工作負載。請注意，無論您使用混合通訊協定的 LoadBalancer 服務，還是兩個獨立的單一通訊協定 LoadBalancer 服務，Deployment 設定都相同。
下列資訊清單適用於範例應用程式，該應用程式會監聽通訊埠 8080 的 TCP 和 UDP 流量。將下列資訊清單儲存為
mixed-app-deployment.yaml：apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: mixed-app-deployment spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: mixed-app template: metadata: labels: app: mixed-app spec: containers: - image: gcr.io/kubernetes-e2e-test-images/agnhost:2.6 name: agnhost args: ["serve-hostname", "--port=8080", "--tcp=true", "--udp=true", "--http=false"] ports: - name: tcp8080 protocol: TCP containerPort: 8080 - name: udp8080 protocol: UDP containerPort: 8080將資訊清單套用至叢集：
kubectl apply -f mixed-app-deployment.yaml
建立混合通訊協定負載平衡器
建立 LoadBalancer 類型的服務，將部署項目同時公開給 TCP 和 UDP 流量。您可以建立外部或內部負載平衡器。
如要建立外部負載平衡器，請將下列資訊清單儲存為
mixed-protocol-lb.yaml：apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: mixed-protocol-external-lb spec: loadBalancerClass: "networking.gke.io/l4-regional-external" type: LoadBalancer selector: app: mixed-app ports: - name: tcp-port protocol: TCP port: 8080 - name: udp-port protocol: UDP port: 8080如要建立內部負載平衡器，請將
spec.loadBalancerClass欄位的值設為networking.gke.io/l4-regional-internal。上述 Service 有兩個通訊埠，一個用於 TCP，另一個用於 UDP，兩者皆位於通訊埠 8080。
將資訊清單套用至叢集：
kubectl apply --server-side -f mixed-protocol-lb.yaml
驗證混合通訊協定負載平衡器
建立 Service 後，請確認 GKE 是否已成功建立負載平衡器。
檢查服務：
kubectl describe service SERVICE_NAME將
SERVICE_NAME替換為服務名稱 (例如mixed-protocol-lb)。輸出內容會顯示負載平衡器的 IP 位址和轉送規則。確認輸出內容中的下列詳細資料：
- 系統會自動填入
status.loadBalancer.ingress.ip欄位。 - 如果是 1.34.1-gke.2190000 到 1.36.2-gke.1498000 版本的叢集，請確認外部負載平衡器有下列註解：
service.kubernetes.io/tcp-forwarding-ruleservice.kubernetes.io/udp-forwarding-rule
- 如果是透過 1.36.2-gke.1498000 以上版本建立的叢集，請根據設定，確認負載平衡器是否包含下列註解：
- IPv4：
service.kubernetes.io/l3-forwarding-rule - IPv6：
service.kubernetes.io/l3-forwarding-rule-ipv6 - 雙重堆疊：兩種註解。
- IPv4：
- 「
Events」部分不含任何錯誤訊息。
- 系統會自動填入
更新混合通訊協定負載平衡器
如要更新混合通訊協定負載平衡器上的通訊埠，請編輯 Service 資訊清單。如要編輯服務，請執行下列指令：
kubectl edit service SERVICE_NAME
將 SERVICE_NAME 替換為您的服務名稱。
更新通訊埠
如要更新混合通訊協定負載平衡器上的通訊埠，請修改 Service 資訊清單的 ports 區段。您可以新增、移除或修改連接埠。
以下範例會新增用於串流的 UDP 通訊埠，以及用於遊戲伺服器中繼資料的 TCP 通訊埠：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: mixed-protocol-lb
spec:
loadBalancerClass: "networking.gke.io/l4-regional-external" # for internal LB, use: "networking.gke.io/l4-regional-internal"
type: LoadBalancer
selector:
app: mixed-app
ports:
- name: tcp-port
protocol: TCP
port: 8080
- name: streaming
protocol: UDP
port: 10100
- name: gameserver-metadata
protocol: TCP
port: 10400
- name: https
protocol: TCP
port: 443
將單一通訊協定負載平衡器更新為混合通訊協定
如要將單一通訊協定負載平衡器變更為混合通訊協定負載平衡器，請編輯服務，加入 TCP 和 UDP 通訊協定的連接埠。
以下範例會為現有的純 TCP 負載平衡器新增 DNS 的 UDP 連接埠：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: already-existing-single-protocol-lb
spec:
loadBalancerClass: "networking.gke.io/l4-regional-external" # for internal LB, use: "networking.gke.io/l4-regional-internal"
type: LoadBalancer
selector:
app: mixed-app
ports:
- name: http
protocol: TCP
port: 80
- name: https
protocol: TCP
port: 443
- name: dns
protocol: UDP
port: 53
將混合通訊協定負載平衡器更新為單一通訊協定
如要將混合通訊協定負載平衡器變更為單一通訊協定負載平衡器，請移除其中一個通訊協定的所有通訊埠。
以下範例會移除 DNS 的 UDP 連接埠，將負載平衡器轉換為僅限 TCP：
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: already-existing-mixed-protocol-lb
spec:
loadBalancerClass: "networking.gke.io/l4-regional-external" # for internal LB, use: "networking.gke.io/l4-regional-internal"
type: LoadBalancer
selector:
app: mixed-app
ports:
- name: http
protocol: TCP
port: 80
- name: https
protocol: TCP
port: 443
刪除混合通訊協定 LoadBalancer
如要刪除混合通訊協定 LoadBalancer 服務，請執行下列指令：
kubectl delete service SERVICE_NAME
將 SERVICE_NAME 替換為服務名稱 (例如 mixed-protocol-external-lb)。
GKE 會自動移除為 Service 建立的所有負載平衡器資源。
疑難排解
本節說明如何解決混合通訊協定 LoadBalancer 服務的常見問題。
檢查錯誤事件
疑難排解的第一步是檢查與服務相關聯的事件。
取得服務詳細資料：
kubectl describe service SERVICE_NAME將
SERVICE_NAME替換為您的服務名稱。查看輸出內容結尾的
Events區段，瞭解是否有任何錯誤訊息。
錯誤：LoadBalancer 不支援混合通訊協定
如果您使用 cloud.google.com/l4-rbs: "enabled"
註解建立服務，在建立混合通訊協定負載平衡器後，您可能會看到來自原始服務控制器的警告事件：mixed-protocol is not
supported for LoadBalancer。
您可以放心忽略這則訊息，因為支援混合通訊協定的新控制器會正確佈建負載平衡器。
更新後缺少連接埠定義
症狀：
如果您更新的 Service 同時使用 TCP 和 UDP 的相同通訊埠 (例如通訊埠 8080)，更新後的 Service 會缺少其中一個通訊埠定義。
原因：
這是 Kubernetes 的已知問題。在同一個通訊埠上更新具有多個通訊協定的服務時，用戶端修補程式計算可能會錯誤合併通訊埠清單，導致其中一個通訊埠定義遭到移除。使用用戶端修補程式的用戶端會受到這項問題影響，例如 kubectl apply 和 Go 用戶端 (含合併修補程式)。
解決方法：
這個問題的解決方法取決於用戶端。
kubectl：使用
--server-side旗標搭配kubectl apply：kubectl apply --server-side -f YOUR_SERVICE_MANIFEST.yaml將
YOUR_SERVICE_MANIFEST替換為服務資訊清單的名稱。Go 用戶端：請勿使用合併修補程式。請改用更新呼叫來取代服務。這需要使用 HTTP
PUT要求，並提供完整的 Service 物件規格。
後續步驟
- 進一步瞭解如何使用服務公開應用程式。
- 請參閱負載平衡器服務。