Muito obrigado, @riking! Sim, parece ser o balanceador de carga o meu problema. Acho que o ingress está OK (e agora tenho uma ideia de que há uma diferença). Mudei para a configuração que você mostrou e estou obtendo os mesmos resultados que com uma configuração um pouco mais complicada. Acredito que o próximo passo seria entender o tcpdump e ver o que há nesses cabeçalhos. . .
EDIT: Parece que deveria funcionar. Veja o que eu vejo:
GET /thisisatest HTTP/1.1
User-Agent: Wget/1.19.4 (linux-gnu)
Accept: */*
Accept-Encoding: identity
Host: community.example.com
X-Cloud-Trace-Context: 72c9f7219e6b541cad01153c52fb92c5/13509441707361831434
Via: 1.1 google
X-Forwarded-For: MEU-IP, IP-INGRESS
X-Forwarded-Proto: http
Connection: Keep-Alive
Tenho um set_real_ip_from com o IP do ingress (e os números de IP estão sendo registrados corretamente).