Interfaz de Private Service Connect

1. Introducción

Una interfaz de Private Service Connect es un recurso que permite que una red de nube privada virtual (VPC) de productor inicie conexiones a varios destinos en una red de VPC de consumidor. Las redes de productores y consumidores pueden estar en diferentes proyectos y organizaciones.

Si un adjunto de red acepta una conexión desde una interfaz de Private Service Connect, Google Cloud asigna a la interfaz una dirección IP de una subred de consumidor que especifica el adjunto de red. Las redes del consumidor y del productor están conectadas y pueden comunicarse mediante direcciones IP internas.

Una conexión entre un adjunto de red y una interfaz de Private Service Connect es similar a la conexión entre un extremo de Private Service Connect y un adjunto de servicio, pero tiene dos diferencias clave:

• Un adjunto de red permite que una red de productor inicie conexiones a una red de consumidor (salida de servicio administrado), mientras que un extremo permite que una red de consumidor inicie conexiones a una red de productor (entrada de servicio administrado).
• Una conexión de la interfaz de Private Service Connect es transitiva. Esto significa que una red del productor puede comunicarse con otras redes que están conectadas a la red del consumidor.

Qué compilarás

En este instructivo, crearás una arquitectura integral de la interfaz de Private Service Connect (PSC) que utilice reglas de firewall de Cloud para permitir y denegar la conectividad del productor al procesamiento del consumidor, como se ilustra en la Figura 1.

Figura 1

Crearás un solo psc-network-attachment en la VPC del consumidor, lo que generará los siguientes casos de uso:

1. Crea una regla de firewall de Cloud para permitir el acceso de bear a lion
2. Crea una regla de firewall de Cloud para denegar el acceso de bear a tiger
3. Crea una regla de firewall de Cloud para permitir el acceso de cosmo a bear

Nota: El instructivo ofrece pasos de configuración y validación basados en la topología ilustrada. Modifica el procedimiento según sea necesario para cumplir con los requisitos de tu organización.

Qué aprenderás

• Cómo crear un archivo adjunto de red
• Cómo un productor puede usar un adjunto de red para crear una interfaz de PSC
• Cómo establecer la comunicación del productor al consumidor
• Cómo permitir el acceso de la VM de productor (oso) a la VM de consumidor (león)
• Cómo bloquear el acceso de la VM de productor (oso) a la VM de consumidor (tigre)
• Cómo permitir el acceso desde la VM de consumidor (cosmo) a la VM de productor (bear)

Requisitos

• Proyecto de Google Cloud
• Permisos de IAM
• Administrador de red de Compute (roles/compute.networkAdmin)
• Administrador de instancias de Compute (roles/compute.instanceAdmin)
• Administrador de seguridad de Compute (roles/compute.securityAdmin)

2. Antes de comenzar

Actualiza el proyecto para admitir el instructivo

En este instructivo, se usan $variables para ayudar a implementar la configuración de gcloud en Cloud Shell.

En Cloud Shell, haz lo siguiente:

gcloud config list project
gcloud config set project [YOUR-PROJECT-NAME]
projectid=YOUR-PROJECT-NAME
echo $projectid

3. Configuración del consumidor

Crea la VPC del consumidor

En Cloud Shell, haz lo siguiente:

gcloud compute networks create consumer-vpc --project=$projectid --subnet-mode=custom

Crea las subredes de consumidor

En Cloud Shell, haz lo siguiente:

gcloud compute networks subnets create lion-subnet-1 --project=$projectid --range=192.168.20.0/28 --network=consumer-vpc --region=us-central1

En Cloud Shell, haz lo siguiente:

gcloud compute networks subnets create tiger-subnet-1 --project=$projectid --range=192.168.30.0/28 --network=consumer-vpc --region=us-central1

En Cloud Shell, haz lo siguiente:

gcloud compute networks subnets create cosmo-subnet-1 --project=$projectid --range=192.168.40.0/28 --network=consumer-vpc --region=us-central1

Crea la subred de adjunto de red de Private Service Connect

En Cloud Shell, haz lo siguiente:

gcloud compute networks subnets create intf-subnet --project=$projectid --range=192.168.10.0/28 --network=consumer-vpc --region=us-central1

Configuración de Cloud Router y NAT

En el instructivo, se usa Cloud NAT para la instalación de paquetes de software porque la instancia de VM no tiene una dirección IP pública. Cloud NAT permite que las VMs con direcciones IP privadas accedan a Internet.

En Cloud Shell, crea el router en la nube.

gcloud compute routers create cloud-router-for-nat --network consumer-vpc --region us-central1

En Cloud Shell, crea la puerta de enlace de NAT.

gcloud compute routers nats create cloud-nat-us-central1 --router=cloud-router-for-nat --auto-allocate-nat-external-ips --nat-all-subnet-ip-ranges --region us-central1

4. Habilitar IAP

Para permitir que IAP se conecte a tus instancias de VM, crea una regla de firewall que cumpla con lo siguiente:

• Se aplica a todas las instancias de VM a las que deseas acceder mediante IAP.
• Permite el tráfico de entrada desde el rango de IP 35.235.240.0/20. Este rango contiene todas las direcciones IP que IAP usa para el reenvío de TCP.

En Cloud Shell, crea la regla de firewall de IAP.

gcloud compute firewall-rules create ssh-iap-consumer \
    --network consumer-vpc \
    --allow tcp:22 \
    --source-ranges=35.235.240.0/20

5. Crea instancias de VM de consumidor

En Cloud Shell, crea la instancia de VM de consumidor, lion.

gcloud compute instances create lion \
    --project=$projectid \
    --machine-type=e2-micro \
    --image-family debian-11 \
    --no-address \
    --image-project debian-cloud \
    --zone us-central1-a \
    --subnet=lion-subnet-1 \
    --metadata startup-script="#! /bin/bash
      sudo apt-get update
      sudo apt-get install tcpdump
      sudo apt-get install apache2 -y
      sudo service apache2 restart
      echo 'Welcome to the lion app server !!' | tee /var/www/html/index.html
      EOF"

En Cloud Shell, crea la instancia de VM de consumidor, tiger.

gcloud compute instances create tiger \
    --project=$projectid \
    --machine-type=e2-micro \
    --image-family debian-11 \
    --no-address \
    --image-project debian-cloud \
    --zone us-central1-a \
    --subnet=tiger-subnet-1 \
    --metadata startup-script="#! /bin/bash
      sudo apt-get update
      sudo apt-get install tcpdump
      sudo apt-get install apache2 -y
      sudo service apache2 restart
      echo 'Welcome to the tiger app server !!' | tee /var/www/html/index.html
      EOF"

En Cloud Shell, crea la instancia de VM de consumidor, cosmo.

gcloud compute instances create cosmo \
    --project=$projectid \
    --machine-type=e2-micro \
    --image-family debian-11 \
    --no-address \
    --image-project debian-cloud \
    --zone us-central1-a \
    --subnet=cosmo-subnet-1 \
    --metadata startup-script="#! /bin/bash
      sudo apt-get update
      sudo apt-get install tcpdump
      sudo apt-get install apache2 -y
      sudo service apache2 restart
      echo 'Welcome to the cosmo app server !!' | tee /var/www/html/index.html
      EOF"

Obtén y almacena las direcciones IP de las instancias:

En Cloud Shell, realiza un comando describe en las instancias de VM de lion y tiger.

gcloud compute instances describe lion --zone=us-central1-a | grep  networkIP:

gcloud compute instances describe tiger --zone=us-central1-a | grep  networkIP:

gcloud compute instances describe cosmo --zone=us-central1-a | grep  networkIP:

6. Adjunto de red de Private Service Connect

Los adjuntos de red son recursos regionales que representan el lado del consumidor de una interfaz de Private Service Connect. Debes asociar una sola subred con un adjunto de red y el productor asigna IP a la interfaz de Private Service Connect desde esa subred. La subred debe estar en la misma región que el adjunto de red. Un adjunto de red debe estar en la misma región que el servicio del productor.

Crea el adjunto de red

En Cloud Shell, crea el adjunto de red.

gcloud compute network-attachments create psc-network-attachment \
    --region=us-central1 \
    --connection-preference=ACCEPT_MANUAL \
    --producer-accept-list=$projectid \
    --subnets=intf-subnet

Cómo mostrar una lista de los archivos adjuntos de red

En Cloud Shell, enumera el adjunto de red.

gcloud compute network-attachments list

Describe los archivos adjuntos de red

En Cloud Shell, describe el adjunto de red.

gcloud compute network-attachments describe psc-network-attachment --region=us-central1

Anota el URI psc-network-attachment que usará el productor cuando cree la interfaz de Private Service Connect. Consulta el siguiente ejemplo:

user@cloudshell$ gcloud compute network-attachments describe psc-network-attachment --region=us-central1 
connectionPreference: ACCEPT_MANUAL
creationTimestamp: '2023-06-06T20:57:12.623-07:00'
fingerprint: 4Yq6xAfaRO0=
id: '3235195049527328503'
kind: compute#networkAttachment
name: psc-network-attachment
network: https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/$projectid/global/networks/consumer-vpc
producerAcceptLists:
- $projectid
region: https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/$projectid/regions/us-central1
selfLink: https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/$projectid/regions/us-central1/networkAttachments/psc-network-attachment
subnetworks:
- https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/$projectid/regions/us-central1/subnetworks/intf-subnet

7. Configuración del productor

Crea la red de VPC del productor

En Cloud Shell, haz lo siguiente:

gcloud compute networks create producer-vpc --project=$projectid --subnet-mode=custom

Crea las subredes de productor

En Cloud Shell, crea la subred que se usa para la vNIC0 de la interfaz psc.

gcloud compute networks subnets create prod-subnet --project=$projectid --range=10.20.1.0/28 --network=producer-vpc --region=us-central1

8. Habilitar IAP

Para permitir que IAP se conecte a tus instancias de VM, crea una regla de firewall que cumpla con lo siguiente:

• Se aplica a todas las instancias de VM a las que deseas acceder mediante IAP.
• Permite el tráfico de entrada desde el rango de IP 35.235.240.0/20. Este rango contiene todas las direcciones IP que IAP usa para el reenvío de TCP.

En Cloud Shell, crea la regla de firewall de IAP.

gcloud compute firewall-rules create ssh-iap-producer \
    --network producer-vpc \
    --allow tcp:22 \
    --source-ranges=35.235.240.0/20

9. Crea la interfaz de Private Service Connect

Una interfaz de Private Service Connect es un recurso que permite que una red de nube privada virtual (VPC) de productor inicie conexiones a varios destinos en una red de VPC de consumidor. Las redes de productores y consumidores pueden estar en diferentes proyectos y organizaciones.

Si un adjunto de red acepta una conexión desde una interfaz de Private Service Connect, Google Cloud asigna a la interfaz una dirección IP de una subred de consumidor que especifica el adjunto de red. Las redes del consumidor y del productor están conectadas y pueden comunicarse mediante direcciones IP internas.

En Cloud Shell, crea la interfaz de Private Service Connect (bear) y, luego, inserta el URI de psc-network-attachment identificado anteriormente del resultado de la descripción del adjunto de red.

gcloud compute instances create bear --zone us-central1-a --machine-type=f1-micro --can-ip-forward --network-interface subnet=prod-subnet,network=producer-vpc,no-address --network-interface network-attachment=https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/$projectid/regions/us-central1/networkAttachments/psc-network-attachment

Validación de varios NIC

Valida que la interfaz de PSC esté configurada con la dirección IP adecuada. vNIC0 usará la subred de producción del productor (10.20.1.0/28) y vNIC1 usará la subred de intf del consumidor (192.168.10.0/28).

gcloud compute instances describe bear --zone=us-central1-a | grep networkIP:

Ejemplo:

user$ gcloud compute instances describe bear --zone=us-central1-a | grep networkIP:
  networkIP: 10.20.1.2
  networkIP: 192.168.10.2

10. Actualiza las reglas de firewall del consumidor

Crea una regla de firewall de Cloud para permitir el acceso de bear a lion

En Cloud Shell, crea una regla de prioridad más alta que permita la salida desde el rango de direcciones IP de attachment-subnet (intf-subnet) a los destinos en el rango de direcciones de lion-subnet-1.

gcloud compute firewall-rules create allow-limited-egress-to-lion \
    --network=consumer-vpc \
    --action=ALLOW \
    --rules=ALL \
    --direction=EGRESS \
    --priority=1000 \
    --source-ranges="192.168.10.0/28" \
    --destination-ranges="192.168.20.0/28" \
    --enable-logging

En Cloud Shell, crea una regla de permiso de entrada que anule la regla de entrada de denegación implícita para el tráfico de la subred psc-network-attachment.

gcloud compute firewall-rules create allow-ingress \
--network=consumer-vpc \
--action=ALLOW \
--rules=ALL \
--direction=INGRESS \
--priority=1000 \
--source-ranges="192.168.10.0/28" \
--enable-logging

Crea una regla de firewall de Cloud para denegar el acceso de bear a todos los rangos (incluido tiger)

En Cloud Shell, crea una regla de prioridad baja que rechace todo el tráfico de salida del rango de direcciones IP de la subred del adjunto de red, intf-subnet.

gcloud compute firewall-rules create deny-all-egress \
    --network=consumer-vpc \
    --action=DENY \
    --rules=ALL \
    --direction=EGRESS \
    --priority=65534 \
    --source-ranges="192.168.10.0/28" \
    --destination-ranges="0.0.0.0/0" \
    --enable-logging

Crea una regla de firewall de Cloud para permitir el acceso de cosmo a bear

En Cloud Shell, crea una regla de permiso de entrada que anule la regla de entrada de denegación implícita para el tráfico de la subred psc-network-attachment.

gcloud compute firewall-rules create vm-subnet-allow-ingress \
    --network=consumer-vpc \
    --action=ALLOW \
    --rules=ALL \
    --direction=INGRESS \
    --priority=1000 \
    --source-ranges="192.168.40.0/28" \
    --destination-ranges="192.168.10.0/28" \
    --enable-logging

11. Crea rutas de Linux para la interfaz de PSC

Desde la instancia de la interfaz de PSC, configura las rutas de Linux para permitir la comunicación del productor con las subredes del consumidor.

Busca el nombre del SO invitado de tu interfaz de Private Service Connect

Para configurar el enrutamiento, debes conocer el nombre del SO invitado de tu interfaz de Private Service Connect, que es diferente del nombre de la interfaz en Google Cloud.

En Cloud Shell, abre una pestaña nueva y haz lo siguiente:

gcloud config list project
gcloud config set project [YOUR-PROJECT-NAME]
projectid=YOUR-PROJECT-NAME
echo $projectid

Accede a la VM psc-interface, bear, con IAP en Cloud Shell.

gcloud compute ssh bear --project=$projectid --zone=us-central1-a --tunnel-through-iap

En Cloud Shell, obtén la dirección IP de la instancia de psc-interface.

ip a

Ejemplo:

user@bear:~$ ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens4: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1460 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 42:01:0a:14:01:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp0s4
    inet 10.20.1.2/32 brd 10.20.1.2 scope global dynamic ens4
       valid_lft 85991sec preferred_lft 85991sec
    inet6 fe80::4001:aff:fe14:102/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: ens5: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1460 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether 42:01:c0:a8:0a:02 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    altname enp0s5
    inet 192.168.10.2/32 brd 192.168.10.2 scope global dynamic ens5
       valid_lft 85991sec preferred_lft 85991sec
    inet6 fe80::4001:c0ff:fea8:a02/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever

Cómo encontrar la IP de la puerta de enlace de tu interfaz de PSC

En la lista de interfaces de red, busca y almacena el nombre de la interfaz asociada con la dirección IP de tu interfaz de Private Service Connect, por ejemplo, ens5 (vNIC1).

Para configurar el enrutamiento, debes conocer la dirección IP de la puerta de enlace predeterminada de la interfaz de Private Service Connect.

En Cloud Shell, usaremos 1, ya que la interfaz de PSC está asociada con vNIC1.

curl http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/network-interfaces/1/gateway -H "Metadata-Flavor: Google" && echo

El ejemplo produce la puerta de enlace predeterminada 192.168.10.1.

user@bear:~$ curl http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/network-interfaces/1/gateway -H "Metadata-Flavor: Google" && echo
192.168.10.1

Agrega rutas para las subredes del consumidor

Debes agregar una ruta a la puerta de enlace predeterminada de la interfaz de Private Service Connect para cada subred del consumidor que se conecte a la interfaz de Private Service Connect. Esto garantiza que el tráfico que está vinculado a la red del consumidor salga de la interfaz de Private Service Connect.

En la instancia de Bear, agrega las rutas a las subredes del consumidor.

sudo ip route add 192.168.20.0/28 via 192.168.10.1 dev ens5
sudo ip route add 192.168.30.0/28 via 192.168.10.1 dev ens5
sudo ip route add 192.168.40.0/28 via 192.168.10.1 dev ens5

Valida la tabla de rutas

En Cloud Shell, valida las rutas que se agregaron recientemente.

ip route show

Ejemplo.

user@bear:~$ ip route show
default via 10.20.1.1 dev ens4 
10.20.1.0/28 via 10.20.1.1 dev ens4 
10.20.1.1 dev ens4 scope link 
192.168.10.0/28 via 192.168.10.1 dev ens5 
192.168.10.1 dev ens5 scope link 
192.168.20.0/28 via 192.168.10.1 dev ens5 
192.168.30.0/28 via 192.168.10.1 dev ens5 
192.168.40.0/28 via 192.168.10.1 dev ens5 

12. Valida la conectividad correcta de Bear a Lion

Confirmemos que la instancia de VM del productor, bear, puede comunicarse con la instancia del consumidor, lion, realizando un curl.

Desde la instancia de bear, realiza un curl en la dirección IP de lion que se identificó antes en el instructivo desde la instancia de bear.

curl -v <lions IP Address>

Ejemplo:

user@bear:~$ curl -v 192.168.20.2
*   Trying 192.168.20.2:80...
* Connected to 192.168.20.2 (192.168.20.2) port 80 (#0)
> GET / HTTP/1.1
> Host: 192.168.20.2
> User-Agent: curl/7.74.0
> Accept: */*
> 
* Mark bundle as not supporting multiuse
< HTTP/1.1 200 OK
< Date: Tue, 06 Jun 2023 03:53:08 GMT
< Server: Apache/2.4.56 (Debian)
< Last-Modified: Mon, 05 Jun 2023 19:41:26 GMT
< ETag: "1e-5fd6716a1e11b"
< Accept-Ranges: bytes
< Content-Length: 30
< Content-Type: text/html
< 
Welcome to lion app server !!
* Connection #0 to host 192.168.20.2 left intact

13. Verifica que la conectividad de Bear a Tiger esté bloqueada

Veamos los registros del firewall para confirmar que la regla de firewall de salida bloquea el acceso de bear a tiger.

En una sesión nueva de la consola de Cloud, navega a Logging → Explorador de registros → Selecciona Mostrar consulta

Pega la siguiente cadena de consulta en el campo de búsqueda y selecciona stream.

jsonPayload.rule_details.reference="network:consumer-vpc/firewall:deny-all-egress"

Desde la instancia de bear, realiza un curl en la dirección IP de tiger que se identificó antes en el instructivo desde la instancia de bear. Con el tiempo, se agotará el tiempo de espera de curl.

curl -v <tiger's IP Address>

Ejemplo:

user@bear:~$ curl -v 192.168.30.2 
*   Trying 192.168.30.2:80...
* connect to 192.168.30.2 port 80 failed: Connection timed out
* Failed to connect to 192.168.30.2 port 80: Connection timed out
* Closing connection 0
curl: (28) Failed to connect to 192.168.30.2 port 80: Connection timed out

Valida que el Explorador de registros haya capturado los registros de firewall denegados. Selecciona una entrada de registro y expande los campos anidados para ver los metadatos.

14. Verifica que la conectividad de Cosmo to Bear se haya establecido correctamente

Abre una pestaña nueva de Cloud Shell y actualiza la configuración de tu proyecto.

En Cloud Shell, haz lo siguiente:

gcloud config list project
gcloud config set project [YOUR-PROJECT-NAME]
projectid=YOUR-PROJECT-NAME
echo $projectid

Accede a la instancia de Cosmo con IAP en Cloud Shell.

gcloud compute ssh cosmo --project=$projectid --zone=us-central1-a --tunnel-through-iap

En Cloud Shell, realiza un ping a la dirección IP vNIV1 de Bear que se identificó antes en el instructivo.

ping <bears vNIC1 IP Address>

Ejemplo:

user@cosmo:~$ ping 192.168.10.2 -c 5
PING 192.168.10.2 (192.168.10.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.10.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.277 ms
64 bytes from 192.168.10.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.288 ms
64 bytes from 192.168.10.2: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.265 ms
64 bytes from 192.168.10.2: icmp_seq=4 ttl=64 time=0.264 ms
64 bytes from 192.168.10.2: icmp_seq=5 ttl=64 time=0.366 ms

15. Limpia

En Cloud Shell, borra los componentes del instructivo.

gcloud compute instances delete bear --zone=us-central1-a --quiet

gcloud compute instances delete lion --zone=us-central1-a --quiet

gcloud compute instances delete tiger --zone=us-central1-a --quiet

gcloud compute instances delete cosmo --zone=us-central1-a --quiet

gcloud compute network-attachments delete psc-network-attachment --region=us-central1 --quiet

gcloud compute firewall-rules delete allow-ingress allow-limited-egress-to-lion deny-all-egress ssh-iap-consumer ssh-iap-producer vm-subnet-allow-ingress --quiet

gcloud compute networks subnets delete cosmo-subnet-1 intf-subnet lion-subnet-1 prod-subnet tiger-subnet-1 --region=us-central1 --quiet

gcloud compute routers delete cloud-router-for-nat --region=us-central1 --quiet 

gcloud compute networks delete consumer-vpc --quiet

gcloud compute networks delete producer-vpc --quiet

16. Felicitaciones

Felicitaciones, configuraste y validaste correctamente una interfaz de Private Service Connect y la conectividad de consumidores y productores mediante la implementación de reglas de firewall.

Creaste la infraestructura de consumidor y agregaste un archivo adjunto de red que le permitió al productor crear una VM multi-NIC para unir la comunicación entre el consumidor y el productor. Aprendiste a crear reglas de firewall en la red de VPC del consumidor que permitan la conectividad a las instancias de la VPC del consumidor y del productor.

Cosmopup piensa que los instructivos son geniales.

¿Qué sigue?

Consulta algunos de estos instructivos…

• Usa Private Service Connect para publicar y consumir servicios con GKE
• Usa Private Service Connect para publicar y consumir servicios
• Conéctate a servicios locales a través de redes híbridas con Private Service Connect y un balanceador de cargas de proxy TCP interno

Lecturas y videos adicionales

• Descripción general de Private Service Connect
• ¿Qué es Private Service Connect?
• Tipos de balanceador de cargas admitidos

Documentos de referencia

• Descripción general del balanceador de cargas HTTP(s) interno
• Descripción general de las verificaciones de estado
• Cómo publicar un servicio con Private Service Connect
• Private Service Connect: DNS automático