GSP215

總覽

在分散式企業環境中，降低延遲與保護資安這兩個優先目標往往彼此衝突，難以兼顧。Google Cloud 的全域外部應用程式負載平衡器可在 Google 邊緣 (連接點) 終止使用者流量，並透過 Google 專用光纖骨幹網路，將流量轉送至距離最近、健康狀態良好的後端，協助解決這個問題。

為保護這些後端，Google Cloud Armor 在邊緣提供第 7 層篩選和 IP 強制執行機制。建立拒絕清單後，就能在邊緣捨棄惡意流量 (例如第 7 層洪水攻擊)，防止這類流量進入虛擬私有雲 (VPC) 或耗用後端資源。

在本實驗室中，您將設定具有全域後端的應用程式負載平衡器，接著對負載平衡器進行壓力測試，並透過 Cloud Armor 建立壓力測試 IP 拒絕清單。

目標

在本實驗室中，您將瞭解如何執行下列工作：

• 使用代管執行個體群組 (MIG)，建構跨區域容錯移轉機制。
• 透過 Cloud Armor 建立邊緣層級安全政策。
• 執行高度並行壓力測試，驗證流量分配和溢位機制。

設定和需求

瞭解以下事項後，再點選「Start Lab」按鈕

請詳閱以下操作說明。實驗室活動會計時，且中途無法暫停。點選「Start Lab」後就會開始計時，顯示可使用 Google Cloud 資源的時間。

您將在真正的雲端環境完成實作實驗室活動，而不是模擬或示範環境。為此，我們會提供新的暫時憑證，供您在實驗室活動期間登入及存取 Google Cloud。

為了順利完成這個實驗室，請先確認：

• 可以使用標準的網際網路瀏覽器 (Chrome 瀏覽器為佳)。

注意事項：請使用無痕模式 (建議選項) 或私密瀏覽視窗執行此實驗室，這可以防止個人帳戶和學員帳戶之間的衝突，避免個人帳戶產生額外費用。

• 是時候完成實驗室活動了！別忘了，活動一旦開始將無法暫停。

注意事項：務必使用實驗室專用的學員帳戶。如果使用其他 Google Cloud 帳戶，可能會產生額外費用。

如何開始研究室及登入 Google Cloud 控制台

1. 點選「Start Lab」按鈕。如果實驗室會產生費用，畫面上會出現選擇付款方式的對話方塊。左側的「Lab Details」窗格會顯示下列項目：

   • 「Open Google Cloud console」按鈕
   • 剩餘時間
   • 必須在這個研究室中使用的臨時憑證
   • 完成這個實驗室所需的其他資訊 (如有)

2. 點選「Open Google Cloud console」；如果使用 Chrome 瀏覽器，也能按一下滑鼠右鍵，選取「在無痕視窗中開啟連結」。

   接著，實驗室會啟動相關資源，並開啟另一個分頁，顯示「登入」頁面。

   提示：您可以在不同的視窗中並排開啟分頁。

   注意：如果頁面中顯示「選擇帳戶」對話方塊，請點選「使用其他帳戶」。

3. 如有必要，請將下方的 Username 貼到「登入」對話方塊。

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

   您也可以在「Lab Details」窗格找到 Username。

4. 點選「下一步」。

5. 複製下方的 Password，並貼到「歡迎使用」對話方塊。

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

   您也可以在「Lab Details」窗格找到 Password。

6. 點選「下一步」。

   重要事項：請務必使用實驗室提供的憑證，而非自己的 Google Cloud 帳戶憑證。 注意：如果使用自己的 Google Cloud 帳戶來進行這個實驗室，可能會產生額外費用。

7. 按過後續的所有頁面：

   • 接受條款及細則。
   • 由於這是臨時帳戶，請勿新增救援選項或雙重驗證機制。
   • 請勿申請免費試用。

Google Cloud 控制台稍後會在這個分頁開啟。

注意：如要使用 Google Cloud 產品和服務，請點選「導覽選單」，或在「搜尋」欄位輸入服務或產品名稱。

工作 1：設定 HTTP 和健康狀態檢查防火牆規則

建立 HTTP 防火牆規則

負載平衡器必須能與後端執行個體通訊。我們的網路伺服器採用 Apache，因此需要開啟通訊埠 80。

1. 前往 Cloud 控制台，依序點選「導覽選單」圖示 >「虛擬私有雲網路」>「防火牆」。

2. 點選「建立防火牆規則」。

3. 設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   名稱	default-allow-http
   網路	default
   目標	指定的目標標記
   目標標記	http-server
   來源篩選器	IPv4 範圍
   來源 IPv4 範圍	0.0.0.0/0
   通訊協定和通訊埠	指定的通訊協定和通訊埠：勾選「TCP」並輸入 80

4. 現在指定的是 http-server 標記，稍後要將 http-server 標記套用至 VM，讓網路明確瞭解哪些機器可接收這個網站流量。

5. 點選「建立」。

建立健康狀態檢查防火牆規則

健康狀態檢查會判斷負載平衡器的哪些執行個體能接收新連線。以應用程式負載平衡來說，對達到負載平衡的執行個體執行健康狀態檢查探測時，探測要求的來源位址範圍為 130.211.0.0/22 和 35.191.0.0/16。防火牆規則必須允許這類連線。

1. 一樣在「防火牆」頁面，點選「建立防火牆規則」。

2. 設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   名稱	default-allow-health-check
   網路	default
   目標	指定的目標標記
   目標標記	http-server
   來源篩選器	IPv4 範圍
   來源 IPv4 範圍	130.211.0.0/22 和 35.191.0.0/16
   通訊協定和通訊埠	tcp

   注意： 請務必逐一輸入兩個「來源 IPv4 範圍」，並在中間加入空格。

3. 點選「建立」。

點選「Check my progress」，確認目標已達成。 設定 HTTP 和健康狀態檢查防火牆規則

工作 2：設定執行個體範本和建立執行個體群組

定義執行個體範本

您需要定義網路伺服器的建構方式。這些伺服器會設置在不同區域，因此請務必確保其網路介面採用正確的範圍設定。

執行個體範本會定義機型、開機磁碟映像檔、子網路、標籤和其他執行個體屬性。

1. 前往 Cloud 控制台，依序點選「導覽選單」圖示 >「Compute Engine」>「執行個體範本」>「建立執行個體範本」。

2. 在「名稱」部分，輸入 -template。

3. 在「位置」部分，選取「全域」。

4. 在「Series」，選取「E2」。

5. 在「機型」部分，選取「e2-micro」。

6. 點選「進階選項」。

7. 點選「網路連線」。請設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   網路標記	http-server

8. 在「網路介面」下方，點選「default」。請設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   網路	default
   子網路	default ()

   點選「完成」。

網路標記 http-server 可確保這些執行個體套用 HTTP 和健康狀態檢查防火牆規則。

9. 點選「管理」分頁標籤。

10. 在「中繼資料」下方，點選「+ 新增項目」並指定下列設定：

    鍵	值
    startup-script-url	gs://spls/gsp215/gcpnet/httplb/startup.sh

startup-script-url 能指定執行個體啟動時執行的指令碼。這段指令碼會安裝 Apache 並更新歡迎頁面，顯示 Client IP (用戶端 IP)、Hostname (主機名稱) 和 Server Location (伺服器位置)。歡迎查看 GSP215 Apache 開機指令碼。

11. 點選「建立」。
12. 等待執行個體範本建立完成。

建立區域鏡像範本

接下來，請選取第一個範本 > 點選「建立類似的項目」，在第二個區域建立另一個執行個體範本：

1. 依序點選「-template」 > 頂端的「+ 建立類似的項目」。
2. 在「名稱」部分，輸入 -template。
3. 確認「位置」部分選取「全域」。
4. 點選「進階選項」。
5. 點選「網路連線」。
6. 確認在「網路標記」部分新增 http-server。
7. 在「網路介面」的「子網路」部分，選取「default ()」。
8. 點選「完成」。
9. 點選「建立」。

建立代管執行個體群組

在 和 分別建立一個代管執行個體群組。

1. 一樣在「Compute Engine」頁面，點選左選單中的「執行個體群組」。

2. 點選「建立執行個體群組」。

3. 設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   名稱	-mig (可視需要移除名稱中多餘的空格)
   位置	多可用區
   區域
   執行個體範本	-template
   「自動調度資源」>「設定自動調度資源功能」>「執行個體數量下限」	1
   執行個體數量上限	2
   「自動調度資源信號」> 點選下拉式選單 >「信號類型」	CPU 使用率
   目標 CPU 使用率	輸入 80 後，點選「完成」。
   初始化期間	45

代管執行個體群組提供自動調度資源功能，會根據負載的增減，在代管執行個體群組自動新增或移除執行個體。這項功能可協助應用程式妥善處理增加的流量，並在資源需求降低時節省成本。只要定義自動調度資源政策，自動配置器就會依據測得的負載量，自動調整資源配置。

4. 點選「建立」。

接著執行相同程序，為 的 -mig 建立第二個執行個體群組：

1. 點選「建立執行個體群組」。

2. 設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   名稱	-mig
   位置	多可用區
   區域
   執行個體範本	-template
   「自動調度資源」>「設定自動調度資源功能」>「執行個體數量下限」	1
   執行個體數量上限	2
   「自動調度資源信號」> 點選下拉式選單 >「信號類型」	CPU 使用率
   目標 CPU 使用率	輸入 80 後，點選「完成」。
   初始化期間	45

3. 點選「建立」。

點選「Check my progress」，確認目標已達成。 設定執行個體範本和執行個體群組

驗證後端

確認兩個區域皆已建立 VM 執行個體，而且都能存取 HTTP 網站。

1. 一樣在「Compute Engine」頁面，點選左選單中的「VM 執行個體」。

2. 留意開頭為 -mig 和 -mig 的執行個體。

   這些執行個體屬於代管執行個體群組。

3. 點選 -mig 執行個體的「外部 IP」。

   畫面上會顯示「Client IP」(您的 IP 位址)、「Hostname」(開頭為 -mig)，以及「Server Location」( 內的可用區)。

4. 點選 -mig 執行個體的「外部 IP」。

   畫面上會顯示「Client IP」(您的 IP 位址)、「Hostname」(開頭為 -mig)，以及「Server Location」( 內的可用區)。

注意： 「Hostname」和「Server Location」會指出應用程式負載平衡器傳送流量的位置。

工作 3：設定應用程式負載平衡器

設定應用程式負載平衡器，在兩個後端 ( 中的 -mig 和 中的 -mig) 間平均分配流量，如下方網路圖表所示：

開始設定

1. 前往 Cloud 控制台，依序點選「導覽選單」圖示 >「查看所有產品」>「網路」>「網路服務」>「負載平衡」。

2. 點選「+ 建立負載平衡器」。

3. 在「應用程式負載平衡器 (HTTP/HTTPS)」下方，點選「下一步」。

4. 在「公開或內部」部分選取「公開 (外部)」，然後點選「下一步」。

5. 在「全域或單一區域部署」部分，選取「最適合全域工作負載」，然後點選「下一步」。

6. 在「負載平衡器代別」部分，選取「全域外部應用程式負載平衡器」，然後點選「下一步」。

7. 在「建立負載平衡器」部分，點選「設定」。

8. 將「負載平衡器名稱」設為 http-lb。

設定前端

主機與路徑規則會決定流量的導向方式。舉例來說，您可以將影片流量導向至其中一個後端，並將靜態內容流量導向至另一個後端。不過，本實驗室無須設定主機和路徑規則。

1. 點選「前端設定」。

2. 指定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   通訊協定	HTTP
   IP 版本	IPv4
   IP 位址	暫時性
   通訊埠	80

3. 點選「完成」。

4. 點選「新增前端 IP 和通訊埠」。

5. 指定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   通訊協定	HTTP
   IP 版本	IPv6
   IP 位址	自動分配
   通訊埠	80

6. 點選「完成」。

應用程式負載平衡服務支援透過 IPv4 和 IPv6 位址傳輸用戶端流量。用戶端的 IPv6 要求會在全域負載平衡層終止，接著透過 IPv4 進行 Proxy 處理後，再傳送至後端。

設定後端

後端服務會將傳入流量導向一或多個連接的後端。每個後端都有執行個體群組，以及其他負載能力中繼資料。

1. 點選「後端設定」。

2. 在「後端服務和後端 bucket」部分，點選「建立後端服務」。

3. 設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示選取選項)
   名稱	http-backend
   執行個體群組	-mig
   通訊埠編號	80
   平衡模式	頻率
   每秒要求數上限	50
   容量	100

這項設定表示負載平衡器會試著將每個 -mig 執行個體的每秒要求數 (RPS)，保持在 50 以下。

4. 點選「完成」。

5. 點選「新增後端」。

6. 設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示選取選項)
   執行個體群組	-mig
   通訊埠編號	80
   平衡模式	使用率
   後端使用率上限	80
   容量	100

這項設定表示負載平衡器會試著將每個 -mig 執行個體的 CPU 使用率，保持在 80% 以下。

7. 點選「完成」。

8. 在「健康狀態檢查」部分，選取「建立健康狀態檢查」。

9. 設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示選取選項)
   名稱	http-health-check
   通訊協定	TCP
   通訊埠	80

健康狀態檢查會判斷哪些執行個體能接收新連線。這項 HTTP 健康狀態檢查每 5 秒會輪詢執行個體一次，並等待最多 5 秒來接收回應。如果成功兩次，就會判定為健康狀態良好；如果失敗兩次，則會判定為健康狀態不良。

10. 點選「建立」。
11. 勾選「啟用記錄功能」方塊。
12. 將「取樣率」設為 1。
13. 點選「建立」即可建立後端服務。
14. 點選「確定」。

檢查並建立應用程式負載平衡器

1. 點選「檢查並完成」。
2. 檢查「後端」和「前端」服務。
3. 點選「建立」。
4. 等待負載平衡器建立完成。
5. 點選負載平衡器的名稱 (http-lb)。
6. 在「前端」部分，記下負載平衡器的 IPv4 和 IPv6 位址，下一項工作會用到。這兩個 IP 位址分別為 [LB_IP_v4] 和 [LB_IP_v6]。

注意： IPv6 位址採用十六進制格式。

點選「Check my progress」，確認目標已達成。 設定應用程式負載平衡器

工作 4：測試應用程式負載平衡器

建立後端的應用程式負載平衡器後，接著要確認流量已轉送至後端服務。

存取應用程式負載平衡器

在瀏覽器開啟新分頁並前往 http://[LB_IP_v4]，測試能否透過 IPv4 存取應用程式負載平衡器。請務必將 [LB_IP_v4] 換成負載平衡器的 IPv4 位址。

注意：最多需要 5 分鐘才能存取應用程式負載平衡器。順利存取前，可能會出現 404 或 502 錯誤。請持續嘗試，直到看見其中一個後端頁面。 注意： 取決於您與 和 的距離，流量會轉送至 -mig 或 -mig 執行個體。

如果您有本機 IPv6 位址，可以前往 http://[LB_IP_v6]，試試應用程式負載平衡器的 IPv6 位址。請務必將 [LB_IP_v6] 換成負載平衡器的 IPv6 位址。

對應用程式負載平衡器進行壓力測試

使用 siege 建立新的 VM，在應用程式負載平衡器模擬負載。接著在負載偏高時，判斷兩個後端的流量是否達到平衡。

1. 前往控制台，依序點選「導覽選單」圖示 >「Compute Engine」>「VM 執行個體」。

2. 點選「建立執行個體」。

3. 在「機器設定」部分：

   選取下列值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   名稱	siege-vm
   區域
   可用區
   Series	E2

離 較近、離 較遠，因此除非負載過高，否則流量應只會轉送至 -mig。

4. 點選「建立」。
5. 等待 siege-vm 執行個體建立完成。
6. 在「siege-vm」部分，點選「SSH」來啟動終端機並連線。
7. 執行下列指令來安裝 siege：

sudo apt-get update && sudo apt-get -y install siege

8. 執行下列指令，並將 [LB_IP_v4] 換成 IPv4 位址，在環境變數中儲存應用程式負載平衡器的 IPv4 位址：

export LB_IP=[LB_IP_v4]

9. 執行下列指令來模擬負載：

siege -c 150 -t120s http://$LB_IP

10. 前往 Cloud 控制台，依序點選「導覽選單」圖示 >「查看所有產品」>「網路」>「網路服務」>「負載平衡」。
11. 點選負載平衡器的名稱 (http-lb)。
12. 點選「監控」分頁標籤。
13. 在北美區域和兩個後端間，花 2 至 3 分鐘監控前端位置的總輸入流量。

流量一開始應該只會導向 -mig，但隨著 RPS 增加，流量也會導向 。

這證明流量預設只會轉送至距離最近的後端，但如果負載過高，流量也可能會分配至其他後端。

14. 返回 siege-vm 的 SSH 終端機。
15. 按下 CTRL+C 鍵來停止 siege。

輸出內容應如下所示：

New configuration template added to /home/student-02-dd02c94b8808/.siege Run siege -C to view the current settings in that file { "transactions": 24729, "availability": 100.00, "elapsed_time": 119.07, "data_transferred": 3.77, "response_time": 0.66, "transaction_rate": 207.68, "throughput": 0.03, "concurrency": 137.64, "successful_transactions": 24729, "failed_transactions": 0, "longest_transaction": 10.45, "shortest_transaction": 0.03 }

工作 5：建立 siege-vm 拒絕清單

使用 Cloud Armor 將 siege-vm 列入拒絕清單，避免該執行個體存取應用程式負載平衡器。

建立安全性政策

建立 Cloud Armor 安全性政策，並對 siege-vm 設定拒絕清單規則。

1. 前往控制台，依序點選「導覽選單」圖示 >「Compute Engine」>「VM 執行個體」。
2. 記下 siege-vm 的外部 IP [SIEGE_IP]。

注意： 如有用戶端外部 IP 位址試圖存取應用程式負載平衡器，有幾種方式可識別該位址。例如，您可以在 BigQuery 查看虛擬私有雲流量記錄檔擷取的流量，判定是否有大量傳入要求。

3. 前往 Cloud 控制台，依序點選「導覽選單」圖示 >「查看所有產品」>「網路」>「網路安全性」>「Cloud Armor 政策」。

4. 點選「+ 建立政策」。

5. 設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   名稱	denylist-siege
   預設規則動作	允許

6. 點選「下一步」。

7. 點選「新增規則」。

8. 設定下方的值，其他屬性均保留預設值：

   屬性	值 (按照指示輸入值或選取選項)
   「條件」>「相符」	輸入 SIEGE_IP (例如 [SIEGE_IP] 或 [SIEGE_IP]/32)
   動作	拒絕
   回應碼	403 (禁止)
   優先順序	1000

9. 點選「完成」。

10. 點選「下一步」。

11. 點選「新增目標」。

12. 在「類型」部分，選取「後端服務 (外部應用程式負載平衡器)」。

13. 在「後端服務」部分，選取「http-backend」，如果出現提示訊息，請確認「取代」。

14. 點選「建立政策」。

注意： 您也可以將預設規則設為「拒絕」，只使用許可清單，或僅允許來自經授權使用者/IP 位址的流量。

15. 等待政策建立完成，再執行下一步。

點選「Check my progress」，確認目標已達成。 建立 siege-vm 拒絕清單

驗證安全性政策

確認 siege-vm 無法存取應用程式負載平衡器。

1. 返回 siege-vm 的 SSH 終端機。
2. 執行下列指令來存取負載平衡器：

curl http://$LB_IP

輸出內容應如下所示：

<!doctype html><meta charset="utf-8"><meta name=viewport content="width=device-width, initial-scale=1"><title>403</title>403 Forbidden 注意： 安全性政策可能需要幾分鐘才會生效。如果能存取後端，請持續嘗試，直到出現 403 禁止錯誤為止。

3. 在瀏覽器開啟新分頁，並前往 http://[LB_IP_v4]。請務必將 [LB_IP_v4] 換成負載平衡器的 IPv4 位址。

注意： 您可以透過瀏覽器存取應用程式負載平衡器，是因為預設規則允許流量；無法透過 siege-vm 存取，則是因為設定了拒絕規則。

4. 返回 siege-vm 的 SSH 終端機，執行下列指令來模擬負載：

siege -c 150 -t120s http://$LB_IP

這個指令不會產生任何輸出內容。

查看安全性政策記錄檔，確認這個流量是否也遭到封鎖。

5. 前往控制台，依序點選「導覽選單」>「網路安全性」>「Cloud Armor 政策」。
6. 點選「denylist-siege」。
7. 點選「記錄檔」。
8. 點選「查看政策記錄檔」。
9. 清除「查詢預覽」中的所有文字。
10. 在「資源」部分，選取「應用程式負載平衡器」。
11. 選取開頭為 http-lb 的轉送規則 (例如 http-lb-frontend 或類似規則)。
12. 在「負載平衡器」部分選取「http-lb」，然後點選「套用」。
13. 點選「執行查詢」。
14. 展開「查詢結果」中的記錄項目。
15. 展開「httpRequest」。

透過 Cloud Armor 安全性政策建立的記錄檔，您可判斷流量來源，以及系統允許或拒絕流量的時間點。

恭喜！

您設定了後端位於 和 的應用程式負載平衡器、運用 VM 對負載平衡器進行壓力測試，並透過 Cloud Armor 將該 VM 的 IP 位址列入拒絕清單。 另外，您也順利查看安全性政策記錄檔，找出流量遭封鎖的原因。

後續步驟/瞭解詳情

• 如要瞭解 Cloud Armor 的基本概念，請參閱 Cloud Armor 說明文件。

• 如要進一步瞭解負載平衡，請參閱負載平衡說明文件。

Google Cloud 教育訓練與認證

協助您瞭解如何充分運用 Google Cloud 的技術。我們的課程會介紹專業技能和最佳做法，讓您可以快速掌握要領並持續進修。我們提供從基本到進階等級的訓練課程，並有隨選、線上和虛擬課程等選項，方便您抽空參加。認證可協助您驗證及證明自己在 Google Cloud 技術方面的技能和專業知識。

使用手冊上次更新日期：2026 年 4 月 1 日

實驗室上次測試日期：2026 年 4 月 1 日

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