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Cómo compilar una VPN de alta capacidad de procesamiento

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Cómo compilar una VPN de alta capacidad de procesamiento

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Logotipo de los labs de autoaprendizaje de Google Cloud

Descripción general

En este lab práctico, aprenderás a crear una VPN segura y de alta capacidad de procesamiento, y a probar la velocidad.

La comunicación segura entre Google Cloud y otras nubes o sistemas locales es una necesidad común y primordial. Por suerte, Google Cloud facilita la creación de redes privadas virtuales (VPN) seguras de seguridad del Protocolo de Internet (IPsec) para lograr este objetivo. Si un solo túnel no proporciona la capacidad de procesamiento necesaria, Google Cloud puede distribuir sin problemas el tráfico entre varios túneles para ofrecer ancho de banda adicional.

Objetivos

Crear una VPN

  • Crear una nube privada virtual (VPC) llamada cloud con el objetivo de simular tu red de Google Cloud, además de una VPC llamada on-prem (del inglés “on-premises”, “local”) para simular una red externa
  • Crear puertas de enlace de VPN, reglas de reenvío y direcciones para la VPC cloud
  • Formar un túnel para la VPN nueva y enrutar el tráfico a través de esta
  • Repetir el proceso de creación de VPN para la VPC on-prem y crear una segunda VPN

Probar las VPN

  • Crear una máquina virtual (VM) con Compute Engine para probar las cargas de capacidad de procesamiento
  • Probar la velocidad de la capacidad de procesamiento de una sola VPN con iperf

Requisitos previos

Tarea 1. Crea la VPC “cloud”

En esta sección, deberás hacer lo siguiente:

  • Crear una VPC para simular tu red de producción en la nube
  • Permitir que los tipos comunes de tráfico circulen por la VPC
  • Crear una subred para implementar hosts
  1. Después de iniciar Cloud Shell, ejecuta lo siguiente para crear una VPC personalizada que se llame cloud y esté asociada a tu proyecto de Google Cloud:
gcloud compute networks create cloud --subnet-mode custom

Esta VPC permite usar el direccionamiento IP no predeterminado, pero no incluye ninguna regla de firewall predeterminada.

  1. Ejecuta lo siguiente con el objetivo de habilitar ICMP y SSH, ya que necesitarás una shell segura para comunicarte con las VMs durante la prueba de carga:
gcloud compute firewall-rules create cloud-fw --network cloud --allow tcp:22,tcp:5001,udp:5001,icmp
  1. Crea una subred dentro de esta VPC y especifica una región y un rango de IP con el siguiente comando:
gcloud compute networks subnets create cloud-east --network cloud \ --range 10.0.1.0/24 --region {{{project_0.default_region_2 | REGION2}}}

En esta solución, usarás 10.0.1.0/24 y la región .

Tarea 2. Crea la VPC “on-prem”

En esta sección, crearás una simulación de tu VPC on-prem o de cualquier red que quieras conectar a cloud. En la práctica, ya tendrás recursos aquí, pero sigue estos pasos para crear túneles y validar configuraciones.

  1. En Cloud Shell, ejecuta lo siguiente para crear una nueva VPC de subred personalizada que se llame on-prem y esté asociada a tu proyecto:
gcloud compute networks create on-prem --subnet-mode custom
  1. Ejecuta lo siguiente con el objetivo de habilitar ICMP y SSH para los hosts de la VPC on-prem, ya que necesitarás una shell segura para comunicarte con las VMs durante la prueba de carga:
gcloud compute firewall-rules create on-prem-fw --network on-prem --allow tcp:22,tcp:5001,udp:5001,icmp
  1. Especifica el prefijo de subred para la región a través del comando siguiente:
gcloud compute networks subnets create on-prem-central \ --network on-prem --range 192.168.1.0/24 --region {{{project_0.default_region |REGION}}} Nota: En este ejemplo, asignas `192.168.1.0/24` a la región . Crear dos VPC personalizadas con subredes y reglas de firewall.

Tarea 3. Crea puertas de enlace de VPN

Cada entorno requiere puertas de enlace de VPN para una comunicación externa segura. Sigue estos pasos para crear las puertas de enlace iniciales destinadas a las VPC llamadas cloud y on-prem:

  1. En Cloud Shell, crea una puerta de enlace de VPN llamada on-prem-gw1 en la VPC on-prem y en la región :
gcloud compute target-vpn-gateways create on-prem-gw1 --network on-prem --region {{{project_0.default_region |REGION}}}
  1. Ahora, crea una puerta de enlace de VPN llamada cloud-gw1 en la VPC cloud y en la región :
gcloud compute target-vpn-gateways create cloud-gw1 --network cloud --region {{{project_0.default_region_2 | REGION2}}}

Tarea 4. Crea un túnel VPN basado en rutas entre redes locales y de Google Cloud

Cada puerta de enlace de VPN necesita una dirección IP externa y estática para que los sistemas fuera de la VPC puedan comunicarse con ellas. Ahora, crearás direcciones IP y rutas en las VPC llamadas cloud y on-prem.

  1. En Cloud Shell, asigna la IP para la puerta de enlace de VPN cloud-gw1:
gcloud compute addresses create cloud-gw1 --region {{{project_0.default_region_2 | REGION2}}}
  1. Luego, asigna la IP para la puerta de enlace de VPN on-prem-gw1:
gcloud compute addresses create on-prem-gw1 --region {{{project_0.default_region |REGION}}}
  1. Almacena las direcciones de las puertas de enlace para no tener que buscarlas en los comandos siguientes.

Primero, ejecuta lo siguiente para la puerta de enlace cloud-gw1:

cloud_gw1_ip=$(gcloud compute addresses describe cloud-gw1 \ --region {{{project_0.default_region_2 | REGION2}}} --format='value(address)')

Luego, ejecuta lo siguiente para la puerta de enlace on-prem-gw1:

on_prem_gw_ip=$(gcloud compute addresses describe on-prem-gw1 \ --region {{{project_0.default_region |REGION}}} --format='value(address)')
  1. Ahora, crearás reglas de reenvío para IPsec en la VPC llamada cloud. Deberás crear reglas de reenvío en ambas direcciones.

Reenvía el protocolo de carga útil de seguridad de encapsulación (ESP) desde cloud-gw1:

gcloud compute forwarding-rules create cloud-1-fr-esp --ip-protocol ESP \ --address $cloud_gw1_ip --target-vpn-gateway cloud-gw1 --region {{{project_0.default_region_2 | REGION2}}}

Reenvía el tráfico UDP:500 desde cloud-gw1:

gcloud compute forwarding-rules create cloud-1-fr-udp500 --ip-protocol UDP \ --ports 500 --address $cloud_gw1_ip --target-vpn-gateway cloud-gw1 --region {{{project_0.default_region_2 | REGION2}}}

Reenvía el tráfico UDP:4500 desde cloud-gw1:

gcloud compute forwarding-rules create cloud-fr-1-udp4500 --ip-protocol UDP \ --ports 4500 --address $cloud_gw1_ip --target-vpn-gateway cloud-gw1 --region {{{project_0.default_region_2 | REGION2}}}
  1. Usa el mismo método con el objetivo de crear reglas de reenvío de firewall para el túnel de IPsec en la VPC llamada on-prem. Esta acción permitirá que el túnel de IPsec salga de tus firewalls:

Reenvía el protocolo de ESP desde on-prem-gw1:

gcloud compute forwarding-rules create on-prem-fr-esp --ip-protocol ESP \ --address $on_prem_gw_ip --target-vpn-gateway on-prem-gw1 --region {{{project_0.default_region |REGION}}}

Reenvía el tráfico UDP:500 que se usa para establecer el túnel de IPsec desde on-prem-gw1:

gcloud compute forwarding-rules create on-prem-fr-udp500 --ip-protocol UDP --ports 500 \ --address $on_prem_gw_ip --target-vpn-gateway on-prem-gw1 --region {{{project_0.default_region |REGION}}}

Reenvía el tráfico UDP:4500, que lleva el tráfico encriptado desde on-prem-gw1:

gcloud compute forwarding-rules create on-prem-fr-udp4500 --ip-protocol UDP --ports 4500 \ --address $on_prem_gw_ip --target-vpn-gateway on-prem-gw1 --region {{{project_0.default_region |REGION}}} Crear dos puertas de enlace de VPN y las reglas de reenvío necesarias.

En general, necesitarías generar un secreto para el paso siguiente, en el que crearás y validarás los túneles on-prem-tunnel1 y cloud-tunnel1. Para obtener información sobre cómo crear y almacenar secretos de forma segura, consulta la Guía de descripción general de conceptos de Secret Manager. Por ahora, solo usa la cadena “sharedsecret”.

Crea un túnel para la red local, on-prem-tunnel1, y otro para la red basada en la nube, cloud-tunnel1. Cada red debe tener una puerta de enlace de VPN, y los secretos deben coincidir. En una situación de producción, en los próximos dos comandos reemplazarías [MY_SECRET] por el secreto que generó. En este caso, reemplázalo por "sharedsecret".

  1. Crea el túnel VPN desde on-prem hasta cloud:
gcloud compute vpn-tunnels create on-prem-tunnel1 --peer-address $cloud_gw1_ip \ --target-vpn-gateway on-prem-gw1 --ike-version 2 --local-traffic-selector 0.0.0.0/0 \ --remote-traffic-selector 0.0.0.0/0 --shared-secret=[MY_SECRET] --region {{{project_0.default_region |REGION}}}
  1. Crea el túnel VPN desde cloud hasta on-prem:
gcloud compute vpn-tunnels create cloud-tunnel1 --peer-address $on_prem_gw_ip \ --target-vpn-gateway cloud-gw1 --ike-version 2 --local-traffic-selector 0.0.0.0/0 \ --remote-traffic-selector 0.0.0.0/0 --shared-secret=[MY_SECRET] --region {{{project_0.default_region_2 | REGION2}}}

Ahora que creaste las puertas de enlace y compilaste los túneles, debes agregar rutas desde las subredes a través de los dos túneles.

  1. Enruta el tráfico desde la VPC on-prem hasta el rango cloud 10.0.1.0/24 a través del túnel:
gcloud compute routes create on-prem-route1 --destination-range 10.0.1.0/24 \ --network on-prem --next-hop-vpn-tunnel on-prem-tunnel1 \ --next-hop-vpn-tunnel-region {{{project_0.default_region |REGION}}}
  1. Enruta el tráfico desde la VPC cloud hasta el rango on-prem 192.168.1.0/24 a través del túnel:
gcloud compute routes create cloud-route1 --destination-range 192.168.1.0/24 \ --network cloud --next-hop-vpn-tunnel cloud-tunnel1 --next-hop-vpn-tunnel-region {{{project_0.default_region_2 | REGION2}}} Crear dos túneles VPN.

Tarea 5. Prueba la capacidad de procesamiento en la VPN

En este punto, estableciste una ruta segura entre las VPC on-prem y cloud. Para probar la capacidad de procesamiento, utiliza iperf, una herramienta de código abierto que permite probar las cargas de red. Para hacer la prueba, necesitarás una VM en cada entorno: una que envíe tráfico y otra que lo reciba. Crearás estas VMs a continuación.

Prueba de carga de una sola VPN

A continuación, crearás una máquina virtual para la VPC cloud con el nombre cloud-loadtest. En este ejemplo, se usa una imagen de Debian Linux para el SO.

Nota: Si ya tienes un proyecto, puedes omitir este paso y usar los recursos existentes. El ancho de banda para una VM es de 2 Gbps * CPU virtuales, por lo que necesitarás un mínimo de 4 CPU virtuales.
  1. Ejecuta este comando:
gcloud compute instances create "cloud-loadtest" --zone {{{project_0.default_zone_2 |ZONE2}}} \ --machine-type "e2-standard-4" --subnet "cloud-east" \ --image-family "debian-11" --image-project "debian-cloud" --boot-disk-size "10" \ --boot-disk-type "pd-standard" --boot-disk-device-name "cloud-loadtest"
  1. Crea una máquina virtual para la VPC on-prem llamada on-prem-loadtest. En este ejemplo, se usa la misma imagen de Debian que en la VPC cloud. Omite este paso si ya tienes recursos.

Ejecuta este comando:

gcloud compute instances create "on-prem-loadtest" --zone {{{project_0.default_zone |ZONE}}} \ --machine-type "e2-standard-4" --subnet "on-prem-central" \ --image-family "debian-11" --image-project "debian-cloud" --boot-disk-size "10" \ --boot-disk-type "pd-standard" --boot-disk-device-name "on-prem-loadtest"
  1. Establece una conexión SSH a cada VM, ya sea a través de la consola o la línea de comandos y, además, instala una copia de iperf con la línea de comandos siguiente:
sudo apt-get install iperf
  1. En la VM on-prem-loadtest, ejecuta este comando:
iperf -s -i 5

Creaste un servidor de iperf en la VM que informa su estado cada 5 segundos.

  1. En la VM cloud-loadtest, ejecuta este comando:
iperf -c 192.168.1.2 -P 20 -x C

De esta manera, se creará un cliente de iperf con veinte transmisiones que informarán valores luego de 10 segundos de prueba:

Crear dos VMs e instalar iperf a través de SSH.

Solución de problemas que pueden surgir

Nota: Esto no está incluido en las instrucciones del lab.
  1. Si olvidaste reemplazar [MY_SECRET] por “sharedsecret” cuando creaste los túneles para la red local,

puedes ejecutar el comando siguiente para borrar los túneles VPN creados:

gcloud compute vpn-tunnels delete [tunnel-name] --region [region]
  • Reemplaza [tunnel-name] por el nombre del túnel.
  • Reemplaza [region] por la región que especificaste cuando creaste el túnel.
  1. Si tienes problemas con la sección Prueba de carga de una sola VPN:

  • Asegúrate de haber instalado iperf en ambas VM.

  • Si recibes un error de conexión rechazada, verifica lo siguiente:

    • Las reglas de firewall para las redes creadas (tcp:5001)
    • Que el servidor se esté ejecutando correctamente en on-prem-loadtest
    • Que estás intentando conectarte al servidor a través de cloud-loadtest
  1. Si estás intentando ver las reglas de reenvío que creaste en la consola, verifica lo siguiente:
  • En el menú de navegación, ve a la sección Herramientas de redes.
  • Haz clic en Conectividad de red > VPN.
  • Haz clic en la puerta de enlace de Cloud VPN para ver su página de detalles.

¡Felicitaciones!

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Última actualización del manual: 10 de enero de 2024

Prueba más reciente del lab: 10 de enero de 2024

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