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Présentation

Lorsque vous disposez d'un réseau privé virtuel (VPN), vos machines virtuelles (VM) et vos sous-réseaux peuvent se trouver n'importe où. Un VPN multirégional et multizone fournit aux entreprises présentes à l'international une solution réseau à disponibilité élevée, évolutive et sécurisée. Dans cet atelier, nous allons nous concentrer sur la connectivité et le débit réseau, afin de démontrer les points suivants :

• Si une région ou une zone connaît une panne ou des perturbations, le trafic peut être facilement redirigé vers une autre région ou zone disponible, ce qui permet d'assurer la continuité de la connectivité.
• Lorsque des points de terminaison sont présents dans des régions proches de l'utilisateur, le chemin d'accès réseau est raccourci, ce qui réduit la latence et améliore les performances globales.
• Les VPN multirégionaux peuvent acheminer intelligemment le trafic en fonction des conditions du réseau et de la position géographique de l'utilisateur. Cela garantit que le chemin le plus rapide et le plus efficace est privilégié.

Dans cet atelier, vous allez utiliser la gcloud CLI pour ajouter des VM à votre réseau existant, puis tester la connectivité et la latence entre les VM.

Prérequis

Bien que cela ne soit pas obligatoire dans les faits, pour apprendre à créer un réseau et appliquer des règles de pare-feu, vous devriez effectuer l'atelier Créer un réseau personnalisé et appliquer des règles de pare-feu. Dans cet atelier, nous partons du principe que vous comprenez ces concepts.

Points abordés

• Ajouter des VM à un sous-réseau VPN existant
• Confirmer la connectivité entre les VM
• Mesurer la latence entre les zones

Préparation

Avant de cliquer sur le bouton "Démarrer l'atelier"

Lisez ces instructions. Les ateliers sont minutés, et vous ne pouvez pas les mettre en pause. Le minuteur, qui démarre lorsque vous cliquez sur Démarrer l'atelier, indique combien de temps les ressources Google Cloud resteront accessibles.

Cet atelier pratique vous permet de suivre vous-même les activités dans un véritable environnement cloud, et non dans un environnement de simulation ou de démonstration. Nous vous fournissons des identifiants temporaires pour vous connecter à Google Cloud le temps de l'atelier.

Pour réaliser cet atelier :

• vous devez avoir accès à un navigateur Internet standard (nous vous recommandons d'utiliser Chrome) ;

Remarque : Ouvrez une fenêtre de navigateur en mode incognito/navigation privée pour effectuer cet atelier. Vous éviterez ainsi les conflits entre votre compte personnel et le temporaire étudiant, qui pourraient entraîner des frais supplémentaires facturés sur votre compte personnel.

• vous disposez d'un temps limité ; une fois l'atelier commencé, vous ne pouvez pas le mettre en pause.

Remarque : Si vous possédez déjà votre propre compte ou projet Google Cloud, veillez à ne pas l'utiliser pour réaliser cet atelier afin d'éviter que des frais supplémentaires ne vous soient facturés.

Démarrer l'atelier et se connecter à la console Google Cloud

1. Cliquez sur le bouton Démarrer l'atelier. Si l'atelier est payant, un pop-up s'affiche pour vous permettre de sélectionner un mode de paiement. Sur la gauche, vous trouverez le panneau Détails concernant l'atelier, qui contient les éléments suivants :

   • Le bouton Ouvrir la console Google Cloud
   • Le temps restant
   • Les identifiants temporaires que vous devez utiliser pour cet atelier
   • Des informations complémentaires vous permettant d'effectuer l'atelier

2. Cliquez sur Ouvrir la console Google Cloud (ou effectuez un clic droit et sélectionnez Ouvrir le lien dans la fenêtre de navigation privée si vous utilisez le navigateur Chrome).

   L'atelier lance les ressources, puis ouvre la page Se connecter dans un nouvel onglet.

   Conseil : Réorganisez les onglets dans des fenêtres distinctes, placées côte à côte.

   Remarque : Si la boîte de dialogue Sélectionner un compte s'affiche, cliquez sur Utiliser un autre compte.

3. Si nécessaire, copiez le nom d'utilisateur ci-dessous et collez-le dans la boîte de dialogue Se connecter.

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

   Vous trouverez également le nom d'utilisateur dans le panneau Détails concernant l'atelier.

4. Cliquez sur Suivant.

5. Copiez le mot de passe ci-dessous et collez-le dans la boîte de dialogue Bienvenue.

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

   Vous trouverez également le mot de passe dans le panneau Détails concernant l'atelier.

6. Cliquez sur Suivant.

   Important : Vous devez utiliser les identifiants fournis pour l'atelier. Ne saisissez pas ceux de votre compte Google Cloud. Remarque : Si vous utilisez votre propre compte Google Cloud pour cet atelier, des frais supplémentaires peuvent vous être facturés.

7. Accédez aux pages suivantes :

   • Acceptez les conditions d'utilisation.
   • N'ajoutez pas d'options de récupération ni d'authentification à deux facteurs (ce compte est temporaire).
   • Ne vous inscrivez pas à des essais gratuits.

Après quelques instants, la console Cloud s'ouvre dans cet onglet.

Remarque : Pour afficher un menu contenant la liste des produits et services Google Cloud, cliquez sur le menu de navigation en haut à gauche.

Activer Cloud Shell

Cloud Shell est une machine virtuelle qui contient de nombreux outils pour les développeurs. Elle comprend un répertoire d'accueil persistant de 5 Go et s'exécute sur Google Cloud. Cloud Shell vous permet d'accéder via une ligne de commande à vos ressources Google Cloud.

1. Cliquez sur Activer Cloud Shell  en haut de la console Google Cloud.

Une fois connecté, vous êtes en principe authentifié et le projet est défini sur votre ID_PROJET. Le résultat contient une ligne qui déclare YOUR_PROJECT_ID (VOTRE_ID_PROJET) pour cette session :

Your Cloud Platform project in this session is set to YOUR_PROJECT_ID

gcloud est l'outil de ligne de commande pour Google Cloud. Il est préinstallé sur Cloud Shell et permet la complétion par tabulation.

2. (Facultatif) Vous pouvez lister les noms des comptes actifs à l'aide de cette commande :

gcloud auth list

3. Cliquez sur Autoriser.

4. Vous devez à présent obtenir le résultat suivant :

Résultat :

ACTIVE: * ACCOUNT: student-01-xxxxxxxxxxxx@qwiklabs.net To set the active account, run: $ gcloud config set account `ACCOUNT`

5. (Facultatif) Vous pouvez lister les ID de projet à l'aide de cette commande :

gcloud config list project

Résultat :

[core] project = <ID_Projet>

Exemple de résultat :

[core] project = qwiklabs-gcp-44776a13dea667a6 Remarque : Pour consulter la documentation complète sur gcloud, dans Google Cloud, accédez au guide de présentation de la gcloud CLI.

Définir votre région et votre zone

Certaines ressources Compute Engine sont hébergées dans des régions et des zones. Une région est un emplacement géographique spécifique où vous pouvez exécuter vos ressources. Chaque région se compose d'une ou plusieurs zones.

Exécutez les commandes gcloud suivantes dans Cloud Shell pour définir la région et la zone par défaut de votre atelier :

gcloud config set compute/zone "{{{project_0.default_zone | Zone}}}" export ZONE=$(gcloud config get compute/zone) gcloud config set compute/region "{{{project_0.default_region | Region}}}" export REGION=$(gcloud config get compute/region)

Dans le menu de gauche, cliquez sur Réseaux VPC pour afficher l'ensemble de votre réseau. Le réseau taw-custom-network comporte trois sous-réseaux, auxquels des règles de pare-feu sont appliquées.

Vérifiez les paramètres de votre réseau et de vos sous-réseaux.

Vous allez maintenant créer une VM dans chaque sous-réseau et vous assurer que vous pouvez vous y connecter.

Tâche 1 : Connecter les VM et vérifier la latence

Lors de cette tâche, vous allez créer une machine virtuelle dans chaque zone. Chaque machine utilisera les tags réseau dont les règles de pare-feu ont besoin pour autoriser le trafic réseau.

1. Exécutez cette commande pour créer une instance nommée us-test-01 dans le sous-réseau "subnet-" :

gcloud compute instances create us-test-01 \ --subnet subnet-{{{project_0.default_region | Region}}} \ --zone {{{project_0.default_zone | ZONE}}} \ --machine-type e2-standard-2 \ --tags ssh,http,rules

Veillez à bien noter l'adresse IP externe : elle vous servira plus tard au cours de cet atelier.

Résultat :

Created [https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/cloud-network-module-101/zones/{{{project_0.default_zone | ZONE}}}/instances/us-test-01]. NAME ZONE MACHINE_TYPE PREEMPTIBLE INTERNAL_IP EXTERNAL_IP STATUS us-test-01 {{{project_0.default_zone | ZONE}}} e2-standard-2 10.0.0.2 104.198.230.22 RUNNING

2. Vous allez maintenant créer les VM us-test-02 et us-test-03 dans les sous-réseaux corrélés :

gcloud compute instances create us-test-02 \ --subnet subnet-{{{project_0.default_region_2 | REGION}}} \ --zone {{{project_0.default_zone_2 | ZONE}}} \ --machine-type e2-standard-2 \ --tags ssh,http,rules gcloud compute instances create us-test-03 \ --subnet subnet-{{{project_0.default_region_3 | REGION}}} \ --zone {{{project_0.default_zone_3 | ZONE}}} \ --machine-type e2-standard-2 \ --tags ssh,http,rules

Cliquez sur Vérifier ma progression pour valider l'objectif.

Créer trois instances dans les zones spécifiées pour procéder aux tests Traceroute et de performance

Vérifier la connexion à votre VM

Vous allez maintenant effectuer quelques exercices pour tester la connexion à vos VM. Vous allez utiliser une commande ping pour tester la joignabilité d'un hôte et mesurer le délai aller-retour pour les messages envoyés depuis l'hôte émetteur vers l'ordinateur de destination.

1. Revenez à la console et accédez à Compute Engine.

2. Cliquez sur le bouton SSH correspondant à l'instance us-test-01. Cette action entraîne l'ouverture d'une connexion SSH vers l'instance dans une nouvelle fenêtre.

3. Dans la fenêtre SSH de l'instance us-test-01, saisissez la commande suivante pour lancer un écho ICMP (Internet Control Message Protocol) vers us-test-02, en ajoutant dans la ligne l'adresse IP externe de la VM :

ping -c 3 <us-test-02-external-ip-address>

Vous pouvez identifier l'adresse IP externe de vos machines virtuelles dans le champ "Adresse IP externe" de l'onglet du navigateur Compute Engine.

Remarque : Vos adresses IP seront différentes de celles apparaissant sur l'image.

4. Exécutez cette commande pour lancer un écho ICMP vers us-test-03, en ajoutant dans la ligne l'adresse IP externe de la VM :

ping -c 3 <us-test-03-external-ip-address>

Exemple de résultat :

PING 35.187.149.67 (35.187.149.67) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 35.187.149.67: icmp_seq=1 ttl=76 time=152 ms 64 bytes from 35.187.149.67: icmp_seq=2 ttl=76 time=152 ms 64 bytes from 35.187.149.67: icmp_seq=3 ttl=76 time=152 ms

5. Vérifiez maintenant que la connexion SSH vers les instances us-test-02 et us-test-03 fonctionne également. Lancez un écho ICMP vers us-test-01.

Utiliser une commande ping pour mesurer la latence

La latence désigne la durée nécessaire au trajet aller-retour d'un paquet de données entre sa source et sa destination. Elle est généralement mesurée en millisecondes (ms).

• Vous allez utiliser la commande ping pour mesurer la latence entre ces régions. Exécutez la commande suivante après avoir ouvert une fenêtre SSH sur l'instance us-test-01 :

ping -c 3 us-test-02.{{{project_0.default_zone_2 | ZONE}}}

Résultat de la commande :

PING us-test-02.{{{project_0.default_zone_2 | ZONE}}}.c.cloud-network-module-101.internal (10.2.0.2) 56(84) bytes of data. 64 bytes from us-test-02.{{{project_0.default_zone_2 | ZONE}}}.c.cloud-network-module-101.internal (10.2.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=105 ms 64 bytes from us-test-02.{{{project_0.default_zone_2 | ZONE}}}.c.cloud-network-module-101.internal (10.2.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=104 ms 64 bytes from us-test-02.{{{project_0.default_zone_2 | ZONE}}}.c.cloud-network-module-101.internal (10.2.0.2): icmp_seq=3 ttl=64 time=104 ms

La latence obtenue correspond au "délai aller-retour" (DAR), indiquant le temps que le paquet met à se rendre d'us-test-01 à us-test-02.

La commande ping teste la connectivité à l'aide de messages ICMP de requête d'écho et de réponse d'écho.

Remarque : Questions à se poser

Quelle est la latence observée entre les régions ? Quelle est la particularité de la connexion entre "us-test-02" et "us-test-03" ? Remarque : Comment le service DNS est-il fourni (en interne) pour les instances de VM ?

Chaque instance dispose d'un serveur de métadonnées faisant également office de résolveur DNS pour cette instance. Les résolutions DNS sont effectuées pour les noms d'instance. Le serveur de métadonnées, quant à lui, stocke toutes les informations DNS pour le réseau local et interroge les serveurs DNS publics de Google concernant les adresses situées en dehors du réseau local.

Le nom de domaine complet interne d'une instance est au format "hostName.[ZONE].c.[PROJECT_ID].internal".

Vous pouvez toujours vous connecter d'une instance à une autre en utilisant ce nom de domaine complet. Si vous voulez vous connecter à une instance en utilisant, par exemple, uniquement le nom d'hôte (hostName), vous avez besoin des informations fournies par le résolveur DNS interne qui est intégré à Compute Engine.

Tâche 2 : Exécuter les tests Traceroute et de performances

Traceroute est un outil permettant de retracer le chemin entre deux hôtes. Un traceroute peut s'avérer très utile pour identifier initialement de nombreux types de problèmes réseau. C'est pour cette raison que les ingénieurs réseau et les techniciens d'assistance vous demandent souvent d'exécuter ce type de test pour diagnostiquer des problèmes réseau.

Remarque : Fonctionnalités

Traceroute affiche l'ensemble des sauts de la couche 3 (couche de routage) entre les hôtes. Pour ce faire, l'outil envoie des paquets à l'emplacement distant en augmentant progressivement la valeur TTL (Time To Live), qui commence à 1. Le champ TTL est un champ du paquet IP dont la valeur se voit réduite de 1 à chaque routeur rencontré. Lorsque la valeur TTL atteint zéro, le paquet est supprimé et un message ICMP "TTL exceeded" (Valeur TTL dépassée) est renvoyé à l'expéditeur. Cette opération permet d'éviter les boucles de routage : comme le champ TTL atteint zéro au bout d'un certain temps, les paquets ne peuvent pas circuler indéfiniment. Par défaut, le système d'exploitation définit une valeur TTL élevée (64, 128, 255 ou une valeur semblable). Celle-ci ne devrait donc être atteinte que dans une situation anormale.

L'outil traceroute envoie donc d'abord des paquets dotés d'une valeur TTL correspondant à 1, puis 2, etc. Ceux-ci expirent au premier routeur rencontré, puis au deuxième, et ainsi de suite. L'outil affiche ensuite le nom/l'adresse IP du saut intermédiaire en utilisant l'adresse IP/l'hôte source du message ICMP "TTL exceeded" (Valeur TTL dépassée) qui est renvoyé. Lorsque la valeur TTL est suffisamment élevée, le paquet atteint sa destination, qui répond à son tour.

Le type de paquet envoyé varie selon l'implémentation. Sous Linux, des paquets UDP sont envoyés vers un port élevé inutilisé. La destination finale renvoie donc un message "ICMP Port Unreachable" (Port ICMP injoignable). Par défaut, Windows et l'outil mtr transmettent des requêtes d'écho ICMP (comme des commandes ping). La destination finale renvoie donc une réponse d'écho ICMP.

Essayez cette procédure en configurant un traceroute sur l'une de vos machines virtuelles.

1. Pour cette étape, utilisez les VM us-test-01 et us-test-02, et connectez-vous en SSH à chacune d'elles.

2. Installez les outils de performances dans la fenêtre SSH de l'instance us-test-01 :

sudo apt-get update sudo apt-get -y install traceroute mtr tcpdump iperf whois host dnsutils siege

3. Utilisez à présent traceroute avec www.icann.org et observez son fonctionnement :

traceroute www.icann.org

Dans le résultat, chaque ligne représente un saut.

• Première colonne : affiche le numéro du saut.
• Deuxième colonne : affiche l'adresse IP (ou le nom d'hôte, s'il est disponible) du saut.
• Autres colonnes : affichent le DAR des paquets supplémentaires envoyés à ce saut.

3. Essayez quelques autres destinations et testez également d'autres sources :

   • Machines virtuelles de la même région ou d'une autre région (eu1-vm, asia1-vm, w2-vm)
   • www.wikipedia.org
   • www.adcash.com
   • bad.horse (donne de meilleurs résultats si vous augmentez la valeur TTL maximale, donc exécutez traceroute -m 255 bad.horse)
   • Toute autre destination à laquelle vous pourriez penser

4. Pour arrêter le traceroute, appuyez sur Ctrl+C dans la fenêtre SSH et revenez à la ligne de commande.

Remarque : Questions à se poser

Qu'avez-vous remarqué dans les différents traceroutes ? Exécuter les tests Traceroute et de performance

Tâche 3 : Tester les performances à l'aide de l'outil iPerf

iperf mesure le débit et la latence du réseau. Lorsque vous testez les performances entre deux hôtes à l'aide d'iperf, l'un de ces deux hôtes doit être configuré en tant que serveur iPerf pour accepter les connexions.

Remarque : Les commandes ci-dessous entraînent le transfert de plusieurs gigaoctets de trafic entre diverses régions. Ces données vous sont facturées conformément aux tarifs de sortie Internet. Gardez cela à l'esprit lorsque vous utilisez ces commandes. Si votre projet ne figure pas sur la liste d'autorisation ou si vous n'êtes pas en période d'essai, vous pouvez passer cette étape ou vous contenter de la survoler. (Les coûts ne devraient pas s'élever à plus de 1 USD.)

1. Connectez-vous en SSH à us-test-02 et installez les outils de performances :

sudo apt-get update sudo apt-get -y install traceroute mtr tcpdump iperf whois host dnsutils siege

2. Connectez-vous en SSH à us-test-01, puis exécutez la commande suivante :

iperf -s #run in server mode

3. Dans la fenêtre SSH de l'instance us-test-02, exécutez la commande iperf suivante :

iperf -c us-test-01.{{{project_0.default_zone | ZONE}}} #run in client mode

Le résultat devrait ressembler à ceci :

Client connecting to eu-vm, TCP port 5001 TCP window size: 45.0 KByte (default) [ 3] local 10.20.0.2 port 35923 connected with 10.30.0.2 port 5001 [ ID] Interval Transfer Bandwidth [ 3] 0.0-10.0 sec 298 MBytes 249 Mbits/sec

4. Lorsque vous avez terminé, appuyez sur les touches Ctrl+C sur l'instance us-test-01 pour arrêter la session côté serveur.

Entre les VM d'une même région

Vous allez maintenant déployer une autre instance (us-test-04) dans une zone différente de celle où se trouve us-test-01. Vous verrez que, dans cette région, la bande passante est limitée par un seuil de sortie de 2 Gbit/s par cœur.

1. Dans Cloud Shell, créez l'instance us-test-04 :

gcloud compute instances create us-test-04 \ --subnet subnet-{{{project_0.default_region | REGION}}} \ --zone {{{project_0.default_zone | ZONE}}} \ --tags ssh,http

2. Connectez-vous en SSH à us-test-04 et installez les outils de performances :

sudo apt-get update sudo apt-get -y install traceroute mtr tcpdump iperf whois host dnsutils siege

Vous atteindrez des limites bien plus faibles entre plusieurs régions, principalement à cause des limites appliquées à la taille de la fenêtre TCP et aux performances en flux unique. Vous pouvez augmenter la bande passante entre les hôtes en utilisant d'autres paramètres, tels que le paramètre UDP.

3. Dans la fenêtre SSH de l'instance us-test-02, exécutez la commande suivante :

iperf -s -u #iperf server side

4. Dans la fenêtre SSH de l'instance us-test-01, exécutez la commande suivante :

iperf -c us-test-02.{{{project_0.default_zone_2 | ZONE}}} -u -b 2G #iperf client side - send 2 Gbits/s

Vous devriez alors atteindre une vitesse supérieure entre l'Europe et les États-Unis. Vous pouvez encore l'améliorer en exécutant d'autres commandes iperf TCP en parallèle. Faisons le test.

5. Dans la fenêtre SSH de l'instance us-test-01, exécutez la commande suivante :

iperf -s

6. Dans la fenêtre SSH de l'instance us-test-02, exécutez la commande suivante :

iperf -c us-test-01.{{{project_0.default_zone | ZONE}}} -P 20

La bande passante combinée devrait s'approcher de la bande passante maximale possible.

Cliquez sur Vérifier ma progression pour valider l'objectif.

Tester les performances

7. Essayez d'autres combinaisons. Si vous utilisez Linux sur votre ordinateur portable, vous pouvez également effectuer des tests avec celui-ci. (Vous pouvez aussi essayer l'outil iPerf3, qui est compatible avec de nombreux systèmes d'exploitation. Cet outil sort toutefois du cadre de cet atelier.)

Comme vous pouvez le constater, l'exécution d'un seul flux TCP (tel qu'une copie de fichier) ne permet pas d'atteindre la bande passante maximale. Vous devez ouvrir plusieurs sessions TCP en parallèle. Ce phénomène est dû à des paramètres TCP, comme la taille de la fenêtre, et à certaines fonctions telles que le démarrage lent.

Pour en savoir plus sur ce point et sur d'autres sujets liés à TCP/IP, consultez TCP/IP Illustrated.

Des outils comme bbcp vous permettent de copier des fichiers le plus rapidement possible. Ils offrent des transferts simultanés et une taille de fenêtre configurable.

Terminer l'atelier

Une fois l'atelier terminé, cliquez sur Terminer l'atelier. Votre compte et les ressources utilisées sont alors supprimés de la plate-forme d'atelier.

Si vous le souhaitez, vous pouvez noter l'atelier. Sélectionnez un nombre d'étoiles, saisissez un commentaire, puis cliquez sur Envoyer.

Voici à quoi correspond le nombre d'étoiles que vous pouvez attribuer à un atelier :

• 1 étoile = très insatisfait(e)
• 2 étoiles = insatisfait(e)
• 3 étoiles = ni insatisfait(e), ni satisfait(e)
• 4 étoiles = satisfait(e)
• 5 étoiles = très satisfait(e)

Si vous ne souhaitez pas donner votre avis, vous pouvez fermer la boîte de dialogue.

Pour soumettre des commentaires, suggestions ou corrections, veuillez accéder à l'onglet Assistance.

Félicitations

Vous savez maintenant utiliser gcloud pour créer des machines virtuelles sur un réseau existant. Vous avez aussi appris à utiliser divers outils pour tester la connectivité et la latence sur le réseau.

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Dernière mise à jour du manuel : 23 août 2024

Dernier test de l'atelier : 23 août 2024

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