GSP161

개요

가상 사설망(VPN)이 있으면 어디서든 가상 머신(VM)과 서브네트워크를 사용할 수 있습니다. 멀티 리전, 멀티 영역 VPN은 전 세계에 진출한 조직에 확장 가능하고 안전하며 가용성이 높은 네트워크 솔루션을 제공합니다. 이 실습에서는 네트워크 연결성과 속도에 중점을 두고 다음을 시연합니다.

• 한 리전 또는 한 영역에 장애나 중단이 발생하더라도 사용 가능한 다른 리전이나 영역으로 트래픽을 원활하게 다시 라우팅하여 지속적인 연결을 보장할 수 있습니다.
• 사용자 위치에 가까운 리전에 엔드포인트가 있으면 네트워크 경로가 단축되어 지연 시간이 줄어들고 전반적인 성능이 향상됩니다.
• 멀티 리전 VPN을 통해 네트워크 상태와 사용자 위치에 따라 트래픽을 지능적으로 라우팅할 수 있으므로 가장 빠르고 효율적인 경로를 보장할 수 있습니다.

이 실습에서는 gcloud CLI를 사용하여 기존 네트워크에 VM을 추가한 후 VM 간의 연결 및 지연 시간을 테스트합니다.

기본 요건

필수는 아니지만 커스텀 네트워크를 만들고 방화벽 규칙 적용하기 실습을 해 봄으로써 네트워크를 만들고 방화벽 규칙을 적용하는 방법을 이해하는 것이 좋습니다. 본 실습은 이러한 개념을 이해하고 있다는 전제하에 진행됩니다.

학습할 내용

• 기존 VPN 서브넷에 VM 추가
• VM 간 연결 확인
• 영역 간 지연 시간 측정

설정 및 요건

실습 시작 버튼을 클릭하기 전에

다음 안내를 확인하세요. 실습에는 시간 제한이 있으며 일시중지할 수 없습니다. 실습 시작을 클릭하면 타이머가 시작됩니다. 이 타이머에는 Google Cloud 리소스를 사용할 수 있는 시간이 얼마나 남았는지 표시됩니다.

실무형 실습을 통해 시뮬레이션이나 데모 환경이 아닌 실제 클라우드 환경에서 직접 실습 활동을 진행할 수 있습니다. 실습 시간 동안 Google Cloud에 로그인하고 액세스하는 데 사용할 수 있는 새로운 임시 사용자 인증 정보가 제공됩니다.

이 실습을 완료하려면 다음을 준비해야 합니다.

• 표준 인터넷 브라우저 액세스 권한(Chrome 브라우저 권장)

참고: 이 실습을 실행하려면 시크릿 모드 또는 시크릿 브라우저 창을 사용하세요. 개인 계정과 학생 계정 간의 충돌로 개인 계정에 추가 요금이 발생하는 일을 방지해 줍니다.

• 실습을 완료하기에 충분한 시간---실습을 시작하고 나면 일시중지할 수 없습니다.

참고: 계정에 추가 요금이 발생하지 않도록 하려면 개인용 Google Cloud 계정이나 프로젝트가 이미 있어도 이 실습에서는 사용하지 마세요.

실습을 시작하고 Google Cloud 콘솔에 로그인하는 방법

1. 실습 시작 버튼을 클릭합니다. 실습 비용을 결제해야 하는 경우 결제 수단을 선택할 수 있는 팝업이 열립니다. 왼쪽에는 다음과 같은 항목이 포함된 실습 세부정보 패널이 있습니다.

   • Google Cloud 콘솔 열기 버튼
   • 남은 시간
   • 이 실습에 사용해야 하는 임시 사용자 인증 정보
   • 필요한 경우 실습 진행을 위한 기타 정보

2. Google Cloud 콘솔 열기를 클릭합니다(Chrome 브라우저를 실행 중인 경우 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고 시크릿 창에서 링크 열기를 선택합니다).

   실습에서 리소스가 가동되면 다른 탭이 열리고 로그인 페이지가 표시됩니다.

   팁: 두 개의 탭을 각각 별도의 창으로 나란히 정렬하세요.

   참고: 계정 선택 대화상자가 표시되면 다른 계정 사용을 클릭합니다.

3. 필요한 경우 아래의 사용자 이름을 복사하여 로그인 대화상자에 붙여넣습니다.

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

   실습 세부정보 패널에서도 사용자 이름을 확인할 수 있습니다.

4. 다음을 클릭합니다.

5. 아래의 비밀번호를 복사하여 시작하기 대화상자에 붙여넣습니다.

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

   실습 세부정보 패널에서도 비밀번호를 확인할 수 있습니다.

6. 다음을 클릭합니다.

   중요: 실습에서 제공하는 사용자 인증 정보를 사용해야 합니다. Google Cloud 계정 사용자 인증 정보를 사용하지 마세요. 참고: 이 실습에 자신의 Google Cloud 계정을 사용하면 추가 요금이 발생할 수 있습니다.

7. 이후에 표시되는 페이지를 클릭하여 넘깁니다.

   • 이용약관에 동의합니다.
   • 임시 계정이므로 복구 옵션이나 2단계 인증을 추가하지 않습니다.
   • 무료 체험판을 신청하지 않습니다.

잠시 후 Google Cloud 콘솔이 이 탭에서 열립니다.

참고: Google Cloud 제품 및 서비스 목록이 있는 메뉴를 보려면 왼쪽 상단의 탐색 메뉴를 클릭합니다.

Cloud Shell 활성화

Cloud Shell은 다양한 개발 도구가 탑재된 가상 머신으로, 5GB의 영구 홈 디렉터리를 제공하며 Google Cloud에서 실행됩니다. Cloud Shell을 사용하면 명령줄을 통해 Google Cloud 리소스에 액세스할 수 있습니다.

1. Google Cloud 콘솔 상단에서 Cloud Shell 활성화 를 클릭합니다.

연결되면 사용자 인증이 이미 처리된 것이며 프로젝트가 PROJECT_ID로 설정됩니다. 출력에 이 세션의 PROJECT_ID를 선언하는 줄이 포함됩니다.

Your Cloud Platform project in this session is set to YOUR_PROJECT_ID

gcloud는 Google Cloud의 명령줄 도구입니다. Cloud Shell에 사전 설치되어 있으며 명령줄 자동 완성을 지원합니다.

2. (선택사항) 다음 명령어를 사용하여 활성 계정 이름 목록을 표시할 수 있습니다.

gcloud auth list

3. 승인을 클릭합니다.

4. 다음과 비슷한 결과가 출력됩니다.

출력:

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

5. (선택사항) 다음 명령어를 사용하여 프로젝트 ID 목록을 표시할 수 있습니다.

gcloud config list project

출력:

[core] project = <project_ID>

출력 예시:

[core] project = qwiklabs-gcp-44776a13dea667a6 참고: gcloud 전체 문서는 Google Cloud에서 gcloud CLI 개요 가이드를 참조하세요.

리전 및 영역 설정

특정 Compute Engine 리소스는 여러 리전과 영역에 위치합니다. 리전은 리소스를 실행할 수 있는 특정한 지리적 위치로, 각 리전에는 영역이 하나 이상 있습니다.

Cloud Shell에서 다음 gcloud 명령어를 실행하여 실습의 기본 리전과 영역을 설정합니다.

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)

왼쪽 메뉴에서 VPC 네트워크를 클릭하면 전체 네트워크가 표시됩니다. taw-custom-network에는 방화벽 규칙이 적용된 세 개의 서브네트워크가 있습니다.

네트워크와 서브넷의 설정을 검토합니다.

다음 단계에서 각 서브넷에 VM을 만들고 연결할 수 있는지 확인해 보겠습니다.

작업 1. VM 연결 및 지연 시간 확인

이 작업에서는 각 영역에 가상 머신을 만듭니다. 각 머신은 방화벽 규칙이 네트워크 트래픽을 허용하는 데 필요한 네트워크 태그를 사용합니다.

1. 다음 명령어를 실행하여 subnet- 서브넷에 us-test-01이라는 인스턴스를 만듭니다.

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

실습 후반부에 사용할 수 있도록 외부 IP를 기록해 둡니다.

출력:

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. 이제 상호 연관된 서브넷에 us-test-02 및 us-test-03 VM을 만듭니다.

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

내 진행 상황 확인하기를 클릭하여 목표를 확인합니다.

Traceroute 및 성능 테스트를 위해 지정된 영역에 세 개의 인스턴스를 만듭니다.

VM을 연결할 수 있는지 확인하기

이제 VM 연결을 테스트하기 위한 몇 가지 활동을 수행합니다. 핑을 사용하여 호스트의 연결 가능성을 테스트하고 원본 호스트에서 대상 컴퓨터로 보낸 메시지의 왕복 시간을 측정합니다.

1. 콘솔로 다시 전환하고 Compute Engine으로 이동합니다.

2. us-test-01 인스턴스에 해당하는 SSH 버튼을 클릭합니다. 그러면 새 창에서 인스턴스에 대한 SSH 연결이 열립니다.

3. us-test-01의 SSH 창에서 다음 명령어를 입력하여 us-test-02에 대해 인터넷 제어 메시지 프로토콜(ICMP) 에코를 사용하고 VM의 외부 IP 주소를 인라인으로 추가합니다.

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

가상 머신의 외부 IP는 Compute Engine 브라우저 탭의 외부 IP 필드에서 찾을 수 있습니다.

참고: 학습자의 IP 주소는 그림과 다릅니다.

4. 다음 명령어를 실행하여 us-test-03에 대해 ICMP 에코를 사용하고 VM의 외부 IP 주소를 인라인으로 추가합니다.

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

출력 예시:

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. 이제 us-test-02 및 us-test-03 인스턴스에서도 SSH가 작동하는지 확인합니다. us-test-01에 대해 ICMP 에코를 사용해 봅니다.

핑을 사용하여 지연 시간 측정하기

지연 시간은 데이터 패킷이 소스에서 대상까지 왕복하는 데 걸리는 시간을 말합니다. 일반적으로 밀리초(ms)로 측정됩니다.

• 핑을 사용하여 이러한 리전 간 지연 시간을 측정합니다. us-test-01에서 SSH 창을 연 후 다음 명령어를 실행합니다.

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

명령어 출력:

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

반환된 지연 시간은 '왕복 시간'(RTT)으로 패킷이 us-test-01에서 us-test-02까지 도달하는 데 걸리는 시간을 나타냅니다.

연결을 테스트하기 위해 핑은 ICMP 에코 요청 및 에코 응답 메시지를 사용합니다.

참고: 고려사항

리전 간 지연 시간이 얼마나 되나요? 'us-test-02'에서 'us-test-03'으로의 연결에서 눈에 띄는 점은 무엇인가요? 참고: 내부 DNS: DNS는 VM 인스턴스에 어떻게 프로비저닝되나요?

각 인스턴스에는 해당 인스턴스의 DNS 리졸버로 작동하는 메타데이터 서버가 있습니다. DNS 조회는 인스턴스 이름별로 수행됩니다. 메타데이터 서버 자체에서 로컬 네트워크의 모든 DNS 정보를 저장하고 로컬 네트워크 외부의 주소에 대해서는 Google의 공용 DNS 서버를 쿼리합니다.

인스턴스에 대한 내부의 정규화된 도메인 이름(FQDN)은 hostName.[ZONE].c.[PROJECT_ID].internal과 같이 표시됩니다.

이 FQDN을 사용하여 항상 한 인스턴스에서 다른 인스턴스로 연결할 수 있습니다. 예를 들어 `hostName`만 사용하여 인스턴스에 연결하려면 Compute Engine의 일부로 제공되는 내부 DNS 리졸버의 정보가 필요합니다.

작업 2. Traceroute 및 성능 테스트

Traceroute는 두 호스트 간 경로를 추적하는 도구입니다. Traceroute는 다양한 유형의 네트워크 문제 파악에 있어 유용한 첫 번째 단계가 될 수 있습니다. 지원팀이나 네트워크 엔지니어가 네트워크 문제를 진단할 때 Traceroute를 요청하는 경우가 많습니다.

참고: 기능

Traceroute에 호스트 간의 모든 계층 3(라우팅 계층) 홉이 표시됩니다. 이는 TTL(수명) 값을 1부터 증가시켜 패킷을 원격 대상에 전송하는 방식으로 이루어집니다. TTL 필드는 라우터마다 하나씩 줄어드는 IP 패킷의 필드입니다. TTL이 0이 되면 패킷은 삭제되고 발송자에게 'TTL 초과' ICMP 메시지가 반환됩니다. 이 방법은 라우팅 루프를 방지하는 데 사용됩니다. TTL 필드가 결국 0까지 감소하기 때문에 패킷이 무한하게 루프로 돌 수 없기 때문입니다. 기본적으로 OS는 TTL 값을 높은 값(64, 128, 255 등)으로 설정하므로 루프 현상은 비정상적인 상황에서만 발생합니다.

Traceroute는 TTL 값이 1인 패킷을 먼저 보낸 다음 2, 3 등의 순서로 보내므로 이러한 패킷은 경로의 첫 번째, 두 번째, 세 번째 등의 라우터에서 만료됩니다. 그런 다음 반환되는 ICMP TTL 초과 메시지의 소스 IP/호스트를 가져와 중간 홉의 이름/IP를 표시합니다. TTL이 충분히 높아지면 패킷이 대상에 도달하고 대상에서 응답합니다.

전송되는 패킷 유형은 구현 방식에 따라 다릅니다. Linux에서 UDP 패킷은 사용되지 않는 높은 포트로 전송됩니다. 따라서 최종 대상에서는 'ICMP 포트 연결할 수 없음'으로 응답합니다. Windows 및 MTR 도구는 기본적으로 ICMP 에코 요청(예: 핑)을 사용하므로 최종 대상에서 ICMP 에코 응답으로 응답합니다.

가상 머신 중 하나에 Traceroute를 설정해 보겠습니다.

1. 이 단계에서는 us-test-01 VM 및 us-test-02 VM을 사용하며 두 VM 모두 SSH를 통해 연결합니다

2. us-test-01의 SSH 창에서 다음 성능 도구를 설치합니다.

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

3. 이제 www.icann.org에서 traceroute를 사용해 어떻게 작동하는지 확인합니다.

traceroute www.icann.org

출력에서 각 줄은 홉을 나타냅니다.

• 첫 번째 열: 홉 번호를 표시합니다.
• 두 번째 열: 홉 IP 주소(또는 해당되는 경우 호스트 이름)를 표시합니다.
• 기타 열: 해당 홉으로 전송된 추가 패킷에 대한 RTT를 표시합니다.

3. 이제 몇 개의 다른 대상과 소스에서도 시도해 봅니다.

   • 동일한 리전 또는 다른 리전의 VM(eu1-vm, asia1-vm, w2-vm)
   • www.wikipedia.org
   • www.adcash.com
   • bad.horse(최대 TTL을 늘리면 가장 잘 작동하므로 traceroute -m 255 bad.horse를 실행)
   • 기타 고려사항

4. Traceroute를 중지하려면 SSH 창에서 Ctrl+C를 눌러 명령줄로 돌아갑니다.

참고: 고려사항

다른 Traceroute는 어떤가요? Traceroute 및 성능 테스트

작업 3. iperf를 사용하여 성능 테스트

iperf는 네트워크 처리량과 지연 시간을 측정합니다. iperf를 사용하여 두 호스트 간 성능을 테스트할 때 연결을 수락하려면 한쪽을 iperf 서버로 설정해야 합니다.

참고: 다음 명령어는 리전 간에 기가바이트 규모의 트래픽을 전송하며 인터넷 이그레스 요금이 부과됩니다. 사용 시 이 점에 유의하세요. 허용 목록에 추가된 프로젝트 또는 무료 체험판이 아닌 경우 이 섹션을 건너뛰거나 훑어보기만 해도 됩니다. (비용은 $1(USD)를 초과하지 않을 것입니다.)

1. SSH를 통해 us-test-02에 연결하고 성능 도구를 설치합니다.

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

2. SSH를 통해 us-test-01에 연결하고 다음을 실행합니다.

iperf -s #run in server mode

3. us-test-02 SSH에서 이 iperf를 실행합니다.

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

일부 결과는 다음과 같습니다.

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. 완료되면 us-test-01에서 Ctrl + C를 사용하여 서버 측을 종료합니다.

리전 내 VM 간

이제 us-test-01과 다른 영역에 다른 인스턴스(us-test-04)를 배포하겠습니다. 리전 내에 해당 인스턴스가 표시되며 대역폭은 이그레스 상한 코어당 2Gbit/초로 제한됩니다.

1. Cloud Shell에서 us-test-04를 만듭니다.

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

2. SSH를 통해 us-test-04에 연결하고 성능 도구를 설치합니다.

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

리전 간에는 대부분 TCP 창 크기 및 단일 스트림 성능 제한으로 인해 훨씬 낮은 제한이 적용됩니다. UDP 등 다른 매개변수를 사용하여 호스트 간 대역폭을 늘릴 수 있습니다.

3. us-test-02 SSH에서 다음을 실행합니다.

iperf -s -u #iperf server side

4. us-test-01 SSH에서 다음을 실행합니다.

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

이렇게 하면 EU와 US 간에 속도가 더 빨라집니다. 다수의 TCP iperfs를 병렬로 실행하면 속도가 훨씬 빨라질 수 있습니다. 한 번 테스트해 보겠습니다.

5. us-test-01에 대한 SSH 창에서 다음을 실행합니다.

iperf -s

6. us-test-02에 대한 SSH 창에서 다음을 실행합니다.

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

결합된 대역폭은 최대로 달성할 수 있는 대역폭에 매우 가깝습니다.

내 진행 상황 확인하기를 클릭하여 목표를 확인합니다.

성능 테스트

7. 몇 가지 조합을 더 테스트해 보세요. 노트북에서 Linux를 사용하는 경우 노트북에 대해서도 테스트할 수 있습니다. (여러 OS에 사용할 수 있는 iperf3도 테스트해 볼 수 있지만 실습에는 포함되어 있지 않습니다.)

여기서 볼 수 있듯이 최대 대역폭에 도달하기 위해서는 단일 TCP 스트림(예: 파일 복사)을 실행하는 것만으로는 부족하고 여러 TCP 세션을 병렬로 실행해야 합니다. 원인은 Window Size와 같은 TCP 매개변수와 Slow Start와 같은 함수입니다.

이 주제와 다른 모든 TCP/IP 주제에 대한 자세한 내용은 TCP/IP Illustrated를 참조하세요.

bbcp와 같은 도구를 사용하면 전송을 병렬화하고 구성 가능한 창 크기를 사용하여 최대한 빨리 파일을 복사할 수 있습니다.

실습 종료하기

실습을 완료하면 실습 종료를 클릭합니다. 사용한 계정과 리소스가 실습 플랫폼에서 삭제됩니다.

실습 경험을 평가할 수 있습니다. 해당하는 별표 수를 선택하고 의견을 입력한 후 제출을 클릭합니다.

별점의 의미는 다음과 같습니다.

• 별표 1개 = 매우 불만족
• 별표 2개 = 불만족
• 별표 3개 = 중간
• 별표 4개 = 만족
• 별표 5개 = 매우 만족

의견을 제공하고 싶지 않다면 대화상자를 닫으면 됩니다.

의견이나 제안 또는 수정할 사항이 있다면 지원 탭을 사용하세요.

수고하셨습니다

gcloud를 사용하여 기존 네트워크에 가상 머신을 빌드하는 방법을 알아보고, 다양한 도구를 사용하여 네트워크의 연결 및 지연 시간을 테스트했습니다.

Google Cloud 교육 및 자격증

Google Cloud 기술을 최대한 활용하는 데 도움이 됩니다. Google 강의에는 빠른 습득과 지속적인 학습을 지원하는 기술적인 지식과 권장사항이 포함되어 있습니다. 기초에서 고급까지 수준별 학습을 제공하며 바쁜 일정에 알맞은 주문형, 실시간, 가상 옵션이 포함되어 있습니다. 인증은 Google Cloud 기술에 대한 역량과 전문성을 검증하고 입증하는 데 도움이 됩니다.

설명서 최종 업데이트: 2024년 8월 23일

실습 최종 테스트: 2024년 8월 23일

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