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概览

在本实验中，您将了解如何在 Google Cloud（包括 Compute Engine 实例）上执行基本的网络组建和管理任务，以及 Google Cloud 和本地设置之间的差异。您将组建一个网络和 3 个子网，构建最终状态如下的环境：

最后，您将了解如何创建防火墙规则，以及如何使用实例标记来应用防火墙规则。

学习内容

• Google Cloud 网络的基本概念和结构
• 如何配置默认网络和用户创建的网络。
• 如何创建防火墙规则，以及如何使用实例标记来应用防火墙规则

设置和要求

点击“开始实验”按钮前的注意事项

请阅读以下说明。实验是计时的，并且您无法暂停实验。计时器在您点击开始实验后即开始计时，显示 Google Cloud 资源可供您使用多长时间。

此实操实验可让您在真实的云环境中开展实验活动，免受模拟或演示环境的局限。为此，我们会向您提供新的临时凭据，您可以在该实验的规定时间内通过此凭据登录和访问 Google Cloud。

为完成此实验，您需要：

• 能够使用标准的互联网浏览器（建议使用 Chrome 浏览器）。

注意：请使用无痕模式（推荐）或无痕浏览器窗口运行此实验。这可以避免您的个人账号与学生账号之间发生冲突，这种冲突可能导致您的个人账号产生额外费用。

• 完成实验的时间 - 请注意，实验开始后无法暂停。

注意：请仅使用学生账号完成本实验。如果您使用其他 Google Cloud 账号，则可能会向该账号收取费用。

如何开始实验并登录 Google Cloud 控制台

1. 点击开始实验按钮。如果该实验需要付费，系统会打开一个对话框供您选择支付方式。左侧是“实验详细信息”窗格，其中包含以下各项：

   • “打开 Google Cloud 控制台”按钮
   • 剩余时间
   • 进行该实验时必须使用的临时凭据
   • 帮助您逐步完成本实验所需的其他信息（如果需要）

2. 点击打开 Google Cloud 控制台（如果您使用的是 Chrome 浏览器，请右键点击并选择在无痕式窗口中打开链接）。

   该实验会启动资源并打开另一个标签页，显示“登录”页面。

   提示：将这些标签页安排在不同的窗口中，并排显示。

   注意：如果您看见选择账号对话框，请点击使用其他账号。

3. 如有必要，请复制下方的用户名，然后将其粘贴到登录对话框中。

   {{{user_0.username | "<用户名>"}}}

   您也可以在“实验详细信息”窗格中找到“用户名”。

4. 点击下一步。

5. 复制下面的密码，然后将其粘贴到欢迎对话框中。

   {{{user_0.password | "<密码>"}}}

   您也可以在“实验详细信息”窗格中找到“密码”。

6. 点击下一步。

   重要提示：您必须使用实验提供的凭据。请勿使用您的 Google Cloud 账号凭据。 注意：在本实验中使用您自己的 Google Cloud 账号可能会产生额外费用。

7. 继续在后续页面中点击以完成相应操作：

   • 接受条款及条件。
   • 由于这是临时账号，请勿添加账号恢复选项或双重验证。
   • 请勿注册免费试用。

片刻之后，系统会在此标签页中打开 Google Cloud 控制台。

注意：如需访问 Google Cloud 产品和服务，请点击导航菜单，或在搜索字段中输入服务或产品的名称。

激活 Cloud Shell

Cloud Shell 是一种装有开发者工具的虚拟机。它提供了一个永久性的 5GB 主目录，并且在 Google Cloud 上运行。Cloud Shell 提供可用于访问您的 Google Cloud 资源的命令行工具。

1. 点击 Google Cloud 控制台顶部的激活 Cloud Shell 。

2. 在弹出的窗口中执行以下操作：

   • 继续完成 Cloud Shell 信息窗口中的设置。
   • 授权 Cloud Shell 使用您的凭据进行 Google Cloud API 调用。

如果您连接成功，即表示您已通过身份验证，且项目 ID 会被设为您的 Project_ID 。输出内容中有一行说明了此会话的 Project_ID：

Your Cloud Platform project in this session is set to {{{project_0.project_id | "PROJECT_ID"}}}

gcloud 是 Google Cloud 的命令行工具。它已预先安装在 Cloud Shell 上，且支持 Tab 自动补全功能。

3. （可选）您可以通过此命令列出活跃账号名称：

gcloud auth list

4. 点击授权。

输出：

ACTIVE: * ACCOUNT: {{{user_0.username | "ACCOUNT"}}} To set the active account, run: $ gcloud config set account `ACCOUNT`

5. （可选）您可以通过此命令列出项目 ID：

gcloud config list project

输出：

[core] project = {{{project_0.project_id | "PROJECT_ID"}}} 注意：如需查看在 Google Cloud 中使用 gcloud 的完整文档，请参阅 gcloud CLI 概览指南。

了解区域和可用区

某些 Compute Engine 资源位于区域或可用区内。区域是指某一块地理位置，您可以在其中运行自己的资源。每个区域包含一个或多个可用区。例如，us-central1 区域表示美国中部的一个区域，该区域包含的可用区有 us-central1-a、us-central1-b、us-central1-c 和 us-central1-f。

区域	可用区
美国西部	us-west1-a、us-west1-b
美国中部	us-central1-a、us-central1-b、us-central1-d、us-central1-f
美国东部	us-east1-b、us-east1-c、us-east1-d
西欧	europe-west1-b、europe-west1-c、europe-west1-d
东亚	asia-east1-a、asia-east1-b、asia-east1-c

可用区内的资源称为可用区级资源，例如可用区内的虚拟机实例和永久性磁盘。要将永久性磁盘附加到虚拟机实例，这两项资源必须位于同一可用区内。同理，如果要为某个实例分配一个静态 IP 地址，则该实例与该静态 IP 必须位于同一区域内。

请参阅 Compute Engine 页面中的“区域和可用区”文档，详细了解区域和可用区，并查看完整列表。

Google Cloud 网络概念

Google Cloud 支持项目、网络和子网，能够对不相关的资源实现灵活的逻辑隔离。

在 Google Cloud 中，网络为数据进出云资源（大多数是 Compute Engine 实例）提供连接。保护您的网络对于保障数据安全和控制对资源的访问权限至关重要。

项目是管理各类资源的核心单元，涵盖设置、权限和描述您的应用的其他元数据。您分配和使用的任何 Google Cloud 资源都必须属于一个项目。

许多开发者会将项目映射到团队，因为每个项目都有自己的访问权限政策 (IAM) 和成员列表。项目还会收集反映资源使用情况的结算详情和配额详情。

在遵循地区和区域规则的前提下，一个项目中的各个资源可以通过内部网络通信等手段实现协同工作。除非您配置了共享 VPC 或 VPC 网络对等互连等连接方法，否则一个项目无法访问其他项目中的资源。

网络将资源直接彼此连接以及连接到外部环境。使用防火墙的网络还包含用于控制传入和传出连接的访问权限政策。网络可以是全球网络（可跨多个区域横向伸缩），也可以是区域性网络（可在一个区域内实现低延迟通信）。

VPC 网络是 Google Cloud 中的虚拟网络。VPC 网络是一种全球性资源，它由数据中心内的一系列区域级虚拟子网组成，所有子网通过全球广域网连接。在 Google Cloud 中，VPC 网络在逻辑上彼此隔离。

子网支持将相关资源（Compute Engine 实例）分组到 RFC1918 专用地址空间中。子网只能是区域性网络。子网可以采用自动模式或自定义模式。

• 采用自动模式的网络在每个区域都有一个子网，每个子网都有预先确定的 IP 地址范围和网关。当您创建采用自动模式的网络时，这些子网会自动创建，每个子网的名称与整个网络相同。
• 采用自定义模式的网络在创建时没有子网。如需在采用自定义模式的网络中创建实例，您必须首先在该区域创建一个子网并指定其 IP 地址范围。采用自定义模式的网络在每个区域可以有一个或多个子网，也可以没有子网。

设置区域和可用区

某些 Compute Engine 资源位于区域和可用区内。区域是指某个地理位置，您可以在其中运行自己的资源。每个区域包含一个或多个可用区。

在 Cloud Shell 中运行以下 gcloud 命令，设置实验的默认区域和可用区：

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)

任务 1. 查看默认网络

创建新项目时，默认网络配置会为每个区域提供一个自动创建的子网。您最多可以在一个项目中创建四个额外的网络。额外的网络可以是自动子网、自定义子网或旧版网络。

在子网内创建的每个实例都会分配到一个该子网范围内的 IPv4 地址。

• 查看您的网络。点击导航菜单 > VPC 网络。

防火墙

如需详细了解如何使用防火墙规则来隔离子网，请参阅子网和防火墙规则。

每个网络都有一个默认防火墙，用于阻止传输到实例的所有入站流量。要允许流量进入实例，您必须为防火墙创建“允许”规则。此外，默认防火墙会允许来自实例的流量，除非您使用“出站流量”防火墙配置将其配置为阻止出站连接。因此，默认情况下，您可以为要允许入站的流量创建“允许”规则，为要限制出站的流量创建“拒绝”规则。您还可以为出站流量创建默认拒绝政策，并完全禁止外部连接。

一般来说，我们建议您配置最严格的防火墙规则，只让它支持您将允许传输的流量类型。比如，如果您需要允许流量到达某些实例，但限制流量到达其他实例，可创建仅允许流量到达目标实例的规则。相较于允许流量传输到所有实例的宽松防火墙规则，限制更严的配置更具可预测性。如果您希望“拒绝”规则优先于特定的“允许”规则，可以为每个规则设置优先级。系统将首先根据优先级编号最小的规则进行评估。但是，创建多组繁杂的覆盖规则可能会允许或阻止非预期流量。

默认网络已自动创建防火墙规则，如下所示。手动创建的网络不会自动创建防火墙规则，无论该网络是何种类型。对于除默认网络之外的所有网络，您必须创建所需的全部防火墙规则。

为默认网络自动创建的入站流量防火墙规则如下：

default-allow-internal	允许网络中的实例之间通过任何协议和端口建立网络连接。
default-allow-ssh	允许任何来源与网络中的任何实例通过 TCP 端口 22 建立 SSH 连接。
default-allow-rdp	允许任何来源与网络中的任何实例通过 TCP 端口 3389 建立 RDP 连接。
default-allow-icmp	允许来自任何来源的 ICMP 流量传输到网络中的任何实例。

• 要查看默认的防火墙规则，可在 Cloud 控制台中依次点击导航菜单 > VPC 网络 > 防火墙。

网络路由

系统会为所有网络自动创建连接到互联网的路由（默认路由）和连接到网络内 IP 范围的路由。路由名称是自动生成的，并且各项目的路由名称各不相同。

• 要查看默认路由，请依次点击导航菜单 > VPC 网络 > 路由，在相应字段中分别选择网络和区域，然后点击“查看”以显示路由。

任务 2. 创建一个自定义网络

手动分配子网范围时，首先需创建一个自定义网络，然后创建要布局在一个区域中的子网。您不必立即为所有区域指定子网，甚至根本不必指定子网，但是，您无法在没有定义子网的区域中创建实例。

创建新的子网时，其名称必须在该区域的相应项目内保持唯一，即使子网位于不同的网络中也必须如此。在不同区域的同一个项目中，可以使用相同的子网名称。子网没有网络级 IPv4 范围或网关 IP，因此这些信息不会显示。

您可以在控制台或 Cloud Shell 中创建自定义网络。我们将在稍后为您介绍这两种方法，但您需要决定在本实验中使用哪一种方法。例如，您不能使用控制台指令完成某个部分的任务，然后使用 gcloud 命令行完成同一部分的任务。

如需创建自定义网络，请执行以下操作：

1. 点击导航菜单 > VPC 网络。

2. 点击创建 VPC 网络，将其命名为 taw-custom-network。

3. 在自定义标签页上，输入以下信息：

   • 子网名称：subnet-
   • 区域：
   • IP 地址范围：10.0.0.0/16

4. 点击完成。

   

5. 现在，点击添加子网，再在相应的区域中添加两个子网：

   • subnet-，，10.1.0.0/16
   • subnet-，，10.2.0.0/16

6. 点击创建完成操作。

此时，您的网络已拥有连接到互联网以及您可能创建的任何实例的路由。但没有相应的防火墙规则来允许访问这些实例，甚至无法从其他实例进行访问。要允许访问，您必须创建防火墙规则。

继续添加防火墙规则部分。

任务 3. 添加防火墙规则

要允许访问虚拟机实例，您必须应用防火墙规则。在本实验中，您将使用实例标记将防火墙规则应用于虚拟机实例。防火墙规则将应用于具有相同实例标记的所有虚拟机。

注意：网络和防火墙使用实例标记将特定的防火墙规则应用于标记的虚拟机实例。例如，如果您有多个实例执行相同的任务（例如为大型网站提供服务），那么可以使用同样的字词或词汇标记这些实例，然后在防火墙规则中使用该标记允许对这些实例进行 HTTP 访问。

标记也会体现在元数据服务器中，因此您可以将它们用于在您的实例上运行的应用。

• 首先，打开防火墙以允许 HTTP 互联网请求，然后添加更多防火墙规则。

通过控制台添加防火墙规则

1. 在 Cloud 控制台中，前往 VPC 网络，然后点击 taw-custom-network：

2. 点击防火墙标签页，然后点击添加防火墙规则。

3. 输入以下信息：

字段	值	注释
名称	nw101-allow-http	新规则名称
目标	指定的目标标记	防火墙规则适用的实例。
目标标记	http	创建的标记
来源过滤条件	IPv4 范围	防火墙允许来自互联网上所有 IP 地址的流量。
来源 IPv4 范围	0.0.0.0/0	防火墙允许来自互联网上所有 IP 地址的流量。
协议和端口	选择指定的协议和端口，勾选 tcp 复选框，然后输入 80	仅限 HTTP

屏幕将如下所示：

4. 点击创建，等待命令成功完成。接下来，根据需要创建更多防火墙规则。

创建额外的防火墙规则

这些额外的防火墙规则将允许 ICMP、内部通信、SSH 和 RDP 连接。您可以使用控制台来创建这些规则。

• ICMP

字段	值	注释
名称	nw101-allow-icmp	新规则名称
目标	指定的目标标记	从“目标”下拉菜单中选择
目标标记	rules	标记
来源过滤条件	IPv4 范围	防火墙允许来自此列表上所有 IP 地址的流量。
来源 IPv4 范围	0.0.0.0/0	防火墙允许来自互联网上所有 IP 地址的流量。
协议和端口	依次选择指定的协议和端口、其他协议，然后输入 icmp	防火墙规则适用的协议和端口

• 内部通信

字段	值	注释
名称	nw101-allow-internal	新规则名称
目标	网络中的所有实例	从“目标”下拉菜单中选择
来源过滤条件	IPv4 范围	用于将规则应用于特定流量来源的过滤条件
来源 IPv4 范围	10.0.0.0/16、 10.1.0.0/16、 10.2.0.0/16	防火墙允许来自互联网上所有 IP 地址的流量。
协议和端口	依次选择指定的协议和端口、tcp，然后输入 0-65535，勾选 udp，输入 0-65535，勾选其他协议，然后输入 icmp	允许 Tcp:0-65535、udp:0-65535、icmp

• SSH

字段	值	注释
名称	nw101-allow-ssh	新规则名称
目标	指定的目标标记	ssh
目标标记	ssh	防火墙规则适用的实例
来源过滤条件	IPv4 范围	用于将规则应用于特定流量来源的过滤条件
来源 IPv4 范围	0.0.0.0/0	防火墙允许来自互联网上所有 IP 地址的流量。
协议和端口	选择指定的协议和端口，勾选 tcp 复选框，然后输入 22	允许 tcp:22

• RDP

字段	值	注释
名称	nw101-allow-rdp	新规则名称
目标	网络中的所有实例	从“目标”下拉菜单中选择
来源过滤条件	IPv4 范围	过滤 IP 地址
来源 IPv4 范围	0.0.0.0/0	防火墙允许来自互联网上所有 IP 地址的流量。
协议和端口	选择指定的协议和端口，勾选 tcp，然后输入 3389	允许 tcp:3389

• 使用控制台查看您网络中的防火墙规则。它应如下所示：

注意：网络控制台中显示的路由是怎样的呢？

Google Cloud 网络使用路由在子网之间传输数据包并将数据包发送到互联网。在网络中创建（或预先创建）子网时，系统会自动在每个区域中创建路由，以允许数据包在子网之间路由。这是无法改变的。

您可以创建额外的路由，以将流量发送至目标实例、VPN 网关或默认的互联网网关。您可以修改这些路由，使其适合您所需的网络架构。路由和防火墙会协同工作，确保流量到达预期目的地。

点击检查我的进度以验证是否完成了以下目标：

创建自定义网络、子网和防火墙规则。

结束实验

完成实验后，请点击结束实验。您使用的账号和资源会从实验平台中移除。

系统会提示您为实验体验评分。请选择相应的评分星级，输入评论，然后点击提交。

星级的含义如下：

• 1 颗星 = 非常不满意
• 2 颗星 = 不满意
• 3 颗星 = 一般
• 4 颗星 = 满意
• 5 颗星 = 非常满意

如果您不想提供反馈，可以关闭该对话框。

如果要留言反馈、提出建议或做出更正，请使用支持标签页。

恭喜

您学习了如何配置默认网络和用户创建的网络，如何添加子网以及如何应用防火墙规则来控制访问权限。

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本手册的最后更新时间：2024 年 10 月 22 日

本实验的最后测试时间：2024 年 10 月 22 日

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