Konnektivitätstests

Konnektivitätstests ist ein Diagnosetool, mit dem Sie die Konnektivität zwischen Netzwerkendpunkten prüfen können. Es analysiert Ihre Konfiguration und führt in einigen Fällen eine Live-Datenebenenanalyse zwischen den Endpunkten durch. Ein Endpunkt ist eine Quelle oder ein Ziel des Netzwerktraffics, z. B. eine VM, ein GKE-Cluster (Google Kubernetes Engine), eine Weiterleitungsregel für den Load-Balancer oder eine IP-Adresse im Internet.

Zur Analyse der Netzwerkkonfigurationen simulieren Konnektivitätstests den erwarteten Weiterleitungspfad eines Pakets über Ihr VPC-Netzwerk (Virtual Private Cloud), Cloud VPN-Tunnel oder VLAN-Anhänge. Konnektivitätstests können auch den Weiterleitungspfad für erwarteten eingehenden Traffic zu Ressourcen in Ihrem VPC-Netzwerk simulieren.

Für einige Verbindungsszenarien wird bei Konnektivitätstests auch eine Analyse der Live-Datenebene ausgeführt. Mit diesem Feature werden Pakete über die Datenebene gesendet, um die Verbindung zu prüfen und um eine grundlegende Diagnose von Latenz und Paketverlusten zu ermöglichen. Wenn die Route für das Feature unterstützt wird, gibt jeder ausgeführte Test ein Ergebnis der Analyse der Live-Datenebene aus.

Informationen zum Erstellen und Ausführen von Tests für verschiedene Szenarien finden Sie unter Konnektivitätstests erstellen und ausführen.

Die API für Konnektivitätstests ist die Network Management API. Weitere Informationen finden Sie in der API-Dokumentation.

Warum Konnektivitätstests verwenden?

Konnektivitätstests können Ihnen bei der Behebung der folgenden Netzwerkverbindungsprobleme helfen:

  • Unbeabsichtigt uneinheitliche Konfigurationen
  • Veraltete Konfigurationen, die durch Migrationen oder Änderungen der Netzwerkkonfiguration verursacht werden
  • Konfigurationsfehler für eine Vielzahl von Netzwerkdiensten und -funktionen

Wenn Sie von Google verwaltete Dienste testen, können Sie mit Konnektivitätstests auch feststellen, ob es ein Problem in Ihrem VPC-Netzwerk oder im Google-VPC-Netzwerk gibt, das für die Dienstressourcen verwendet wird.

Wie Konnektivitätstests Konfigurationen analysieren

Beim Analysieren von Netzwerkkonfigurationen verwenden Konnektivitätstests eine abstrakte Zustands maschine , um zu modellieren, wie ein VPC-Netzwerk Pakete verarbeiten soll. Google Cloud verarbeitet ein Paket in mehreren logischen Schritten.

Die Analyse kann viele mögliche Pfade haben

Aufgrund der Vielzahl von VPC-Netzwerkdiensten und -features, die von der Konfigurationsanalyse unterstützt werden, kann ein Testpaket, das eine VPC-Netzwerkkonfiguration durchläuft, viele mögliche Pfade haben.

Das folgende Diagramm zeigt ein Modell, in dem die Konfigurationsanalyse den Trace-Traffic zwischen zwei Compute Engine-Instanzen simuliert: eine auf der linken und eine auf der rechten Seite.

Die Analyse hängt von Ihrer Netzwerkinfrastruktur ab

Abhängig von Ihren Google Cloud Netzwerk- und Ressourcenkonfigurationen wird dieser Traffic möglicherweise durch einen Cloud VPN-Tunnel, ein VPC-Netzwerk, einen Google Cloud Load-Balancer oder ein Peering-VPC-Netzwerk geleitet, bevor die Ziel-Compute Engine-Instanz erreicht wird.

Die abstrakte Netzwerkzustandsmaschine
Die abstrakte Netzwerkzustandsmaschine (zum Vergrößern klicken).

Die Analyse folgt einem der vielen endlichen Zustände

Die begrenzte Anzahl von Schritten zwischen abstrakten Zuständen, bis ein Paket zugestellt oder verworfen wurde, wird als ein endlicher Automat modelliert. Dieser endliche Automat kann sich jederzeit in einem von vielen endlichen Zuständen befinden und kann mehrere nachfolgende Zustände haben.

Wenn Konnektivitätstests beispielsweise mehrere Routen entsprechend der Routenpriorität zuordnen, Google Cloud kann eine Route unter mehreren Routen anhand einer nicht angegebenen Hash-Funktion in der Datenebene auswählen. Wenn eine richtlinienbasierte Route konfiguriert ist, leitet der Konnektivitätstest das Paket an den nächsten Hop weiter, der ein interner Load-Balancer ist.

Im vorherigen Fall gibt der Trace für Konnektivitätstests alle möglichen Routen zurück, kann jedoch nicht bestimmen, mit welcher Methode die Routen zurückgegeben wurden. Google Cloud Dies liegt daran, dass diese Methode intern ist Google Cloud und Änderungen unterliegen kann.

Von Google verwaltete Dienste

Von Google verwaltete Dienste wie Cloud SQL und Google Kubernetes Engine (GKE) weisen Ressourcen für Kunden in Projekten und VPC-Netzwerken zu, die Google besitzt und verwaltet. Kunden sind nicht berechtigt, auf diese Ressourcen zuzugreifen.

Die Konfigurationsanalyse der Konnektivitätstests kann trotzdem testen und ein Gesamtergebnis zur Erreichbarkeit für von Google verwaltete Dienste liefern. Details zu den getesteten Ressourcen im Google-Projekt werden jedoch nicht geliefert.

Das folgende Diagramm zeigt ein Modell dazu, wie die Konfigurationsanalyse Trace-Traffic von einer Compute Engine-Instanz in einem VPC-Netzwerk eines Kunden zu einer Cloud SQL-Instanz im Google-VPC-Netzwerk simuliert. In diesem Beispiel sind die Netzwerke über VPC-Netzwerk-Peering verbunden.

Ähnlich einem Standardtest zwischen zwei Compute Engine-Instanzen werden in logischen Schritten die Firewallregeln für den relevanten ausgehenden Traffic geprüft und mit der Route abgeglichen. Beim Testen stellt die Konfigurationsanalyse der Konnektivitätstests Details zu diesen Schritten bereit. Für den letzten logischen Schritt der Analyse der Konfiguration im Google-VPC-Netzwerk liefert die Analyse jedoch nur ein Gesamtergebnis zur Erreichbarkeit. Konnektivitätstests enthalten keine Details zu den Ressourcen im Google-Projekt, da Sie nicht berechtigt sind, diese aufzurufen.

Weitere Informationen finden Sie in den Testbeispielen unter Verbindung zu und von Google-verwalteten Diensten testen.

Grafik: die abstrakte Netzwerkstatusmaschine für von Google verwaltete Dienste
Die abstrakte Netzwerkzustandsmaschine für von Google verwaltete Dienste (zum Vergrößern klicken).

Unterstützte Konfigurationen

Die Konfigurationsanalyse der Konnektivitätstests unterstützt das Testen der in den folgenden Abschnitten beschriebenen Netzwerkkonfigurationen.

Quellendpunkte

Die Konfigurationsanalyse der Konnektivitätstests unterstützt die folgenden Quellendpunkte:

Zielendpunkte

Die Konfigurationsanalyse der Konnektivitätstests unterstützt die folgenden Zielendpunkte:

Google Cloud Netzwerkfunktionen

Sie können die Konnektivität zwischen Ressourcen testen, die die folgenden Features verwenden. Dabei werden sowohl IPv4 als auch IPv6 unterstützt, sofern zutreffend:

Überlegungen zu Cloud Load Balancing

Für Cloud Load Balancing unterstützt die Konfigurationsanalyse der Konnektivitätstests die folgenden Features:

  • Testen der Verbindung zur IP-Adresse des Load-Balancers, einschließlich der Analyse der zugrunde liegenden Ressourcen (z. B. Backend-Dienste, Backend-Buckets und Zielpools)
  • Prüfen der Verbindung von Systemdiagnosen für Cloud Load Balancing mit Back-Ends
  • Analysieren statischer Routen, die einen internen Passthrough-Network Load Balancer als nächsten Hop verwenden (geben Sie eine IP-Adresse aus dem IP-Adressbereich der statischen Route als Zielendpunkt an)

Informationen zu nicht unterstützten Cloud Load Balancing-Features finden Sie im Abschnitt Nicht unterstützte Konfigurationen.

Informationen dazu, wie Konnektivitätstests Back-Ends eines Load-Balancers analysieren, finden Sie unter Anzahl der Traces in einem Test zu einem Load Balancer.

Überlegungen zu Google Kubernetes Engine

Für GKE unterstützt die Konfigurationsanalyse der Konnektivitätstests die folgenden Features:

Das Testen der Verbindung zu einem GKE-Dienst über Cloud Load Balancing wird unterstützt. Wenn Sie jedoch GKE-Netzwerkrichtlinien und die IP-Maskierung auswerten möchten, müssen Sie Pods als Testendpunkte verwenden.

Überlegungen zu serverlosen Endpunkten

Die Quell-IP-Adressen serverloser Endpunkte sind in der Regel nicht deterministisch. Bei jedem Testlauf wählt Konnektivitätstests eine zufällige IP-Adresse aus dem Pool der Adressen aus, die für den serverlosen Endpunkt verfügbar sind. Allgemeine Informationen zur Zuweisung von IP-Adressen für serverlose Endpunkte finden Sie hier:

In einigen Fällen sind ausgehender Direct VPC-Traffic und Connectors für Serverloser VPC-Zugriff so konfiguriert, dass Traffic von serverlosen Endpunkten je nach Einstellungen für ausgehenden Traffic über eine externe Verbindung anstelle des VPC-Netzwerks weitergeleitet wird.

Informationen zu nicht unterstützten serverlosen Features finden Sie im Abschnitt Nicht unterstützte Konfigurationen.

Nicht unterstützte Konfigurationen

Die Konfigurationsanalyse der Konnektivitätstests unterstützt keine Tests der folgenden Netzwerkkonfigurationen:

So analysieren Konnektivitätstests die Live-Datenebene

Das Feature zur Analyse der Live-Datenebene testet die Konnektivität. Dazu werden mehrere Prüfpakete vom Quellendpunkt an das Ziel gesendet. Wenn das Ziel keine Google Cloud Ressource ist, wird die Verbindung zwischen dem Quell endpunkt und dem Netzwerkrandstandort getestet.

In den Ergebnissen der Analyse der Live-Datenebene sehen Sie die Anzahl der gesendeten Prüfungen, die das Ziel erfolgreich erreicht haben, und den Erreichbarkeitsstatus. Dieser Status wird anhand der Anzahl der erfolgreich zugestellten Prüfungen ermittelt, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.

Status Anzahl der Prüfungen, die ihr Ziel erreicht haben
Erreichbar Mindestens 95 %
Unerreichbar –
Teilweise erreichbar Mehr als 0 und weniger als 95%

Die Analyse der Live-Datenebene zeigt nicht nur an, wie viele Pakete erfolgreich zugestellt wurden, sondern auch Informationen zum Medianwert und zum 95. Perzentil der Einweg-Latenz. Wenn das Ziel eine Internet-IP-Adresse ist, sendet die Analyse der Live-Datenebene Prüfungen und zeigt die Ergebnisse für jeden Google-Netzwerkrandrouter an, über den der Traffic möglicherweise weitergeleitet wird.

Beschränkungen

Die Analyse der Live-Datenebene deckt möglicherweise nicht alle möglichen Netzwerkpfade ab:

  • Wenn der Zielendpunkt ein Google Cloud Load-Balancer mit mehreren Back-Ends ist, wird jede Prüfung der Analyse der Live-Datenebene an ein zufälliges Back-End gesendet. Einige Back-Ends können von vielen Prüfungen getestet werden, während andere Back-Ends möglicherweise gar nicht getestet werden.
  • Beim ECMP-Routing (Equal Cost Multipath) wird jede Prüfung der Analyse der Live-Datenebene über eine zufällige Route weitergeleitet. Einige Routingpfade können von vielen Prüfungen getestet werden, während andere Routingpfade möglicherweise gar nicht getestet werden.
  • Die Anzahl der Prüfungen der Analyse der Live-Datenebene hängt nicht von der Anzahl der vorhandenen Netzwerkpfade ab. Möglicherweise gibt es nicht genügend Prüfungen der Analyse der Live-Datenebene, um jeden möglichen Pfad zu testen.

Wenn es deutliche Diskrepanzen zwischen der Konfigurationsanalyse und den Ergebnissen der Analyse der Live-Datenebene gibt, lesen Sie die Informationen unter Fehlerbehebung bei Konnektivitätstests.

Unterstützte Konfigurationen

Die Analyse der Live-Datenebene unterstützt eine Teilmenge der Konfigurationen, die von der Konfigurationsanalyse der Konnektivitätstests getestet werden.

Quellendpunkte

Die Analyse der Live-Datenebene unterstützt die folgenden Quellendpunkte:

Zielendpunkte

Die Analyse der Live-Datenebene unterstützt die folgenden Zielendpunkte:

Protokolle

Die Analyse der Live-Datenebene unterstützt die Protokolle TCP und UDP.

Google Cloud Netzwerkfunktionen

Die Analyse der Live-Datenebene unterstützt die folgenden Features:

Nicht unterstützte Konfigurationen

Die Analyse der Live-Datenebene wird für die folgenden Netzwerkkonfigurationen nicht unterstützt und nicht ausgeführt:

Überlegungen und Einschränkungen

Berücksichtigen Sie die folgenden Überlegungen, wenn Sie entscheiden, ob Konnektivitätstests verwendet werden sollen.

  • Die Konfigurationsanalyse, die von den Konnektivitätstests ausgeführt wird, basiert vollständig auf Konfigurationsinformationen für Google Cloud Ressourcen und spiegelt möglicherweise nicht den tatsächlichen Zustand oder den Status der Datenebene eines VPC-Netzwerk wider.
  • Während Konnektivitätstests einige dynamische Konfigurationsinformationen wie den Cloud VPN-Tunnelzustand und dynamische Routen auf Cloud Router abrufen, wird nicht auf den Integritätszustand der internen Produktionsinfrastruktur und Datenebenenkomponenten von Google zugegriffen oder dieser beibehalten.
  • Der Status Packet could be delivered für einen Konnektivitätstest garantiert nicht , dass Traffic durch die Datenebene geleitet werden kann. Der Zweck des Tests besteht darin, Konfigurationsprobleme zu prüfen, die zu einer Unterbrechung des Traffics führen können.

Bei unterstützten Routen ergänzen die Analyseergebnisse der Live-Datenebene die Ergebnisse der Konfigurationsanalyse, indem sie testen, ob übertragene Pakete am Ziel ankommen.

Konnektivitätstests kennen keine Netzwerke außerhalb von Google Cloud

Externe Netzwerke sind so definiert:

  • Lokale Netzwerke, die sich in Ihrem Rechenzentrum oder einer anderen Einrichtung befinden, in der Sie Ihre Hardwaregeräte und Softwareanwendungen betreiben.
  • Andere Cloud-Anbieter, bei denen Sie Ressourcen ausführen.
  • Ein Host im Internet, der Traffic an Ihr VPC-Netzwerk sendet.

Konnektivitätstests führen kein Tracking von Firewall-Verbindungen durch

Das Verbindungstracking für VPC-Firewalls speichert Informationen zu neuen und hergestellten Verbindungen und ermöglicht das Zulassen oder Einschränken des nachfolgenden Traffics anhand dieser Informationen.

Die Konfigurationsanalyse der Konnektivitätstests unterstützt kein Tracking von Firewall-Verbindungen, da sich die Tabelle der Firewall-Verbindungen in der Datenebene für eine Compute Engine-Instanz befindet und nicht zugänglich ist. Die Konfigurationsanalyse kann jedoch das Verbindungs-Tracking simulieren, indem sie eine Rückverbindung zulässt, die normalerweise von einer Firewallregel für eingehenden Traffic verweigert wird, solange Konnektivitätstests die ausgehende Verbindung initiieren.

Die Analyse der Live-Datenebene unterstützt nicht das Testen des Trackings von Firewallverbindungen.

Konnektivitätstests können keine Compute Engine-Instanzen testen, die zum Ändern des Weiterleitungsverhaltens konfiguriert sind

Konnektivitätstests können keine Compute Engine-Instanzen testen, die so konfiguriert wurden, dass sie in der Datenebene als Router, Firewalls, NAT-Gateways oder VPNs fungieren. Diese Art der Konfiguration macht es schwierig, die auf der Compute Engine-Instanz ausgeführte Umgebung zu bewerten. Darüber hinaus wird diese Art von Testszenario nicht von der Analyse der Live-Datenebene unterstützt.

Die Ergebniszeiten von Konnektivitätstests können variieren

Die Ergebnisse der Konnektivitätstests können zwischen 30 Sekunden und 10 Minuten dauern. Die Zeit, die ein Test benötigt, hängt von der Größe Ihrer VPC Netzwerkkonfiguration und der Anzahl der von Ihnen verwendeten Google Cloud Ressourcen ab.

Die folgende Tabelle zeigt die Antwortzeiten, die Sie für alle Nutzer erwarten können, die einen Test für eine Beispielkonfiguration in einer Abfrage ausführen. Diese Konfiguration enthält Compute Engine-Instanzen, einen Cloud VPN-Tunnel und Google Cloud Load-Balancer.

Antwortzeiten pro Abfrage
Projektgröße Anzahl der Google Cloud Ressourcen Antwortlatenz
Kleines Projekt Weniger als 50 60 Sekunden für 95 % der Anfragen aller Nutzer
Mittelgroßes Projekt Mehr als 50, aber weniger als 5.000 120 Sekunden für 95 % der Anfragen aller Nutzer
Großes Projekt Größer als 5.000 600 Sekunden für 95 % der Anfragen aller Nutzer

Die Analyse der Live-Datenebene ist nicht für kontinuierliches Monitoring vorgesehen

Die Analyse der Live-Datenebene führt eine einmalige Prüfung der Netzwerkverbindung zu Diagnosezwecken durch. Für ein kontinuierliches Monitoring von Konnektivität und Paket verlusten verwenden Sie das Dashboard zur Leistungsüberwachung.

Unterstützung durch VPC Service Controls

VPC Service Controls bietet zusätzliche Sicherheit für Konnektivitätstests, um das Risiko einer Daten-Exfiltration zu verringern. Mithilfe von VPC Service Controls können Sie Projekte in Perimeterbereiche einfügen, die Ressourcen und Services vor Anfragen schützen, die ihren Ursprung außerhalb des Perimeters haben.

Weitere Informationen zu Dienstperimetern finden Sie auf der Seite Details und Konfiguration von Dienstperimetern der VPC Service Controls-Dokumentation.

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