在日益复杂的云环境中,服务提供者(可能是一个团队、一个业务单元或一个独立的 SaaS 供应商)需要安全地将其运行在 Google Compute Engine (GCE) 或其他 GCP 服务上的应用暴露给服务消费者(可能是同一组织内的其他项目、不同组织,甚至是外部客户),同时避免复杂的网络配置(如 VPC Peering 的传递性限制、IP 地址冲突)和安全风险(如直接暴露生产者 VPC 网络)。Google Cloud Private Service Connect (PSC) 提供了一种优雅、安全且易于管理的解决方案,允许服务消费者私密地访问服务提供者的服务,而无需直接连接到生产者的 VPC 网络。本文将深入探讨 PSC 的工作原理及其在 GCE 场景下的应用。
一、 Private Service Connect (PSC) 核心概念
PSC 的核心思想是解耦服务发布与服务消费的网络连接:
· 服务提供者 (Producer):
1. 将其服务(例如,运行在 GCE 实例组上的 API 服务)通过内部负载均衡器(内部 HTTP(S) LB, 内部 TCP/UDP LB 或区域内部代理网络 LB)暴露。
2. 创建一个服务连接 (Service Attachment),该连接指向内部负载均衡器的转发规则。服务连接是发布服务的“锚点”,可以配置连接策略(自动接受或手动批准消费者连接)。
· 服务消费者 (Consumer):
1. 在自己的 VPC 网络中创建一个 PSC 端点 (Endpoint Attachment / Forwarding Rule)。
2. 该端点指向服务提供者发布的服务连接。
3. GCP 会在消费者的 VPC 子网中为该端点分配一个内部 IP 地址。
4. 消费者的 GCE 实例或其他资源只需将请求发送到这个位于自己 VPC 内的 PSC 端点 IP 地址。
· 流量路径: 流量从消费者的 VPC 通过 Google 的内部网络直接路由到服务提供者的内部负载均衡器,完全不经过公共互联网,也不需要 VPC Peering 或 VPN。消费者的源 IP 地址会被保留(通过代理协议或特定配置),便于生产者进行审计或访问控制。
二、 PSC 相较于 VPC Peering 和 VPN 的优势
· 无需 IP 地址协调: 生产者和消费者的 VPC 网络可以拥有重叠的 IP 地址范围,PSC 通过网络地址转换 (NAT) 和封装来处理连接,避免了 Peering 常见的 IP 冲突问题。
· 单向访问控制: 消费者只能访问通过服务连接明确发布的服务,无法访问生产者 VPC 中的其他任何资源,安全性更高。
· 简化网络管理: 无需管理复杂的 Peering 连接或 VPN 隧道,降低了网络运维负担。
· 扩展性: 可以支持大量消费者连接到同一个发布的服务。
· 策略控制: 服务提供者可以控制哪些消费者可以连接(自动批准、手动批准特定项目/网络)。
三、 PSC 在 GCE 场景下的应用
1. 安全地暴露内部 GCE 服务:
o 场景: 一个团队在自己的项目中开发了一个核心 API 服务,运行在 GCE 实例组上,并通过内部负载均衡器访问。现在需要让公司内其他项目中的应用(也运行在 GCE 上)安全地调用这个 API。
o PSC 方案: API 团队创建服务连接指向其内部 LB。其他项目团队在各自 VPC 中创建 PSC 端点指向该服务连接。这样,各消费方应用只需访问自己 VPC 内的 PSC 端点 IP,即可安全调用核心 API,无需进行 VPC Peering,也无需担心 IP 冲突。
2. 构建安全的 SaaS 服务:
o 场景: 一个 SaaS 提供商在 GCP 上构建其服务(后端可能运行在 GCE 上),希望让其企业客户能够从客户自己的 GCP VPC 网络中私密、安全地访问该 SaaS 服务。
o PSC 方案: SaaS 提供商发布其服务的服务连接。企业客户在自己的 VPC 中创建 PSC 端点进行连接。流量在 Google 网络内部传输,提高了安全性和性能,且无需客户 VPC 与 SaaS 提供商 VPC 建立直接连接。
3. 托管服务的私有访问:
o 场景: 用户希望从自己的 GCE 实例私密地访问 Google 自身提供的某些 API 或托管服务(如 Cloud Storage API, BigQuery API)以及部分第三方通过 GCP Marketplace 发布的、支持 PSC 的服务。
o PSC 方案: 用户可以在自己的 VPC 中创建指向 Google API 或托管服务的 PSC 端点(通常使用预定义的 Google API 服务连接)。这样,GCE 实例可以通过访问 VPC 内的端点 IP 来访问这些服务,流量无需离开 Google 网络,也无需实例拥有公网 IP(结合 Private Google Access)。
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四、 配置关键点
· 负载均衡器选择: 服务提供者必须使用内部负载均衡器(Internal HTTP(S) LB, Internal TCP/UDP LB, Regional Internal Proxy LB)。
· 服务连接配置: 需要仔细配置服务连接的连接偏好(自动接受或手动批准)、NAT 子网(用于分配给消费者的临时 IP)等。
· PSC 端点配置: 消费者在创建端点时需要知道服务提供者的服务连接 URI。
· DNS 配置: 消费者通常需要配置内部 DNS(如 Cloud DNS 私有区域),将服务域名解析到 PSC 端点的内部 IP 地址,以便应用透明访问。
· 防火墙规则: 服务提供者需要确保其 VPC 防火墙规则允许来自 PSC NAT 子网 IP 范围的流量到达其内部负载均衡器和后端 GCE 实例。消费者也需要确保其防火墙允许出站流量到达 PSC 端点。
五、 安全性考量
· 单向性: PSC 本质上是单向的,消费者发起连接到生产者。生产者无法主动连接到消费者 VPC 中的资源。
· 最小暴露: 只暴露必要的服务端口,而非整个 VPC 网络。
· 访问控制: 服务提供者可以通过批准策略控制谁能连接。结合负载均衡器后端的安全措施(如 mTLS、应用级认证)进一步加强安全。
· 审计: PSC 连接事件和通过 PSC 传输的流量(如果配置了负载均衡器日志和 VPC 流日志)都可以被审计。
六、 成本
· 服务连接: 发布服务连接本身通常不收费或费用很低。
· PSC 端点: 使用 PSC 端点(转发规则)会产生小时费用。
· 数据处理: 通过 PSC 传输的数据会产生数据处理费用。
· NAT 子网: 可能会产生少量 IP 地址使用费。
相比于维护复杂的 Peering 或 VPN 连接,PSC 的总体拥有成本 (TCO) 可能更低,且安全性更高。
总结
Google Cloud Private Service Connect 为 GCE 环境中以及跨组织的服务互联提供了一种革命性的安全、简化方案。它通过解耦网络连接,避免了 IP 冲突和复杂配置,提供了单向、可控的服务访问,极大地增强了安全性和可管理性。无论是企业内部跨项目共享服务,还是构建安全的 SaaS 产品,或是私密访问 Google API 及托管服务,PSC 都是连接 GCE 工作负载与外部消费者的理想选择。理解 PSC 的工作原理和配置要点,将其纳入网络架构设计,有助于构建更安全、更灵活、更易于扩展的云端服务体系。
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