從在 GKE Autopilot 上執行的應用程式連線至 Private AlloyDB 執行個體

1. 總覽

在本實驗室中，您將部署雙層微服務，其中一個 Pod 會在 GKE Autopilot 上執行，並連線至 AlloyDB 資料庫的私有執行個體。客戶服務應用程式是 Cymbal Eats 系統的一部分，可管理已註冊的使用者。Customer Service 應用程式是以 Java 為基礎的微服務，使用 Quarkus 架構。

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AlloyDB 支援透過為私人服務存取權設定的私密內部 IP 位址進行網路連線。

私人服務存取權會以虛擬私有雲對等互連的方式運作，可連結您的虛擬私有雲網路與 AlloyDB 資源 (叢集和執行個體) 所在的基礎 Google Cloud 虛擬私有雲網路。私人連線提供內部 IP 位址，可讓虛擬私有雲網路中的資源和存取的 AlloyDB 資源進行專屬通訊。虛擬私有雲網路中的資源不需要網際網路存取權或外部 IP 位址，即可連線至 AlloyDB 資源。

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什麼是 GKE Autopilot？

GKE Autopilot 是 GKE 中的一種作業模式，可管理叢集設定，包括節點、資源調度、安全性和其他預先設定。Autopilot 叢集經過最佳化調整，適用於多數正式環境工作負載，並根據您的 Kubernetes 資訊清單佈建運算資源。簡化設定程序，遵循 GKE 最佳做法和建議，以便設置叢集和工作負載，並提升擴充性及安全性。如需內建設定清單，請參閱 Autopilot 和 Standard 比較表。

什麼是 AlloyDB？

與 PostgreSQL 相容的全代管資料庫服務，能為您處理最嚴苛的企業資料庫工作負載。AlloyDB 結合 Google 的精華與極受歡迎的開放原始碼資料庫引擎 PostgreSQL，不僅效能卓越，也具備絕佳的擴充性和可用性。

學習目標

在本實驗室中，您將瞭解如何執行下列操作：

  • 建立 AlloyDB 資料庫的私有執行個體
  • 在 GKE Autopilot 叢集上部署應用程式，並連線至 AlloyDB 執行個體

必要條件

  • 本實驗室假設您已熟悉 Cloud 控制台和 Cloud Shell 環境。
  • 具備 GKE 和 AlloyDB 的使用經驗會有幫助，但沒有也無妨。

2. 設定和需求

設定 Cloud 專案

  1. 登入 Google Cloud 控制台，然後建立新專案或重複使用現有專案。如果沒有 Gmail 或 Google Workspace 帳戶，請先建立帳戶。

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  • 專案名稱是這個專案參與者的顯示名稱。這是 Google API 未使用的字元字串。你隨時可以更新該位置資訊。
  • 專案 ID 在所有 Google Cloud 專案中都是不重複的，而且設定後即無法變更。Cloud 控制台會自動產生不重複的字串，通常您不需要在意這個字串。在大多數程式碼研究室中，您需要參照專案 ID (通常會標示為 PROJECT_ID)。如果您不喜歡產生的 ID，可以產生另一個隨機 ID。你也可以嘗試自訂名稱，看看是否可用。完成這個步驟後就無法變更，且專案期間都會維持這個設定。
  • 請注意，部分 API 會使用第三個值，也就是「專案編號」。如要進一步瞭解這三種值，請參閱說明文件。
  1. 接著，您需要在 Cloud 控制台中啟用帳單，才能使用 Cloud 資源/API。完成本程式碼研究室的費用應該不高，甚至完全免費。如要關閉資源，避免產生本教學課程以外的費用，您可以刪除自己建立的資源，或刪除整個專案。Google Cloud 新使用者可參加價值$300 美元的免費試用計畫。

環境設定

按一下搜尋列右側的圖示，啟用 Cloud Shell。

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複製存放區並前往該目錄，將下列指令複製並貼到終端機，然後按下 Enter 鍵：

git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/cymbal-eats.git && cd cymbal-eats/customer-service

執行 gke-lab-setup.sh，部署必要的依附元件。

系統會建立下列資源：

  • AlloyDB 叢集和執行個體
  • Artifact Registry，用於儲存 Cloud Run 作業和客戶服務的容器映像檔
  • Cloud Run Job 的虛擬私有雲存取連接器，可與 AlloyDB 資料庫通訊
  • 建立 AlloyDB 資料庫的 Cloud Run 工作
  • GKE Autopilot 叢集
./gke-lab-setup.sh

如果系統提示您授權，請點選「授權」繼續操作。

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設定程序約需 10 分鐘。查看用於建立必要依附元件的設定指令碼。

gke-lab-setup.sh

請等待指令碼執行完畢，並看到下列輸出內容，再執行後續步驟。

Job [db-job] has successfully been created.

To execute this job, use:
gcloud beta run jobs execute db-job
OK Creating execution... Done.               
  OK Provisioning resources...
Done.
Execution [db-job-k94ps] has successfully started running.

3. 應用程式部署

查看 AlloyDB 叢集

執行下列指令，查看建立的 AlloyDB 執行個體：

gcloud alloydb instances describe customer-instance --cluster=customer-cluster --region=us-central1

輸出內容範例：

createTime: '2023-01-06T14:40:07.213288293Z'
instanceType: PRIMARY
ipAddress: 10.77.176.2
machineConfig:
  cpuCount: 2
name: projects/cymbal-eats-20056-16671/locations/us-central1/clusters/customer-cluster/instances/customer-instance
nodes:
- zoneId: us-central1-f
queryInsightsConfig:
  queryPlansPerMinute: 5
  queryStringLength: 1024
  recordApplicationTags: true
  recordClientAddress: true
reconciling: false
state: READY
uid: df90d57d-88df-49be-a626-6dfec0513e64
updateTime: '2023-01-06T14:49:40.907977843Z'
writableNode:
  zoneId: us-central1-b

在控制台中探索可用的功能(查詢洞察、監控)。

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查看 GKE Autopilot 叢集

設定專案環境變數：

export PROJECT_ID=$(gcloud config get-value project)
export PROJECT_NUMBER=$(gcloud projects describe $PROJECT_ID --format='value(projectNumber)')
export PROJECT_NAME=$(gcloud projects describe $PROJECT_ID --format='value(name)')

在初始設定期間，系統會使用下列指令建立叢集 (您不必執行這項指令)：

gcloud container clusters create-auto $CLUSTER_NAME --region $REGION

執行指令，查看建立的 GKE Autopilot 叢集：

gcloud container clusters list

輸出內容範例：

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執行指令來儲存叢集的憑證：

CLUSTER_NAME=rewards-cluster
REGION=us-central1

gcloud container clusters get-credentials $CLUSTER_NAME --region=$REGION

部署應用程式

接著，您將部署客戶服務應用程式。

Customer Service 應用程式是以 Java 為基礎的微服務，使用 Quarkus 架構。

前往 cymbal-eats/customer-service 資料夾，然後執行指令來建構及上傳容器映像檔：

./mvnw clean package -DskipTests

export CUSTOMER_SERVICE_IMAGE=gcr.io/$PROJECT_ID/customer-service:1.0.0

gcloud builds submit --tag $CUSTOMER_SERVICE_IMAGE .

在控制台中開啟 Cloud Build，查看最新建構作業的詳細資料。

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使用 AlloyDB 私人 IP 位址的值，設定下列環境變數：

export DB_HOST=$(gcloud beta alloydb instances describe customer-instance \
    --cluster=customer-cluster \
    --region=$REGION \
    --format=json | jq \
    --raw-output ".ipAddress")

echo $DB_HOST

執行下列指令，建立 Kubernetes 密鑰物件來儲存資料庫憑證，供 Customer Service 應用程式連線至資料庫：

DB_NAME=customers
DB_USER=postgres
DB_PASSWORD=password123

kubectl create secret generic gke-alloydb-secrets \
  --from-literal=database=$DB_NAME \
  --from-literal=username=$DB_USER \
  --from-literal=password=$DB_PASSWORD \
  --from-literal=db_host=$DB_HOST

執行指令，在 deployment.yaml 檔案中取代 CUSTOMER_SERVICE_IMAGE：

sed "s@CUSTOMER_SERVICE_IMAGE@$CUSTOMER_SERVICE_IMAGE@g" deployment.yaml.tmpl > customer-service-deployment.yaml

執行指令來部署應用程式：

kubectl apply -f customer-service-deployment.yaml

應用程式需要一些時間才會轉換為 RUNNING 狀態。

執行指令，建立測試步驟中會用到的外部 IP：

SERVICE_NAME=customer-service

kubectl expose deployment $SERVICE_NAME \
  --type LoadBalancer --port 80 --target-port 8080

執行指令來驗證建立的資源：

kubectl get all

輸出內容範例：

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4. 測試應用程式

執行下列指令，儲存客戶服務網址。

kubectl get svc

使用先前輸出內容中的外部 IP 值，設定下列環境變數。

CUSTOMER_SERVICE_URL=$(kubectl get svc customer-service -o=jsonpath='{.status.loadBalancer.ingress[0].ip}')

執行下列指令，建立新的客戶記錄：

curl -X POST $CUSTOMER_SERVICE_URL/customer \
-H 'Content-Type: application/json' \
-d '{"id": "id1","rewardPoints": 3,"address": "1845 Denise St","city": "Mountain View","createDateTime": "2022-11-11T15:56:45.487566","email": "ajensen9090+eats@gmail.com","name": "Angela Jensen","state": "CA","updateDateTime": "2022-11-11T15:56:45.866125","zip": "94043"}'

多次執行上述指令，產生稍後會在記錄檔探索工具中查看的記錄訊息。

查看顧客記錄

執行下列指令，查看建立的顧客記錄。

curl $CUSTOMER_SERVICE_URL/customer | jq

輸出內容範例：

[
  {
    "address": "1845 Denise St",
    "city": "Mountain View",
    "createDateTime": "2023-01-06T16:13:19.118744",
    "email": "ajensen9090+eats@gmail.com",
    "id": "id1",
    "name": "Angela Jensen",
    "rewardPoints": 3,
    "state": "CA",
    "updateDateTime": "2023-01-06T16:13:19.118896",
    "zip": "94043"
  }
]

查看 GKE 工作負載和服務

在 Cloud 控制台中開啟 Kubernetes Engine，然後查看建立的工作負載和服務。

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應用程式記錄檔

開啟 Logs Explorer，然後搜尋包含「Customer already exists」文字的記錄。

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5. 恭喜！

恭喜，您已完成本程式碼研究室！

涵蓋內容：

  • 如何建立 AlloyDB 資料庫的私人執行個體
  • 如何將應用程式部署至 GKE Autopilot 叢集，並連線至 AlloyDB 執行個體

後續步驟：

探索其他 Cymbal Eats 程式碼研究室：

清除所用資源

如要避免系統向您的 Google Cloud 帳戶收取本教學課程所用資源的費用，請刪除含有相關資源的專案，或者保留專案但刪除個別資源。

刪除專案

如要避免付費，最簡單的方法就是刪除您為了本教學課程所建立的專案。