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總覽

透過 Compute Engine，您可以在 Google 基礎架構上，建立及執行搭載不同作業系統的虛擬機器，包括多種 Linux 發行版 (Debian、Ubuntu、Suse、Red Hat、CoreOS) 和 Windows Server！

Compute Engine 提供永久磁碟，可做為虛擬機器執行個體的主要儲存空間。永久磁碟和實體硬碟一樣，獨立於機器其他部分。如果刪除虛擬機器執行個體，連接的永久磁碟還是會保留資料，且可以再連接至其他執行個體。

注意：永久磁碟分為兩類：

• 標準永久磁碟
• SSD 永久磁碟

如要進一步瞭解不同儲存空間的差異，請按這裡。每種永久磁碟的容量限制皆不相同。詳情請參閱永久磁碟說明文件。

在本實作實驗室中，您將學習如何建立永久磁碟，並將該磁碟連接至虛擬機器。

課程內容

• 建立新的 VM 執行個體並連接永久磁碟
• 格式化及掛接永久磁碟

事前準備

• 如果瞭解如何使用標準 Linux 文字編輯器 (例如 vim、emacs 或 nano)，學習過程會更加順利。

設定和需求

瞭解以下事項後，再點選「Start Lab」按鈕

請詳閱以下操作說明。實驗室活動會計時，且中途無法暫停。點選「Start Lab」後就會開始計時，顯示可使用 Google Cloud 資源的時間。

您將在真正的雲端環境完成實作實驗室活動，而不是模擬或示範環境。為此，我們會提供新的暫時憑證，供您在實驗室活動期間登入及存取 Google Cloud。

為了順利完成這個實驗室，請先確認：

• 可以使用標準的網際網路瀏覽器 (Chrome 瀏覽器為佳)。

注意事項：請使用無痕模式 (建議選項) 或私密瀏覽視窗執行此實驗室，這可以防止個人帳戶和學員帳戶之間的衝突，避免個人帳戶產生額外費用。

• 是時候完成實驗室活動了！別忘了，活動一旦開始將無法暫停。

注意事項：務必使用實驗室專用的學員帳戶。如果使用其他 Google Cloud 帳戶，可能會產生額外費用。

如何開始研究室及登入 Google Cloud 控制台

1. 點選「Start Lab」按鈕。如果實驗室會產生費用，畫面上會出現選擇付款方式的對話方塊。左側的「Lab Details」窗格會顯示下列項目：

   • 「Open Google Cloud console」按鈕
   • 剩餘時間
   • 必須在這個研究室中使用的臨時憑證
   • 完成這個實驗室所需的其他資訊 (如有)

2. 點選「Open Google Cloud console」；如果使用 Chrome 瀏覽器，也能按一下滑鼠右鍵，選取「在無痕視窗中開啟連結」。

   接著，實驗室會啟動相關資源，並開啟另一個分頁，顯示「登入」頁面。

   提示：您可以在不同的視窗中並排開啟分頁。

   注意：如果頁面中顯示「選擇帳戶」對話方塊，請點選「使用其他帳戶」。

3. 如有必要，請將下方的 Username 貼到「登入」對話方塊。

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

   您也可以在「Lab Details」窗格找到 Username。

4. 點選「下一步」。

5. 複製下方的 Password，並貼到「歡迎使用」對話方塊。

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

   您也可以在「Lab Details」窗格找到 Password。

6. 點選「下一步」。

   重要事項：請務必使用實驗室提供的憑證，而非自己的 Google Cloud 帳戶憑證。 注意：如果使用自己的 Google Cloud 帳戶來進行這個實驗室，可能會產生額外費用。

7. 按過後續的所有頁面：

   • 接受條款及細則。
   • 由於這是臨時帳戶，請勿新增救援選項或雙重驗證機制。
   • 請勿申請免費試用。

Google Cloud 控制台稍後會在這個分頁開啟。

注意：如要使用 Google Cloud 產品和服務，請點選「導覽選單」，或在「搜尋」欄位輸入服務或產品名稱。

啟動 Cloud Shell

Cloud Shell 是搭載多項開發工具的虛擬機器，提供永久的 5 GB 主目錄，而且在 Google Cloud 中運作。Cloud Shell 提供指令列存取權，方便您使用 Google Cloud 資源。

1. 點按 Google Cloud 控制台頂端的「啟用 Cloud Shell」圖示 。

2. 系統顯示視窗時，請按照下列步驟操作：

   • 繼續操作 Cloud Shell 視窗。
   • 授權 Cloud Shell 使用您的憑證發出 Google Cloud API 呼叫。

連線建立完成即代表已通過驗證，而且專案已設為您的 Project_ID：。輸出內容中有一行文字，宣告本工作階段的 Project_ID：

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

gcloud 是 Google Cloud 的指令列工具，已預先安裝於 Cloud Shell，並支援 Tab 鍵自動完成功能。

3. (選用) 您可以執行下列指令來列出使用中的帳戶：

gcloud auth list

4. 點按「授權」。

輸出內容：

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

5. (選用) 您可以使用下列指令來列出專案 ID：

gcloud config list project

輸出內容：

[core] project = {{{project_0.project_id | "PROJECT_ID"}}} 注意：如需 gcloud 的完整說明，請前往 Google Cloud 參閱 gcloud CLI 總覽指南。

設定區域和可用區

1. 設定本實驗室的專案區域和可用區：

gcloud config set compute/zone {{{project_0.default_zone | Zone}}} gcloud config set compute/region {{{project_0.default_region | Region}}}

2. 建立區域的變數：

export REGION={{{project_0.default_region | Region}}}

3. 建立可用區的變數：

export ZONE={{{project_0.default_zone | Zone}}}

詳情請參閱區域和可用區說明文件。

注意：如果在自己的機器上執行 gcloud，各個工作階段都會保留這些設定，但如果在 Cloud Shell 中，每次啟動新工作階段或重新連線時，都必須進行這項設定。

工作 1：建立新執行個體

首先，請建立只有開機磁碟的 Compute Engine 虛擬機器執行個體。

注意：如需瞭解詳情，可以透過其他實驗室建立虛擬機器執行個體，或參閱 Compute Engine 說明文件。

1. 在 Cloud Shell 指令列，使用 gcloud 指令建立名為 gcelab 的新虛擬機器執行個體：

gcloud compute instances create gcelab --zone $ZONE --machine-type e2-standard-2

輸出內容範例：

Created [...]. NAME ZONE MACHINE_TYPE PREEMPTIBLE INTERNAL_IP EXTERNAL_IP STATUS gcelab {{{project_0.default_zone | Zone}}} e2-standard-2 10.240.X.X X.X.X.X RUNNING

新的虛擬機器執行個體建立完成後，預設會有一個 10 GB 的永久磁碟，並用做開機磁碟。

點選「Check my progress」確認目標已達成。

在指定可用區建立新執行個體。

工作 2：建立新永久磁碟

注意：由於這個磁碟要連接到上一步建立的虛擬機器執行個體，因此可用區必須與該執行個體相同。

1. 在 Cloud Shell 指令列中，使用下列指令建立名為 mydisk 的新磁碟：

gcloud compute disks create mydisk --size=200GB \ --zone $ZONE

輸出內容：

NAME ZONE SIZE_GB TYPE STATUS mydisk {{{project_0.default_zone | Zone}}} 200 pd-standard READY

點選「Check my progress」確認目標已達成。

在指定的可用區建立新永久磁碟

工作 3：連接磁碟

連接永久磁碟

您可以將磁碟連接至執行中的虛擬機器。請將新磁碟 (mydisk) 連接至剛建立的虛擬機器執行個體 (gcelab)。

1. 使用下列指令連接磁碟：

gcloud compute instances attach-disk gcelab --disk mydisk --zone $ZONE

輸出內容：

Updated [https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/qwiklabs-gcp-d12e3215bb368ac5/zones/{{{project_0.default_zone | Zone}}}/instances/gcelab].

這樣就完成了！

找出虛擬機器中的永久磁碟

永久磁碟已準備完成，可在虛擬機器執行個體中做為區塊裝置使用，一起來看看吧！

1. 透過 SSH 連線至虛擬機器：

gcloud compute ssh gcelab --zone $ZONE

輸出內容：

WARNING: The public SSH key file for gcloud does not exist. WARNING: The private SSH key file for gcloud does not exist. WARNING: You do not have an SSH key for gcloud. WARNING: SSH keygen will be executed to generate a key. This tool needs to create the directory [/home/gcpstaging8246_student/.ssh] before being able to generate SSH keys. Do you want to continue (Y/n)? y

2. 出現提示時，輸入 Y 以繼續操作。
3. 系統提示您輸入 RSA 金鑰組通關密語時，直接按 Enter 鍵跳過，接著再按一次 Enter 鍵，確認不設定通關密語。

輸出內容：

Generating public/private rsa key pair. Enter passphrase (empty for no passphrase): Enter same passphrase again: Your identification has been saved in /home/gcpstaging8246_student/.ssh/google_compute_en gine. Your public key has been saved in /home/gcpstaging8246_student/.ssh/google_compute_engine .pub. The key fingerprint is: 6c:04:bf:29:95:0d:93:bc:fe:00:2c:85:86:f8:7a:53 gcpstaging8246_student@cs-6000-devshell-v m-dbb9559d-4412-4801-ad8c-bdaf885541a9 The key's randomart image is: +---[RSA 2048]----+ | . . ...o. | |. . o .oo= | | . . o =.. | | . E o+.o | | . . ..oS | |. o oo | | . . o | | . | | | +-----------------+ Updating project ssh metadata...\Updated [https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/ qwiklabs-gcp-d12e3215bb368ac5]. Updating project ssh metadata...done. Waiting for SSH key to propagate. Warning: Permanently added 'compute.7714273689800906026' (ECDSA) to the list of known hosts. Linux gcelab 4.9.0-4-amd64 #1 SMP Debian 4.9.51-1 (2017-09-28) x86_64 The programs included with the Debian GNU/Linux system are free software; the exact distribution terms for each program are described in the individual files in /usr/share/doc/*/copyright. Debian GNU/Linux comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent permitted by applicable law.

4. 接著列出 /dev/disk/by-id/ 中的磁碟裝置，找出該磁碟裝置：

ls -l /dev/disk/by-id/

輸出內容：

lrwxrwxrwx 1 root root 9 Feb 27 02:24 google-persistent-disk-0 -> ../../sda lrwxrwxrwx 1 root root 10 Feb 27 02:24 google-persistent-disk-0-part1 -> ../../sda1 lrwxrwxrwx 1 root root 9 Feb 27 02:25 google-persistent-disk-1 -> ../../sdb lrwxrwxrwx 1 root root 9 Feb 27 02:24 scsi-0Google_PersistentDisk_persistent-disk-0 -> ../../sda lrwxrwxrwx 1 root root 10 Feb 27 02:24 scsi-0Google_PersistentDisk_persistent-disk-0-part1 -> ../../sda1 lrwxrwxrwx 1 root root 9 Feb 27 02:25 scsi-0Google_PersistentDisk_persistent-disk-1 -> ../../sdb

您已找到該檔案，預設名稱為：

scsi-0Google_PersistentDisk_persistent-disk-1。

注意：如要使用其他裝置名稱，請在連接磁碟時指定 device-name 參數。例如在連接磁碟時，使用下列指令指定裝置名稱：

gcloud compute instances attach-disk gcelab --disk mydisk --device-name <YOUR_DEVICE_NAME> --zone $ZONE

格式化及掛接永久磁碟

找到區塊裝置後，可以使用下列 Linux 公用程式，將磁碟分區、格式化，然後再掛接：

• mkfs：建立檔案系統
• mount：連接至檔案系統

1. 建立掛接點：

sudo mkdir /mnt/mydisk

2. 接著使用 mkfs 工具，將磁碟格式化為單一 ext4 檔案系統。這個指令會刪除指定磁碟中所有資料：

sudo mkfs.ext4 -F -E lazy_itable_init=0,lazy_journal_init=0,discard /dev/disk/by-id/scsi-0Google_PersistentDisk_persistent-disk-1

輸出內容的最後幾行：

Allocating group tables: done Writing inode tables: done Creating journal (262144 blocks): done Writing superblocks and filesystem accounting information: done

3. 接著使用 mount 工具，將磁碟掛接至執行個體，並啟用 discard 選項：

sudo mount -o discard,defaults /dev/disk/by-id/scsi-0Google_PersistentDisk_persistent-disk-1 /mnt/mydisk

這樣就完成了！

重新啟動時自動掛接磁碟

虛擬機器重新啟動後，預設不會重新掛接磁碟。為確保系統重啟時會重新掛接磁碟，請在 /etc/fstab 新增設定項目。

1. 在 nano 中開啟 /etc/fstab 以編輯內容：

sudo nano /etc/fstab

2. 在開頭為「UUID=…」的那一行下方，加入以下內容：

/dev/disk/by-id/scsi-0Google_PersistentDisk_persistent-disk-1 /mnt/mydisk ext4 defaults 1 1

/etc/fstab 內容應如下所示：

# /etc/fstab: static file system information UUID=12adc097-f36f-46f9-b377-b2a30cdf422f / ext4 rw,discard,errors=remount-ro,x-systemd.growfs 0 1 UUID=3A31-89F9 /boot/efi vfat defaults 0 0 /dev/disk/by-id/scsi-0Google_PersistentDisk_persistent-disk-1 /mnt/mydisk ext4 defaults 1 1

3. 依序按下 CTRL+O、Enter 鍵和 CTRL+X，儲存檔案並退出 nano。

點選「Check my progress」確認目標已達成。

連接及掛接永久磁碟。

工作 4：學以致用

接受測驗，測試您對 Google Cloud Platform 瞭解多少。

以下是將永久磁碟的資料遷移至其他區域的步驟，請按照執行順序重新排列：

1. 連接磁碟
2. 建立磁碟
3. 建立快照
4. 建立執行個體
5. 卸載檔案系統

工作 5：本機 SSD

Compute Engine 也能連接本機 SSD。本機 SSD 是實體儲存空間，掛接到虛擬機器執行個體後，會直接安裝到託管該執行個體的伺服器上。相較於永久磁碟，這種緊耦合機制能提供卓越效能：每秒輸入/輸出作業數 (IOPS) 極高、延遲時間極短。

本機 SSD 的效能：

• 延遲時間不到 1 毫秒
• 讀取 IOPS 最高可達 680,000，寫入 IOPS 則為 360,000

不過要達到上述的效能提升，在可用性、耐用性和靈活性方面就必須有所取捨。正因如此，本機 SSD 儲存空間並不會自動複製，如果主機發生錯誤，或因使用者設定有誤導致磁碟無法連上，所有資料可能都會遺失，所以必須採取額外的預防措施來備份資料。

本機 SSD 不在本實驗室的涵蓋範圍內。

• 如要提高本機 SSD 的效能，需使用支援 NVMe 的特殊 Linux 映像檔。您可以參閱這份說明文件，進一步瞭解本機 SSD。

恭喜！

您已瞭解如何建立、找出永久磁碟，並連接至虛擬機器執行個體，也學習了永久磁碟與本機 SSD 的主要差異。您可以使用永久磁碟來架設及設定資料庫伺服器。

後續步驟/瞭解詳情

• 永久磁碟說明文件
• gcloud 說明文件和教學影片。

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使用手冊上次更新日期：2024 年 1 月 15 日

實驗室上次測試日期：2024 年 1 月 15 日

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