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總覽

Google Kubernetes Engine 可助您在雲端輕鬆執行 Docker 容器。這個服務運用開放原始碼容器調度器 Kubernetes，能確保叢集隨時都以您希望的方式運作。

在本實驗室中，您將瞭解如何在 Google Kubernetes Engine 啟動容器，以及啟動該容器的副本。

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。

如何開始實驗室及登入 Google Cloud 控制台

1. 按一下「Start Lab」按鈕。如果實驗室會產生費用，請在開啟的對話方塊中選取付款方式。右側的「Lab setup and access」面板會顯示下列項目：

   • 「Open Google Cloud console」按鈕
   • 此實驗室所需的臨時憑證 (使用者名稱和密碼)
   • 完成此實驗室所需的其他資訊 (如有)

   請注意，實驗室計時器位於頁面頂端附近，會顯示剩餘時間。

2. 按一下「Open Google Cloud console」。如果使用 Chrome 瀏覽器，也可以按一下滑鼠右鍵，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並排開啟分頁。

   注意：頁面顯示「選擇帳戶」對話方塊時，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 setup and access」面板找到「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 setup and access」面板找到「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. 繼續點按後續頁面：

   • 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，請按一下「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。

工作 1：建立叢集

在本節中，您將建立 Google Kubernetes Engine 叢集。

設定運算可用區

Cloud Shell 是以瀏覽器為基礎的虛擬機器終端機，內建 Google Cloud 工具和一些額外工具 (例如編輯器和編譯器)，方便您開發或偵錯雲端應用程式。

您將使用 gcloud 指令建立叢集。首先，請設定運算可用區，確保叢集中的虛擬機器建立在正確的區域。請使用 gcloud config set compute/zone 完成這項操作。

• 在 Cloud Shell 輸入下列內容：

gcloud config set compute/zone {{{project_0.default_zone|ZONE}}}

瞭解區域和可用區

某些 Compute Engine 資源專屬於特定的區域或可用區。「區域」是您可以執行資源的特定地理位置，每個區域會有一或多個「可用區」。舉例來說，us-central1 區域是指美國中部，其中有 us-central1-a、us-central1-b、us-central1-c 和 us-central1-f 等多個可用區。

區域	可用區
美國西部	us-west1-a、us-west1-b
美國中部	us-central1-a、us-central1-b、us-central1-d、us-central1-f
美國東部	us-east1-b、us-east1-c、us-east1-d
西歐	europe-west1-b、europe-west1-c、europe-west1-d
東亞	asia-east1-a、asia-east1-b、asia-east1-c

可用區中的資源稱為「可用區資源」，像是虛擬機器執行個體和永久磁碟。如要將永久磁碟連接至虛擬機器執行個體，這兩項資源都必須位於同一個可用區。同樣地，如要將靜態 IP 位址指派給執行個體，這兩項資源的所在區域也須相同。

如要進一步瞭解區域、可用區並查看完整清單，請參閱 Compute Engine 頁面的區域和可用區說明文件。

建立新叢集

• 使用 gcloud 指令建立新的容器叢集，如下所示：

gcloud container clusters create hello-world

這個指令會建立名為 hello-world 的新叢集，當中有三個節點 (VM)。您可以用其他旗標設定這個指令，藉此變更節點數量、預設權限和其他變數。詳情請參閱「gcloud container clusters create」參考資料。

注意：執行「gcloud container clusters create」時，如果發生錯誤，請確認您已啟用 Google Kubernetes Engine 和 Compute Engine API。

叢集需要幾分鐘的時間啟動。啟動後，Cloud Shell 會顯示類似下方的輸出內容：

NAME LOCATION MASTER_VERSION MASTER_IP MACHINE_TYPE NODE_VERSION NUM_NODES STATUS hello-world {{{project_0.default_zone|ZONE}}} 1.12.7-gke.10 35.239.64.154 e2-medium 1.12.7-gke.10 3 RUNNING

測試已完成的工作

點選「Check my progress」，確認工作已完成。如果成功完成，就會看見評估分數。

建立 Kubernetes 叢集。

工作 2：建構及發布 Hello World 應用程式

接著要建構並發布包含程式碼的容器。您將使用 Docker 建構容器，並透過 Google Artifact Registry 安全地發布。

設定專案 ID

本實驗室許多指令都會用到專案 ID。為方便起見，專案 ID 會儲存在 Cloud Shell 的環境變數中，如下所示：

echo $DEVSHELL_PROJECT_ID

工作 3：取得程式碼範例

1. 執行下列指令來複製範例：

git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/kubernetes-engine-samples

2. 切換目錄：

cd kubernetes-engine-samples/quickstarts/hello-app

建構容器

Docker 容器是用 Dockerfile 建構而成。程式碼範例提供基本的 Dockerfile，我們可以加以使用。

cat Dockerfile

檔案內容如下：

... FROM golang:1.26.2 AS builder WORKDIR /app RUN go mod init hello-app COPY *.go ./ RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -o /hello-app FROM gcr.io/distroless/static-debian12 WORKDIR / COPY --from=builder /hello-app /hello-app ENV PORT=8080 USER nonroot:nonroot CMD ["/hello-app"]

• 執行下列指令來建構容器：

docker build -t gcr.io/$DEVSHELL_PROJECT_ID/hello-app:1.0 .

這會建構儲存在本機的 Docker 容器映像檔。

發布容器

映像檔必須儲存至 Artifact Registry，Kubernetes 才能存取。

• 執行下列指令來發布容器映像檔：

gcloud docker -- push gcr.io/$DEVSHELL_PROJECT_ID/hello-app:1.0

工作 4：部署 Hello World 應用程式

叢集已開始運作，應用程式也已建構完成，現在可以部署了。

建立 Deployment

Deployment 是 Kubernetes 的核心要素，可確保應用程式隨時保持運作。Deployment 會在叢集上分配及管理一組 Pod，也就是一或多個「同進退」的容器。這可能表示這些容器受到集體管理，或有相同的網路需求。本實驗室的 Pod 當中只有一個容器。

一般而言，您要建立內含 Deployment 設定的 YAML 檔案，但在這個實驗室，我們會略過這個步驟，直接用指令列建立 Deployment。

1. 使用 kubectl 建立 Pod：

kubectl create deployment hello-app --image=gcr.io/$DEVSHELL_PROJECT_ID/hello-app:1.0 注意：您可以忽略所有指令淘汰警告。

這個指令會在其中一個叢集節點上，啟動一份 Docker 映像檔副本。

測試已完成的工作

點選「Check my progress」，確認工作已完成。如果成功完成，就會看見評估分數。

建構及部署 Hello World 應用程式 (hello-app)

2. 執行下列指令，查看您使用 kubectl 建立的 Deployment：

kubectl get deployments

您應該會看到類似下方的結果：

NAME READY UP-TO-DATE AVAILABLE AGE hello-app 1/1 1 1 30s

3. 您也可以使用 kubectl 查看正在執行的 Pod：

kubectl get pods

您應該會看到類似下方的結果：

NAME READY STATUS RESTARTS AGE hello-app-3375482827-7hs3q 1/1 Running 0 1m

允許外部流量

根據預設，Pod 只會開放給叢集內的其他機器存取。為了使用剛建立的應用程式容器，必須將容器做為服務公開。

一般而言，您要建立內含服務設定的 YAML 檔案，但在這個實驗室，我們會略過這個步驟，直接用指令列建立 Deployment。

1. 執行下列指令，使用 kubectl expose 指令公開 Deployment：

kubectl expose deployment hello-app --name=hello-app --type=LoadBalancer --port=80 --target-port=8080

kubectl expose 會建立服務、負載平衡器的轉送規則，以及允許外部流量傳送至 Pod 的防火牆規則。--type=LoadBalancer 旗標會建立 Google Cloud 網路負載平衡器，用來接收外部流量。

2. 執行下列指令，取得服務的 IP 位址：

kubectl get svc hello-app

您應該會看到類似下方的結果：

NAME TYPE CLUSTER-IP EXTERNAL-IP PORT(S) AGE hello-app LoadBalancer 10.3.247.85 104.198.151.208 80/TCP 8m 注意：External-IP 需一分鐘左右才會填入。如果 External-IP 顯示 <pending>，請等待 30 秒後再試一次。

測試已完成的工作

點選「Check my progress」，確認工作已完成。如果成功完成，就會看見評估分數。

允許外部流量傳送至 hello-app Deployment。

驗證 Deployment

開啟新的瀏覽器視窗或分頁，然後前往上一步中的外部 IP 位址，應該就會看到程式碼範例正在執行！

工作 5：隨堂測驗

完成下列選擇題加深您的印象，更清楚本實驗室介紹的概念，盡力回答即可。

恭喜！

Google Kubernetes Engine 提供了強大且靈活的方式，可助您在 Google Cloud 執行容器。您也可以在自己的硬體，或是其他雲端服務供應商的服務中使用 Kubernetes。

本實驗室只使用單一容器，但如果要建立多容器環境，或單一容器的多個執行個體，也非常簡單。

內容回顧

• Google Kubernetes Engine
• 如何在 Google Kubernetes Engine 建構及啟動簡易的容器化應用程式

挑戰下一個實驗室

歡迎試試其他實驗室，例如：

• 透過 Kubernetes 自動調度管理雲端資源

後續步驟/瞭解詳情

• 進一步瞭解 Google Kubernetes Engine。
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使用手冊上次更新日期：2024 年 12 月 11 日

實驗室上次測試日期：2024 年 12 月 11 日

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