从 GKE Autopilot 上运行的应用连接到专用 AlloyDB 实例

1. 概览

在本实验中，您将部署一个双层微服务，其中包含一个在 GKE Autopilot 上运行的 pod，并将其连接到 AlloyDB 数据库的专用实例。Customer Service 应用是 Cymbal Eats 系统的一部分，提供管理注册用户的功能。Customer Service 应用是一个基于 Java 的微服务，使用 Quarkus 框架。

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AlloyDB 支持通过为专用服务访问通道配置的专用内部 IP 地址进行网络连接。

专用服务访问通道是作为您的 VPC 网络与 AlloyDB 资源（集群和实例）所在的底层 Google Cloud VPC 网络之间的 VPC 对等互连连接实现的。通过专用连接，您的 VPC 网络中的资源可以使用内部 IP 地址与它们访问的 AlloyDB 资源进行专有的通信。您的 VPC 网络中的资源无需互联网访问权限或外部 IP 地址即可访问 AlloyDB 资源。

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GKE Autopilot 是什么？

GKE Autopilot 是 GKE 中的一种运维模式，在此模式中，Google 管理集群配置，包括节点、扩缩、安全和其他预配置设置。Autopilot 集群经过优化，可以运行大多数生产工作负载，并可基于 Kubernetes 清单预配计算资源。此简化配置遵循集群和工作负载设置、可伸缩性以及安全性的 GKE 最佳实践和建议。如需查看内置设置的列表，请参阅 Autopilot 和 Standard 对照表。

什么是 AlloyDB？

兼容 PostgreSQL 的全托管式数据库服务，适用于要求苛刻的企业数据库工作负载。 AlloyDB 结合了 Google 的技术精华和最受欢迎的开源数据库引擎之一 PostgreSQL，可提供卓越的性能、扩缩能力和可用性。

学习内容

在本实验中，您将学习如何完成以下操作：

  • 创建 AlloyDB 数据库的专用实例
  • 在连接到 AlloyDB 实例的 GKE Autopilot 集群上部署应用

前提条件

  • 本实验假设您熟悉 Cloud 控制台和 Cloud Shell 环境。
  • 有 GKE 和 AlloyDB 使用经验会有所帮助，但不是必需条件。

2. 设置和要求

Cloud 项目设置

  1. 登录 Google Cloud 控制台，然后创建一个新项目或重复使用现有项目。如果您还没有 Gmail 或 Google Workspace 账号，则必须创建一个。

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  • 项目名称 是此项目参与者的显示名称。它是 Google API 尚未使用的字符串。您可以随时更新它。
  • 项目 ID 在所有 Google Cloud 项目中是唯一的，并且是不可变的（一经设置便无法更改）。Cloud 控制台会自动生成一个唯一字符串；通常情况下，您无需关注该字符串。在大多数 Codelab 中，您都需要引用项目 ID（通常用 PROJECT_ID 标识）。如果您不喜欢生成的 ID，可以再随机生成一个 ID。或者，您可以尝试自己创建一个，并确认是否可用。此步骤完成后，项目 ID 便无法更改，并且在整个项目期间保持不变。
  • 此外，还有第三个值，即部分 API 使用的项目编号 ，供您参考。如需详细了解所有这三个值，请参阅 文档。
  1. 接下来，您需要在 Cloud 控制台中启用结算功能，以便使用 Cloud 资源/API。运行此 Codelab 应该不会产生太多的费用（如果有费用的话）。如需关闭资源以避免在本教程之外产生结算费用，您可以删除创建的资源或删除整个项目。Google Cloud 的新用户符合参与 $300 USD 免费试用 计划的条件。

环境设置

点击搜索栏右侧的图标，激活 Cloud Shell。

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克隆代码库并转到相应目录，将以下命令复制并粘贴到终端中，然后按 Enter 键：

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

运行所需的依赖项 gke-lab-setup.sh

系统将创建以下资源：

  • AlloyDB 集群和实例
  • Artifact Registry，用于存储 Cloud Run 作业和 Customer Service 的容器映像
  • VPC 访问通道连接器，用于 Cloud Run 作业与 AlloyDB 数据库通信
  • Cloud Run 作业，用于创建 AlloyDB 数据库
  • GKE Autopilot 集群
./gke-lab-setup.sh

如果系统提示您授权，请点击“授权”以继续。

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设置过程大约需要 10 分钟。查看用于创建所需依赖项的设置脚本。

gke-lab-setup.sh

等待脚本完成并看到以下输出后，再运行后续步骤。

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. 应用部署

查看 AlloyDB 集群

运行以下命令以查看创建的 AlloyDB 实例：

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

示例输出：

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

探索 控制台 中提供的功能（Query Insight、Monitoring）。

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查看 GKE Autopilot 集群

设置项目环境变量：

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)')

作为初始设置的一部分，集群是使用以下命令创建的（您无需运行此命令）：

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

运行命令以查看创建的 GKE Autopilot 集群：

gcloud container clusters list

示例输出：

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运行以下命令以存储集群的凭据：

CLUSTER_NAME=rewards-cluster
REGION=us-central1

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

部署应用

接下来，您将部署 Customer Service 应用。

Customer Service 应用是一个基于 Java 的微服务，使用 Quarkus 框架。

前往 cymbal-eats/customer-service 文件夹，然后运行以下命令来构建和上传容器映像：

./mvnw clean package -DskipTests

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

gcloud builds submit --tag $CUSTOMER_SERVICE_IMAGE .

在控制台中打开 Cloud Build，查看最新构建的详细信息。

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使用 AlloyDB 专用 IP 地址的值设置以下环境变量：

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

echo $DB_HOST

运行以下命令以创建 Kubernetes Secret 对象，用于存储 Customer Service 应用将用于连接到数据库的数据库凭据：

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

运行以下命令以替换 deployment.yaml 文件中的 CUSTOMER_SERVICE_IMAGE：

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

运行以下命令以部署应用：

kubectl apply -f customer-service-deployment.yaml

应用需要一些时间才能转换为“正在运行”状态。

运行以下命令以创建将在测试步骤中使用的外部 IP：

SERVICE_NAME=customer-service

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

运行以下命令以验证创建的资源：

kubectl get all

示例输出：

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4. 测试应用

运行以下命令以保存客户服务网址。

kubectl get svc

使用上一个输出中的外部 IP 值设置以下环境变量。

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

运行以下命令以创建新的客户记录：

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"}'

多次运行上述命令，以生成您稍后将在 Logs Explorer 中查看的日志消息。

查看客户记录

运行以下命令以查看创建的客户记录。

curl $CUSTOMER_SERVICE_URL/customer | jq

示例输出：

[
  {
    "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 工作负载和服务

在 Cloud 控制台中打开 Kubernetes Engine，然后查看创建的工作负载和服务。

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应用日志

打开 Logs Explorer，然后搜索包含“Customer already exists”文本的日志。

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5. 恭喜！

恭喜，您已完成此 Codelab！

所学内容：

  • 如何创建 AlloyDB 数据库的专用实例
  • 如何在连接到 AlloyDB 实例的 GKE Autopilot 集群上部署应用

后续步骤：

探索其他 Cymbal Eats Codelab：

清理

为避免因本教程中使用的资源导致您的 Google Cloud 账号产生费用，请删除包含这些资源的项目，或者保留项目但删除各个资源。

删除项目

若要避免产生费用，最简单的方法是删除您为本教程创建的项目。