Assosiate Cloud Engineer 取得の勉強中にやった内容です。取得してしまうと、1ヶ月くらいで忘れてしまったので、残しておきます。

Overview

構成のイメージです。

ToDo

構築手順
- プロジェクトを作る。
- GCEインスタンスを作る。
- 作ったインスタンスのスナップショットを取得する。
- スナップショットからイメージを作る。
- インスタンステンプレートを作る。
- インスタンスグループを作る。
- 負荷分散する。
- プロジェクトを削除する。
更新
- インスタンステンプレートの更新
- ローリングアップデート
確認
- 負荷分散
- 縮退
- オートスケール

Procedure

Create a new project

あとですぐに消せるように、一時的なプロジェクトを作成します。

画面の上にある [Select a project] を選択する。
[NEW PROJECT] を選択する。
「Project Name」に任意の名前を入れる。
グローバルで一意になるように、IDには数字が付与される。
[Create]を選択する。

Create a VM instance

GCEインスタンスを作成します。

ハンバーガーから、「Compute Engine - VM instances」を選択する。
[Create]を選択する。

任意で設定値を入れる(※今回の設定値は、下表)。

Item	Default Value	Value	Comments
Name	instance-1	←	任意の名前
Labels	n/a	n/a
Region	us-central1(Iowa)	←	Always Freeの範囲内で
Zone	us-central1-a	←	同上
Machine Family	General-purpose	←	同上
Series	N1	←	同上
Machine Type	f1-micro	←	同上
Container	No	←	今回はコンテナは使わないので
Boot Disk	Debian GNU/Linux 9 (strech)	←	とりあえずDebianで。
Service Account	Compute Engine default service account	←	今回はデフォルト
Access scope	Allow default access	←	同上
Firewall	None	HTTP,HTTPS	HTTP(S)通信を許可

[Create]を選択する。
一覧に「instance-1」が表示されて、がついていれば、OK。

Configure VM instance

GCEインスタンスの設定を行います。今回はnginxを入れて、HTTPリクエストに応答できるようにだけします。

ハンバーガーから、「Compute Engine」を選択する。
さっき作成したインスタンスの右にある[SSH]を選択する。

Stackdriver Monitoring Agent のインストール

$ curl -sSO https://dl.google.com/cloudagents/install-monitoring-agent.sh
$ sudo bash install-monitoring-agent.sh

Stackdriver Monitoring Agent の状態確認(active(running)ならOK)。
```
$ sudo systemctl status stackdriver-agent
```

パッケージの最新化を行う。

$ sudo apt update && sudo apt -y upgrade

nginxをインストールする。
```
$ sudo apt -y install nginx
```
nginx の状態を確認する(active(running)ならOK)。
```
$ sudo systemctl status nginx
```

HTMLファイルの書き換え

$ echo "OK" | sudo tee /var/www/html/index.nginx-debian.html

nginx 動作確認(OKと出ればOK)。
```
$ curl http://localhost/
OK
```
GCEインスタンスのシャットダウン
```
$ sudo shutdown -h now
```

Create a snapshot of VM instance

作ったGCEインスタンスのスナップショットを作成します。

ハンバーガーから、「Compute Engine - Snapshots」を選択する。

[Create snapshot]を選択する。

Item	Default Value	Value	Comments
Name	snapshot-1	←	任意の名前
Description	n/a	←
Source Disk	-	instance-1	さっき作ったGCEインスタンス
Location	Multi-regional - us	←

[Create]を選択する。
一覧に「snapshot-1」が表示されて、がついていればOK。

Create a VM Image

作ったGCEインスタンスのスナップショットから、VMのイメージを作成します。

ハンバーガーから、「Compute Engine - Image」を選択する。
[CREATE IMAGE]を選択する。

以下の項目を入力する。

Item	Default Value	Value	Comments
Name	image-1	←	任意の名前
Source	Disk	Snapshot
Source snapshot	-	snapshot-1	さっき作ったスナップショット
Location	Multi-regional - us	←

[Create]を選択する。
一覧に「image-1」が表示されて、がついていればOK。

Create a VM instance template

インスタンステンプレートを作ります。

ハンバーガーから、「Compute Engine - Instance Template」を選択する。
[Create instance template]を選択する。

以下の項目を入力する。

Item	Default Value	Value	Comments
Name	instance-template-1	←	任意の名前
Machine Family	General-purpose	←	Always Freeの範囲内で
Series	N1	←	同上
Machine Type	f1-micro	←	同上
Container	No	←	今回はコンテナは使わないので
Boot disk	Debian GNU/Linux 9 (stretch)	image-1	さっき作ったイメージ
Service Account	Compute Engine default service account	←	今回はデフォルト
Access scope	Allow default access	←	同上
Firewall	None	HTTP,HTTPS	HTTP(S)通信を許可

[Create]を選択する。
一覧に「instance-template-1」が表示されて、がついていればOK。

Create a Instance group

インスタンスグループを作ります。

ハンバーガーから、「Compute Engine - Instance Group」を選択する。
[Create instance group]を選択する。

以下の項目を入力する。

Item	Default Value	Value	Comments
Name	instance-group-1	←	任意の名前
Description	-	←
Location	Single Zone	←	今回は単一ゾーンで
Region	us-central1 (Iowa)	←	今回はここで
Zone	us-central1-a	←	同上
Instance template	-	instance-template1	さっき作ったテンプレート
Number of insrances	Based on autoscaling configration	←	オートスケールに依存
Autoscalling mode	Autoscale	←
Autoscalling metric	CPU utilization 60%	←	CPU60%でスケール。余裕を持った設定なので要件に応じて調整。
Cool down period	60sec	←
Minimum number of instances	1	←	ひとまず、1台から
Maximum number of instances	10	2	動きが見られればよいので、2。
Autohealing - health check	No health check	http-check(TCP:80)	TCPレベルでのヘルスチェックを追加
Initial delay	300sec	←	とりあえずデフォルト。5分あれば上がってくるでしょう。

[Create]を選択する。
一覧に「instance-template-1」が表示されて、がついていればOK。

同様に別リージョンのグループも作っておきます(異なる項目のみ記載)。

Item	Default Value	Value	Comments
Name	instance-group-1	instance-group-2	任意の名前
Region	us-central1 (Iowa)	us-west1 (Oregon)	リージョンわける
Zone	us-central1-a	us-west1-b	同上

[Create]を選択する。
一覧に「instance-template-2」が表示されて、がついていればOK。

Create a Load balancer

負荷分散装置を作ります。

ハンバーガーから、「Network services - Load balancing」を選択する。
[Create load balancer]を選択する。
「HTTP(S) Load Balancing」の[Start Configuration]を選択する。
「from internet to my VMs」を選択する。
[continue]を選択する。

以下の項目を入力する。

Item	Default Value	Value	Comments
Name	-	load-balancer-1	任意の名前

Backend Configuration1

Item	Default Value	Value	Comments
Name	-	backend-1	任意の名前
Backend type	Instance group	←
Protocol, named port & timeout	HTTP,http,30sec	←
Instance group	-	instance-group-1	ひとつめのグループ
Port numbers	80	←
Balancing mode	Utilization	←	とりあえずデフォルト
Maximum backend utilization	80%	←	同上
Capacity	100%	←	同上
Healtch check	http-check(TCP)	←	HTTPでヘルスチェック
Logging	yes	←

Backend Configuration2(異なる項目のみ)

Item	Default Value	Value	Comments
Instance group	-	instance-group-2	ふたつ目のグループ

Frontend Configuration

Item	Default Value	Value	Comments
Name	-	frontend-1	任意の名前
Protocol	HTTP	←
Network Service Tier	Premium	←
IP Version	IPv4	←
IP address	Ephemeral	←
Port	80	←

[Create]を選択する。
一覧に「load-balancer-1」が表示されて、がついていればOK。

Delete the project

無駄に課金されることを避けるため、プロジェクトを削除します。

ハンバーガーから、「Home」を選択する。
[Go to project settings]を選択する。
[SHUT DOWN]を選択する。
30日間は消えずに残っている。

Update

Update Instance template

ハンバーガーから、「Compute Engine」を選択する。
最初に作成したインスタンスの右にある[SSH]を選択する。

HTMLファイルの書き換え

$ echo "Hello!" | sudo tee /var/www/html/index.nginx-debian.html

nginx 動作確認(Hello!と出ればOK)。
```
$ curl http://localhost/
Hello!
```
GCEインスタンスのシャットダウン
```
$ sudo shutdown -h now
```
更新後のインスタンスのスナップショットを取得する(異なる項目のみ記載)。

Item Default Value Value Comments

Name snapshot-1 snapshot-2 任意の名前
更新後のスナップショットから、イメージを作る(異なる項目のみ記載)。

Item Default Value Value Comments

Name image-1 image-2 任意の名前
更新後のイメージから、インスタンステンプレートを作る(異なる項目のみ記載)。

Item Default Value Value Comments

Name instance-template-1 instance-template-2 任意の名前

Boot disk Debian GNU/Linux 9 (stretch) image-2 さっき作ったイメージ

Rolling Update

サービス提供を途切れさせずに、順繰りに更新をかけていきます。

テスト用Linuxマシンから、curlでレスポンスを確認します。

$ while true;do curl http://[LB FrontendのIPアドレス]/;sleep 1;done

ハンバーガーから、「Compute Engine - Instance Group」を選択する。
「instance-group-2」を選択する。
[ROLLING UPDATE]を選択する。

以下の項目を入力する。

Item	Default Value	Value	Comments
Template	-	instance-template-2	さっき更新したテンプレート
Target size	100%	←	すべてのインスタンスを更新
Update mode	Proactive	←	即時反映
Replacement Method	Substitute	←	新旧バージョンを同時に走らせながら更新する
Maximum surge	1 instance(s)	←	とりあえずデフォルト
Maximum unavailabel	1 instance(s)	←	同上
Minimum wait time	0 sec	←	同上

[Update]を選択する。
新しいテンプレートを使ってインスタンスが追加され、立ち上がったら、
既存のインスタンスが削除される。
テスト用linuxマシンのレスポンスを確認すると、途切れずに新しいレスポンスに切り替わったことがわかります。

Confirmation

Create test client

「Create a VM instance」と同じ手順で、テスト用のインスタンスを作ります(今回は、アメリカ東部と東京に、それぞれひとつづつ作りました)。
作成したインスタンスの右にある[SSH]を選択する。

パッケージの最新化を行う。

$ sudo apt update && sudo apt -y upgrade

Apacheユーティリティをインストールする(Apache benchを使うため)。
```
$ sudo apt -y install apache2-utils
```

Apache bench の確認(バージョン情報が表示されればOK)。

$ ab -V
This is ApacheBench, Version 2.3 <$Revision: 1757674 $>
Copyright 1996 Adam Twiss, Zeus Technology Ltd, http://www.zeustech.net/
Licensed to The Apache Software Foundation, http://www.apache.org/

Load Balancing

負荷分散の確認をしてみます。

ハンバーガーから、「Network services - Load balancing」を選択する。
[load-blancer-1]を選択する。
「Frontend」に表示されているIPアドレスを控える。
先程作ったテスト用Linuxマシンから、5多重で1,000リクエストを送信する。
```
$ ab -c 5 -n 1000 http://[LB FrontendのIPアドレス]/
```
「load-balancer-1 - Monitoring」タブを表示する。
図のような感じで、2つのリージョンに負荷分散されたことが確認できました。

Degradation

縮退の確認をしてみます。

先程作ったテスト用Linuxマシンから、curlでステータスコードを確認します。

$ while true;do curl -LI http://[LB FrontendのIPアドレス]/ -o /dev/null -w '%{http_code}\n' -s;sleep 1;done

「instance-group-2」の方のインスタンスに、SSHでログインし、シャットダウンします。
テスト用Linuxマシンでは、一部のリクエストが502(Bad Gateway)を受けて、その後正常レスポンスを受けていることがわかります。
ロードバランサーのMonitoring画面でみると、「instance-group-1」に振り分けられていることがわかります。

Autoscalling

オートスケールの確認をしてみます。

「instance-group-1」の方のインスタンスに、SSHでログインします。
CPU使用率をお手軽に上昇させるため、stressをインストールします。
※イメージから生成したインスタンスに直接変更を加えるのは、構成管理の観点から、原則として、やらない方がよい。
```
$ sudo apt -y install stress
```
CPU使用率を上昇させます。
```
$ stress -c 1
```
インスタンスが追加されました(おおよそ、2〜3分)。
CPU使用率の上昇が収まった後、何分かすると追加されたインスタンスは削除され、インスタンスグループのMinimum instancesの数に収まります。