設定 Google Kubernetes Engine 和無 Proxy 的 gRPC 服務

本指南說明如何設定 Google Kubernetes Engine、gRPC 應用程式，以及 Cloud Service Mesh 要求的負載平衡元件。

按照本指南中的說明操作之前，請先參閱「準備設定使用無 Proxy gRPC 服務的 Cloud Service Mesh」。

總覽

使用 GKE 和無 Proxy gRPC 服務設定 Cloud Service Mesh 時，需要執行下列步驟：

1. 準備 GKE 叢集。
2. 將 gRPC 伺服器應用程式部署為 Kubernetes 服務。為 GKE 部署規格加上註解，自動為服務建立網路端點群組 (NEG)。
3. 使用 NEG 和其他 Google Cloud 負載平衡元件設定 Cloud Service Mesh。
4. 使用無 Proxy gRPC 用戶端應用程式將流量傳送至 gRPC 伺服器應用程式，確認部署作業正常運作。

為 Cloud Service Mesh 設定 GKE 叢集

本節說明如何啟用 GKE 叢集，以便與 Cloud Service Mesh 搭配使用。

GKE 叢集需求

GKE 叢集必須符合下列要求：

• 您必須啟用網路端點群組支援功能。如需更多資訊和範例，請參閱「獨立網路端點群組」。獨立 NEG 功能現已正式推出，適用於 Cloud Service Mesh。
• 叢集節點執行個體服務帳戶必須具有存取 Cloud Service Mesh API 的權限。如要進一步瞭解必要權限，請參閱「啟用服務帳戶以存取 Cloud Service Mesh API」。
• 容器必須有權存取 Cloud Service Mesh API，並受 OAuth 驗證保護。詳情請參閱主機設定。

建立 GKE 叢集

下列範例說明如何在 us-central1-a zone 中建立名為 grpc-td-cluster 的 GKE 叢集。

gcloud container clusters create grpc-td-cluster \
   --zone us-central1-a \
   --scopes=https://www.googleapis.com/auth/cloud-platform \
   --tags=allow-health-checks \
   --enable-ip-alias

取得所需的 GKE 叢集權限

發出下列指令，切換至剛建立的叢集。這會將 kubectl 指向正確的叢集。

gcloud container clusters get-credentials grpc-td-cluster \
    --zone us-central1-a

設定 GKE 服務

本節說明如何準備 GKE 部署規格，以與 Cloud Service Mesh 搭配使用。此程序包含設定 GKE helloworld 範例服務，並加入 NEG 註解。

helloworld 範例服務是 gRPC 伺服器應用程式，會傳回訊息來回應 gRPC 用戶端的要求。請注意，helloworld 服務沒有任何特殊之處。這不是無 Proxy 的 gRPC 服務，可以回應任何 gRPC 用戶端的要求。

只有在 gRPC 用戶端應用程式連線至 Cloud Service Mesh、瞭解 helloworld 服務，然後將流量傳送至與 helloworld 相關聯的 Pod 時，「無 Proxy」部分才會發揮作用，不需要依賴 IP 位址或以 DNS 為基礎的名稱解析。

設定 NEG 適用的 GKE 服務

如要設定 GKE 服務以搭配 Cloud Service Mesh 使用，第一步是透過 NEG 公開服務。如要透過 NEG 公開，每項規格都必須具有以下註解，以與您想要公開的通訊埠配對。

...
metadata:
  annotations:
    cloud.google.com/neg: '{"exposed_ports":{"8080":{"name": "example-grpc-server"}}}'

首次部署服務時，這項註解會建立獨立的 NEG。這個 NEG 包含 Pod 的 IP 位址和通訊埠。如需更多資訊和範例，請參閱獨立網路端點群組。

在下列範例中，您部署的 helloworld Kubernetes 服務會公開通訊埠 8080。這是服務在叢集中顯示的通訊埠。Pod 中的 gRPC 服務正在監聽 targetPort 50051。這是要求傳送至 Pod 的通訊埠。通常為了方便起見，port 和 targetPort 會設為相同的值，但這個範例使用不同的值，指出要在 NEG 註解中使用的正確值。

cat << EOF > grpc-td-helloworld.yaml
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: helloworld
  annotations:
    cloud.google.com/neg: '{"exposed_ports":{"8080":{"name": "example-grpc-server"}}}'
spec:
  ports:
  - port: 8080
    name: helloworld
    protocol: TCP
    targetPort: 50051
  selector:
    run: app1
  type: ClusterIP

---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: app1
  name: app1
spec:
  selector:
    matchLabels:
      run: app1
  replicas: 2
  template:
    metadata:
      labels:
        run: app1
    spec:
      containers:
      - image: grpc/java-example-hostname:1.50.2
        name: app1
        ports:
        - protocol: TCP
          containerPort: 50051
EOF

kubectl apply -f grpc-td-helloworld.yaml

確認是否已建立新的 helloworld 服務：

kubectl get svc

kubectl get svc 的輸出內容應如下所示：

NAME           TYPE        CLUSTER-IP   EXTERNAL-IP   PORT(S)   AGE
helloworld     ClusterIP   10.71.9.71   <none>        8080/TCP  41m
[..skip..]

確認應用程式 Pod 正在執行：

kubectl get pods

kubectl get pods 的輸出內容應如下所示：

NAME                        READY     STATUS    RESTARTS   AGE
app1-6db459dcb9-zvfg2   1/1       Running   0          6m
app1-6db459dcb9-hlvhj   1/1       Running   0          6m
[..skip..]

確認 NEG 名稱正確無誤。

# List the NEGs
gcloud compute network-endpoint-groups list \
    --filter "name=example-grpc-server" --format "value(name)"

# Optionally examine the NEG
gcloud compute network-endpoint-groups describe example-grpc-server \
    --zone us-central1-a

# Optionally examine the endpoint(s) contained
gcloud compute network-endpoint-groups list-network-endpoints example-grpc-server \
    --zone us-central1-a

設定 Cloud Service Mesh 和負載平衡元件

本節說明如何為服務設定 Google Cloud 負載平衡 Google Cloud 元件。這些元件包含設定資訊，可讓無 Proxy 的 gRPC 用戶端與 GKE 服務通訊。

下列 Cloud Service Mesh 設定範例假設：

• NEG 和其他所有資源都會在 us-central1-a 區域中，以自動模式建立在預設網路。
• 使用 Google Cloud CLI 時，叢集的 NEG 名稱為 example-grpc-server。

建立健康狀態檢查、防火牆規則和後端服務

在本節中，您將建立健康狀態檢查和健康狀態檢查的防火牆規則。健康狀態檢查必須使用 gRPC 健康狀態檢查通訊協定。防火牆規則可讓健康狀態檢查探測器連線至部署中的 VM。健康狀態檢查會使用 --use-serving-port 指令，取得每個端點設定的接聽通訊埠。

防火牆規則允許傳入的健康狀態檢查連線抵達您網路中的執行個體。

在本節中，您將建立負載平衡機制為 INTERNAL_SELF_MANAGED 且通訊協定為 GRPC 的全域後端服務，然後將健康狀態檢查與後端服務建立關聯。

詳情請參閱「建立健康狀態檢查」。

建立轉送規則對應

在本節中，您將建立網址對應、路徑比對器和主機規則，根據主機名稱和路徑轉送服務流量。以下範例使用 helloworld-gke 做為服務名稱。gRPC 用戶端連線至 helloworld 服務時，會在目標 URI 中使用這個服務名稱。 您也會建立目標 gRPC Proxy 和轉送規則。

詳情請參閱轉送規則對應。

以下範例使用服務名稱 helloworld-gke 和通訊埠 8000。也就是說，gRPC 用戶端必須使用 xds:///helloworld-gke:8000 連線至這項服務，且網址對應中必須設定主機規則 helloworld-gke:8000。請注意，Cloud Service Mesh 不會使用前一節 Kubernetes 服務規格中顯示的服務通訊埠 8080，因為 helloworld-gke:8000 會直接解析為在 targetPort 50051 上接聽的 NEG 端點。一般來說，為了方便起見，網址對應主機規則和 Kubernetes 服務規格 port 和 targetPort 中的通訊埠都會設為相同值，但本範例使用不同值，說明服務規格中的 port 不會由 Cloud Service Mesh 使用。

Cloud Service Mesh 現在已設定為在網址對應中指定的服務 NEG 端點之間，進行負載平衡。

驗證設定

設定程序完成後，請確認您可以使用無 Proxy gRPC 用戶端連上 helloworld gRPC 伺服器。這個用戶端會連線至 Cloud Service Mesh，取得 helloworld 服務的相關資訊 (使用 grpc-gke-helloworld-service 後端服務設定 Cloud Service Mesh)，並使用這項資訊將流量傳送至服務的後端。

您也可以在 Google Cloud 控制台中查看「Cloud Service Mesh」專區，瞭解已設定的服務 helloworld-gke 資訊，並確認後端是否回報為正常。

      initContainers:
      - args:
        - --output
        - "/tmp/bootstrap/td-grpc-bootstrap.json"
        image: gcr.io/trafficdirector-prod/td-grpc-bootstrap:0.19.0

        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: grpc-td-init
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
          requests:
            cpu: 10m
            memory: 100Mi
        volumeMounts:
        - name: grpc-td-conf
          mountPath: /tmp/bootstrap/
      volumes:
      - name: grpc-td-conf
        emptyDir:
          medium: Memory

        env:
        - name: GRPC_XDS_BOOTSTRAP
          value: "/tmp/grpc-xds/td-grpc-bootstrap.json"
        volumeMounts:
        - name: grpc-td-conf
          mountPath: /tmp/grpc-xds/

cat << EOF  | kubectl apply -f -
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  labels:
    run: client
  name: sleeper
spec:
  selector:
    matchLabels:
      run: client
  template:
    metadata:
      labels:
        run: client
    spec:
      containers:
      - image: openjdk:8-jdk
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: sleeper
        command:
        - sleep
        - 365d
        env:
        - name: GRPC_XDS_BOOTSTRAP
          value: "/tmp/grpc-xds/td-grpc-bootstrap.json"
        resources:
          limits:
            cpu: "2"
            memory: 2000Mi
          requests:
            cpu: 300m
            memory: 1500Mi
        volumeMounts:
        - name: grpc-td-conf
          mountPath: /tmp/grpc-xds/
      initContainers:
      - args:
        - --output
        - "/tmp/bootstrap/td-grpc-bootstrap.json"
        image: gcr.io/trafficdirector-prod/td-grpc-bootstrap:0.19.0
        imagePullPolicy: IfNotPresent
        name: grpc-td-init
        resources:
          limits:
            cpu: 100m
            memory: 100Mi
          requests:
            cpu: 10m
            memory: 100Mi
        volumeMounts:
        - name: grpc-td-conf
          mountPath: /tmp/bootstrap/
      volumes:
      - name: grpc-td-conf
        emptyDir:
          medium: Memory
EOF

kubectl exec -it $(kubectl get pods -o custom-columns=:.metadata.name \
    --selector=run=client) -- /bin/bash

apt-get update -y
apt-get install python3-pip -y
pip3 install virtualenv
curl -L https://github.com/grpc/grpc/archive/v1.37.1.tar.gz | tar -xz
cd grpc-1.37.1/examples/python/xds
virtualenv venv -p python3
source venv/bin/activate
pip install -r requirements.txt
python client.py  xds:///helloworld-gke:8000

apt-get update -y
apt-get install -y ruby-full
gem install grpc
curl -L https://github.com/grpc/grpc/archive/v1.37.1.tar.gz | tar -xz
cd grpc-1.37.1/examples/ruby
ruby greeter_client.rb john xds:///helloworld-gke:8000

apt-get update -y
apt-get install -y php7.3 php7.3-dev php-pear phpunit python-all zlib1g-dev git
pecl install grpc
curl -sS https://getcomposer.org/installer | php
mv composer.phar /usr/local/bin/composer
curl -L https://github.com/grpc/grpc/archive/v1.37.1.tar.gz | tar -xz
cd grpc-1.37.1
export CC=/usr/bin/gcc
./tools/bazel build @com_google_protobuf//:protoc
./tools/bazel build src/compiler:grpc_php_plugin
cd examples/php
composer install
../../bazel-bin/external/com_google_protobuf/protoc --proto_path=../protos \
--php_out=. --grpc_out=. \
--plugin=protoc-gen-grpc=../../bazel-bin/src/compiler/grpc_php_plugin \
../protos/helloworld.proto
php -d extension=grpc.so greeter_client.php john xds:///helloworld-gke:8000

apt-get update -y
apt-get install -y nodejs npm
curl -L https://github.com/grpc/grpc/archive/v1.34.0.tar.gz | tar -xz
cd grpc-1.34.0/examples/node/xds
npm install
node ./greeter_client.js --target=xds:///helloworld-gke:8000

• 瞭解 Cloud Service Mesh 服務安全性。
• 瞭解進階流量管理。
• 瞭解如何設定可觀測性。
• 瞭解如何排解無 Proxy 的 Cloud Service Mesh 部署作業問題。