本文教你如何從 0 開始部署一個 Google Kubernetes Engine（GKE）應 用，由建立一個基本的網頁開始，後續包括建立 Cluster、撰寫 Dockerfile、上傳 Artifact Registry、設定 Ingress 與 HTTPS 憑證，最後完整刪除所有資源。適合 GCP 初學者與 DevOps 工程師參考的實戰指南。
嗨，我是 Wayne！
一開始我只是想嘗試把一個小網站部署到 Google Cloud，結果發現這裡面牽涉的步驟比想像中多一些，但每一步都是清楚而有邏輯的。於是我決定邊做邊記，把整個過程記錄下來，也幫有興趣入門 GKE 的人省下不少查資料的時間。
不管你是剛接觸容器部署，還是只是想對 GCP 更熟一點，希望這篇能成為你動手實作的好起點。
Step 1: 建立一個簡單的node.js App Link to heading
首先進到 Google Cloud 頁面，點選右上方的 Cloud Shell
接著網頁下方會開啟終端機畫面，並且終端機的分頁名稱就是你的 project ID
先來建立一個簡單的網頁吧!
我們先建立一個 server.js，在終端機上輸入 vi server.js，按 Enter 後，將以下內容複製貼上
var http = require('http');
var handleRequest = function(request, response) {
response.writeHead(200);
response.end("Hello World from Wayne!");
}
var www = http.createServer(handleRequest);
www.listen(8080);
接著按下 Esc，輸入 :wq 儲存並離開
可以先試著預覽網頁看看，輸入 node server.js 並點選預覽，可看到網頁畫面
Step 2: 建立一個 Dockerfile Link to heading
關閉預覽畫面，我們回到 Cloud Shell
輸入指令 vi Dockerfile 並按下 Enter，將以下內容複製貼上
FROM node:6.9.2
EXPOSE 8080
COPY server.js .
CMD node server.js
一樣 Esc、:wq 儲存並離開
此時我們已經有 server.js、Dockerfile 兩個檔案了，可以準備將其打包成 image 並放上 Artifact Registry 了
Step 3: 建立一個 Artifact Registry 存放區 Link to heading
我們直接搜尋 Artifact Registry，找到他並點進去
可以釘選他以後方便維護
點選 “建立存放區”
輸入名稱，格式選擇 Docker，區域選擇台灣，按下建立後即可看到我們所建立的存放區
這邊先建立一個名稱為 “hello-node” 的存放區
Step 4: 授權 Docker 使用 Artifact Registry Link to heading
在存放區的畫面上，我們找到 “設定操作說明”
點選他，旁邊會顯示一段指令，直接貼到 Cloud Shell 上執行即可
執行完成後會看到它顯示註冊成功
Step 5: 建立 Docker image Link to heading
在同樣的存放區畫面上，點選 “複製路徑”
再加上我們自行設定的 image 名稱和版本(tag)，即可組成 image的完整路徑
asia-east1-docker.pkg.dev/{my-project-id}/hello-node/{image_name}:{tag}
以我的 image 為例，完整路徑大概會長這樣:
asia-east1-docker.pkg.dev/my-project-id/hello-node/hello-node:v1
接著將他組成指令，並於 Cloud Shell 上執行
(注意! 指令最後面有個 . 是不可缺少的喔)
docker build -t asia-east1-docker.pkg.dev/{my-project-id}/hello-node/hello-node:v1 .
等他跑一段時間，可以看到他成功的 build 起來了
Step 6: 測試並推送 Docker image 到 Artifact Registry Link to heading
要確認我們 build 的 image 是否可以正常運作，當然是讓他跑起來看看囉!
剛剛已經有 image 的完整路徑了，要執行的指令大致如下:
docker run -d -p [port]:[port] {image 完整路徑}
以我的為例，就會是
docker run -d -p 8080:8080 asia-east1-docker.pkg.dev/my-project-id/hello-node/hello-node:v1
執行完後，我們一樣可以預覽網頁看看
看來沒什麼問題，那就可以先把它停掉了
我們先查詢一下目前正在跑的 container，執行 docker ps
可以看到有一個 container 正在執行，並且有顯示 container ID
執行 docker stop {constiner ID} 來關閉它
接著就是把她推送上去，輸入指令並等待他推送完成
docker push {image 完整路徑}
Step 7: 建立 GKE Cluster Link to heading
輸入指令來建立 GKE Cluster
gcloud container clusters create hello-cluster \
--zone asia-east1 \
--num-nodes=2 \
--disk-type=pd-standard
這邊我建立了兩個 nodes，並使用標準磁碟 (pd-standard) 而不是 SSD (pd-ssd)，對於我們要建立的小型測試來說已經足夠了，也不會佔用到我們 SSD 的配額
等待幾分鐘後就建立完成了，可以看到建立後的相關資訊
我們也可以用指令來查看 cluster 內的 nodes
gcloud compute instances list | grep gke
接著執行指令來取得 cluster 認證
gcloud container clusters get-credentials hello-cluster --zone asia-east1
Step 8: 建立 Deployment + Service + Ingress YAML 檔案 Link to heading
接下來就是建立各個 YAML 檔來部屬資源了
這裡我們會建立 3 個 YAML 檔，分別是
- deployment.yaml : 定義要部屬的 pod
- service.yaml : 建立服務並提供統一入口
- ingress.yaml : 建立 Load Balance 並提供對外入口
輸入 vi deployment.yaml 並執行，將以下內容複製貼上，記得修改自己的 name 和 image 路徑，最後一樣 Esc, :wq 儲存並離開
這邊我設定名稱為 “hello-node”
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
name: hello-node
spec:
replicas: 2
selector:
matchLabels:
app: hello-node
template:
metadata:
labels:
app: hello-node
spec:
containers:
- name: hello-node
image: asia-east1-docker.pkg.dev/{my-project-id}/node-app/hello-node:v1
ports:
- containerPort: 8080
輸入 vi service.yaml 來建立其內容，這邊我們設定 NodePort 讓後續 Ingress 可以對應進來
這邊我設定名稱為 “hello-node-service”
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
name: hello-node-service
spec:
selector:
app: hello-node
ports:
- port: 80
targetPort: 8080
type: NodePort
輸入 vi ingress.yaml 來建立 ingress 相關資訊
這邊我設定名稱為 “hello-node-ingress”
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: hello-node-ingress
spec:
rules:
- http:
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: hello-node-service
port:
number: 80
Step 9: 部屬所有資源以及建立 Domain Link to heading
終於到了部屬資源的環節了，分別執行以下三個指令來部屬我們剛剛建立的 YAML 資源
kubectl apply -f deployment.yaml
kubectl apply -f service.yaml
kubectl apply -f ingress.yaml
接下來需要等幾分鐘才拿得到我們的 External IP
這時可以先來申請個免費的 domain，我們使用 DuckDNS 來申請
進入 DuckDNS
上面有各種登入方式，登入後可以輸入自己想要的 domain name
譬如我這裡輸入 “hello-node-test”
按下 “add domain”，就會出現我們剛剛設定好的 domain 以及目前 domain 的 IP
Step 10: 連結 External IP Link to heading
隔幾分鐘後，來查一下我們的 External IP
kubectl get ingress hello-node-ingress
這裡可以看到 IP 了
接著回到 DuckDNS 上，將 domain 後面的 current ip 更新成我們剛剛拿到的 External IP
最後開啟我們的 domain，譬如我的是：http://hello-node-test.duckdns.org/
就可以成功看到我們的網站了!
Step 11: 啟用 Https (可選) Link to heading
此時我們的網站還是 http，沒有 SSL 憑證
因此我們可以使用 GCP ManagedCertificate 來建立憑證
首先輸入 vi certificate.yaml 並建立我們的第 4 個 YAML 檔
這邊我設定名稱為 “hello-cert”
domains 記得設定為自己的 domain
apiVersion: networking.gke.io/v1
kind: ManagedCertificate
metadata:
name: hello-cert
spec:
domains:
- hello-node-test.duckdns.org
儲存好後，執行
kubectl apply -f certificate.yaml
可以使用以下指令看看是否建立成功
kubectl get managedcertificate hello-cert
建立成功後，我們要修改原本的 ingress.yaml
輸入 vi ingress.yaml ，我們要增加憑證和 domain 的相關內容
apiVersion: networking.k8s.io/v1
kind: Ingress
metadata:
name: hello-node-ingress
# ------ 增加憑證的部分 ------
annotations:
networking.gke.io/managed-certificates: hello-cert
# --------------------------
spec:
rules:
- host: hello-node-test.duckdns.org #增加 domain
http: #注意 http 前面的"-"拿掉了
paths:
- path: /
pathType: Prefix
backend:
service:
name: hello-node-service
port:
number: 80
修改完成後，執行
kubectl apply -f ingress.yaml
這邊可能要等個 5~15 分鐘等待憑證生效，我們可以用指令查詢
kubectl describe managedcertificate hello-cert
當憑證準備完成時，你會看到狀態為 Active
這時我們就可以再回到我們的網頁了
這次輸入 https://{domain} 就不會再顯示是不安全的網頁了!
Step 12: 清除 cluster 資源避免帳單暴增 (可選) Link to heading
如果你要讓你的網頁持續運作，那這個步驟可以跳過，基本上網頁部屬已經完成了
但如果你只是做個測試，想必是玩完就該關掉了，不然下個月收到帳單可能會有點難過><
如果你還想留著 GKE cluster，則可以執行以下 3 個指令
kubectl delete deployment hello-node
kubectl delete service hello-node-service
kubectl delete ingress hello-node-ingress
如果你想連 GKE cluster 整個刪除，可以直接執行
gcloud container clusters delete hello-cluster --zone asia-east1
這邊可能須等個 5~10 分鐘才會刪除完成
接著可以來刪除 repositories，執行
gcloud artifacts repositories delete hello-node --location=asia-east1
最後，回到 DuckDNS
如果 domain 還需要用的話可以留，但建議 IP 的部分要刪除
這樣就把所有啟用的資源都差不多清除了~
總結 Link to heading
走完這一輪，你應該已經能夠從一個空專案，一步步地部署到 GKE，並透過 HTTPS 正式公開對外服務。這篇文章除了讓你知道 “怎麼做”，也希望能了解每一步 “為什麼這樣做”，以及每個元件在整個架構中的角色。
當然，這只是 GKE 的入門實戰，其他的內容像是 CI/CD、自動調整資源、監控與日誌等，也許我也會再慢慢補上吧…？😊