Men-deploy aplikasi menggunakan Autopilot GKE dan Spanner

Autopilot

Tutorial ini menjelaskan cara men-deploy aplikasi web dalam container ke cluster Autopilot Google Kubernetes Engine (GKE), dan menggunakan database Google Spanner di backend untuk menyimpan data. Aplikasi contoh mengelola tabel pemain game. Anda dapat menambahkan dan menghapus pemain melalui antarmuka pengguna grafis (GUI) aplikasi.

Spanner adalah layanan database relasional yang terkelola sepenuhnya, skalabel secara horizontal, terdistribusi secara global, yang menyediakan transaksi ACID dan semantik SQL tanpa mengorbankan performa dan ketersediaan tinggi.

Tutorial ini mengasumsikan bahwa Anda telah memiliki pemahaman dasar tentang Kubernetes.

Alasan menggunakan GKE dan Spanner

Sebagai developer, Anda mungkin tidak ingin menghabiskan waktu untuk menghitung jumlah resource komputasi dan penyimpanan yang dibutuhkan aplikasi, memprediksi konsumsi RAM dan CPU selama periode permintaan yang berfluktuasi, atau mengkhawatirkan terjadinya kegagalan aplikasi pada periode beban tertinggi.

Dengan GKE Autopilot sebagai layanan Kubernetes yang terkelola sepenuhnya, dan Spanner sebagai layanan database yang terkelola sepenuhnya, Anda dapat mengembangkan dan men-deploy aplikasi lebih cepat pada infrastruktur stabil yang menyederhanakan konfigurasi dan pengelolaan resource. GKE Autopilot menangani konfigurasi dan penskalaan infrastruktur untuk menghosting aplikasi Anda dengan menambahkan atau menghapus node ke atau dari cluster, berdasarkan persyaratan saat runtime. Demikian pula, Spanner dapat menyebarkan skala dan masuk secara dinamis dengan intervensi manual minimal, seiring perubahan persyaratan penyimpanan atau komputasi.

Misalnya, katakan saja Anda sedang meluncurkan game blockbuster berikutnya yang Anda harapkan akan menjadi viral, sehingga menarik traffic web yang tinggi dalam minggu peluncurannya. Spanner dapat membantu Anda mengakomodasi lonjakan throughput ini dengan memberikan kemampuan untuk langsung meningkatkan, mengurangi, atau mengalokasikan ulang resource komputasi sambil tetap mempertahankan ketersediaan aplikasi yang maksimum dengan GKE Autopilot.

Tujuan

Dalam tutorial ini, Anda akan mempelajari cara:

Membuat database Spanner yang menyimpan registry pemain.
Mendeploy aplikasi web contoh bernama hello-app-cloud-spanner, dengan antarmuka pengguna grafis (GUI).

Tabel berikut menjelaskan resource Google Cloud yang Anda buat atau gunakan, variabel yang diidentifikasi, dan nilai yang ditentukan untuk resource tersebut untuk tujuan tutorial ini:

Resource	Variabel	Nilai
Project ID Google Cloud	`PROJECT_ID`	Project ID yang dibuat saat Anda membuat project. Contoh: `my-gcp-project`
Region komputasi	`COMPUTE_REGION`	Region Compute Engine tempat Anda ingin membuat instance Spanner dan cluster GKE. Sebaiknya pilih wilayah yang paling dekat dengan lokasi geografis pelanggan Anda, tetapi untuk tutorial ini, gunakan `us-west1`.
Instance Spanner	-	`hello-instance`
Database Spanner	-	`hello-database`
Cluster GKE Autopilot	`CLUSTER_NAME`	`hello-cluster`
Namespace Kubernetes	`NAMESPACE`	`hello-namespace`
Akun layanan Kubernetes	`KSA_NAME`	`ksa-helloapp`
Akun Layanan IAM	`GSA_NAME`	`gsa-helloapp`
Project ID akun layanan IAM	`GSA_PROJECT`	`PROJECT_ID` Google Cloud Anda.

Untuk tujuan tutorial ini, sebaiknya buat resource baru agar penghapusan setelah men-deploy aplikasi contoh mudah dan bebas risiko. Namun, jika sudah memiliki namespace, akun layanan IAM, dan akun layanan Kubernetes, Anda dapat menggunakannya.

Biaya

Dalam dokumen ini, Anda menggunakan komponen Google Cloud yang dapat ditagih berikut:

Instance Compute Engine yang digunakan oleh GKE
Spanner
Cloud Load Balancing

Untuk membuat perkiraan biaya berdasarkan proyeksi penggunaan Anda, gunakan kalkulator harga. Pengguna baru Google Cloud mungkin memenuhi syarat untuk mendapatkan uji coba gratis.

Setelah menyelesaikan tugas yang dijelaskan dalam dokumen ini, Anda dapat menghindari penagihan berkelanjutan dengan menghapus resource yang Anda buat. Untuk mengetahui informasi selengkapnya, lihat Pembersihan.

Sebelum memulai

Pastikan untuk menyelesaikan prasyarat berikut:

Pilih atau buat project

Anda dapat menggunakan project yang sudah ada, atau membuat yang baru untuk tutorial ini.

Login ke akun Google Cloud Anda. Jika Anda baru menggunakan Google Cloud, buat akun untuk mengevaluasi performa produk kami dalam skenario dunia nyata. Pelanggan baru juga mendapatkan kredit gratis senilai $300 untuk menjalankan, menguji, dan men-deploy workload.

Di konsol Google Cloud, pada halaman pemilih project, pilih atau buat project Google Cloud.

Buka pemilih project

Pastikan penagihan telah diaktifkan untuk project Google Cloud Anda.

Di konsol Google Cloud, pada halaman pemilih project, pilih atau buat project Google Cloud.

Buka pemilih project

Pastikan penagihan telah diaktifkan untuk project Google Cloud Anda.

Mengaktifkan API

Enable the Artifact Registry, Compute Engine, GKE, and IAM Service Account Credentials APIs.

Enable the APIs

Menyiapkan Cloud Shell

Dalam tutorial ini, Anda menggunakan Cloud Shell untuk menjalankan perintah gcloud dan kubectl. Cloud Shell adalah lingkungan shell untuk mengelola resource yang dihosting di Google Cloud. Cloud Shell telah diinstal lebih dulu dengan alat command line Google Cloud CLI dan kubectl.

Di konsol Google Cloud, aktifkan Cloud Shell.

Aktifkan Cloud Shell

Sesi Cloud Shell akan terbuka di dalam frame yang lebih rendah di konsol.

Sebelum menjalankan perintah dalam tutorial ini, pastikan project default Anda ditetapkan ke project ID tempat Anda ingin men-deploy aplikasi contoh. Jika belum ditetapkan, jalankan perintah berikut di Cloud Shell:

gcloud config set project PROJECT_ID

Ganti PROJECT_ID dengan project ID Anda.

Memberikan peran IAM

Pastikan akun Google Cloud Anda memiliki peran IAM yang diperlukan untuk tutorial ini.

Berikan peran ke Akun Google Anda. Jalankan perintah berikut satu kali untuk setiap peran IAM berikut: roles/iam.serviceAccountAdmin, roles/serviceusage.serviceUsageConsumer, roles/iam.serviceAccountUser, roles/iam.securityAdmin, roles/spanner.admin, roles/container.admin

$ gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID --member="user:EMAIL_ADDRESS" --role=ROLE

Ganti PROJECT_ID dengan project ID Anda.
Ganti EMAIL_ADDRESS dengan alamat email Anda.
Ganti ROLE dengan setiap peran individual.

Mengonfigurasi Spanner

Untuk mengonfigurasi Spanner, Anda perlu membuat instance Spanner dan database Spanner.

Membuat instance Spanner

Instance Spanner adalah alokasi resource yang digunakan oleh database Spanner yang dibuat dalam instance tersebut.

Buat instance Spanner bernama hello-instance dengan konfigurasi regional, dan kapasitas komputasi 100 unit pemrosesan.

gcloud spanner instances create hello-instance \
    --config=regional-COMPUTE_REGION \
    --description="Spanner sample instance" \
    --processing-units=100

Ganti COMPUTE_REGION dengan us-west1 untuk tutorial ini.

Membuat database Spanner

Database Spanner mencakup tabel, tabel virtual, dan indeks Anda. Database mewarisi properti dari instance induknya, seperti konfigurasi (regional atau multi-regional), serta kapasitas komputasi dan penyimpanan yang tersedia.

Buat database Spanner bernama hello-database dengan tabel Players, menggunakan dialek GoogleSQL. Jalankan kueri berikut di Cloud Shell Anda:

gcloud spanner databases create hello-database \
    --instance=hello-instance \
    --database-dialect=GOOGLE_STANDARD_SQL \
    --ddl="CREATE TABLE Players (
        PlayerUuid STRING(36) NOT NULL,
        FirstName STRING(1024),
        LastName STRING(1024),
        BirthDate DATE) PRIMARY KEY(PlayerUuid)"

Membuat cluster GKE Autopilot

Setelah mengonfigurasi Spanner, buat cluster Autopilot dan gunakan Workload Identity Federation for GKE untuk mengakses database Anda dengan cara yang aman dan mudah dikelola.

Buat cluster Autopilot bernama hello-cluster. Cluster Autopilot mengaktifkan Workload Identity Federation for GKE secara default.

gcloud container clusters create-auto CLUSTER_NAME \
  --region=COMPUTE_REGION

Ganti kode berikut:

CLUSTER_NAME: hello-cluster
COMPUTE_REGION: Region Compute Engine cluster Anda. Untuk tutorial ini, gunakan region yang sama, us-west1, tempat Anda membuat instance Spanner. Sebaiknya buat instance Spanner dan cluster GKE Autopilot dalam region yang sama untuk mengurangi latensi.

Pembuatan cluster memerlukan waktu hingga 8-10 menit.

Outputnya mirip dengan hal berikut ini:

NAME: hello-cluster
LOCATION: us-west1
MASTER_VERSION: 1.26.5-gke.1200
MASTER_IP: 192.0.2.1
MACHINE_TYPE: e2-medium
NODE_VERSION: 1.26.5-gke.1200
NUM_NODES: 3
STATUS: RUNNING

Mengonfigurasi cluster untuk menggunakan Workload Identity Federation untuk GKE

Konfigurasikan cluster Anda untuk melakukan autentikasi ke Google Cloud menggunakan Workload Identity Federation for GKE sebelum men-deploy aplikasi.

Dapatkan kredensial untuk mengakses cluster Anda:
```
gcloud container clusters get-credentials CLUSTER_NAME \
  --region=COMPUTE_REGION
```
Ganti kode berikut:
- CLUSTER_NAME: hello-cluster
- COMPUTE_REGION: us-west1
Tindakan ini akan memperbarui file kubeconfig dengan informasi endpoint dan kredensial yang sesuai untuk mengarahkan kubectl ke cluster Anda.
Buat namespace yang akan digunakan untuk akun layanan Kubernetes. Anda juga dapat menggunakan namespace default, atau namespace apa pun yang sudah ada.
```
kubectl create namespace NAMESPACE
```
Ganti NAMESPACE dengan hello-namespace, nama untuk namespace baru yang Anda buat.
Buat akun layanan Kubernetes yang akan digunakan untuk aplikasi Anda:
```
kubectl create serviceaccount KSA_NAME \
  --namespace NAMESPACE
```
Ganti kode berikut:
- KSA_NAME: ksa-helloapp, nama untuk akun layanan Kubernetes baru yang Anda buat.
- NAMESPACE: hello-namespace
Buat akun layanan IAM untuk aplikasi Anda:
```
gcloud iam service-accounts create GSA_NAME \
  --project=GSA_PROJECT
```
Ganti kode berikut:
- GSA_NAME: gsa-helloapp, nama untuk akun layanan IAM baru yang Anda buat.
- GSA_PROJECT: Project ID Google Cloud Anda. Dalam tutorial ini, Anda akan membuat akun layanan IAM di project Google Cloud yang sama dengan tempat Anda men-deploy aplikasi contoh. Oleh karena itu, GSA_PROJECT dan PROJECT_ID Google Cloud Anda sama.

Tambahkan binding kebijakan IAM untuk akun layanan IAM Anda agar dapat membaca dan menulis di Spanner:

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member "serviceAccount:GSA_NAME@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com" \
  --role "roles/spanner.admin"

Ganti kode berikut:

PROJECT_ID: Project ID Google Cloud Anda
GSA_NAME: gsa-helloapp

Contoh:

gcloud projects add-iam-policy-binding my-gcp-project \
  --member "serviceAccount:gsa-helloapp@my-gcp-project.iam.gserviceaccount.com" \
  --role "roles/spanner.admin"

Izinkan akun layanan Kubernetes untuk meniru identitas akun layanan IAM dengan menambahkan binding kebijakan IAM antara kedua akun layanan tersebut. Dengan binding ini, akun layanan Kubernetes dapat bertindak sebagai akun layanan IAM, sehingga akun layanan Kubernetes dapat membaca dan menulis di Spanner.
```
gcloud iam service-accounts add-iam-policy-binding GSA_NAME@GSA_PROJECT.iam.gserviceaccount.com \
  --role roles/iam.workloadIdentityUser \
  --member "serviceAccount:PROJECT_ID.svc.id.goog[NAMESPACE/KSA_NAME]"
```
Ganti kode berikut:
- GSA_NAME: gsa-helloapp
- GSA_PROJECT: Project ID Google Cloud Anda
- PROJECT_ID: Project ID Google Cloud Anda
- NAMESPACE: hello-namespace
- KSA_NAME: ksa-helloapp
Contoh:
```
gcloud iam service-accounts add-iam-policy-binding gsa-helloapp@my-gcp-project.iam.gserviceaccount.com \
  --role roles/iam.workloadIdentityUser \
  --member "serviceAccount:my-gcp-project.svc.id.goog[hello-namespace/ksa-helloapp]"
```
Beri anotasi pada akun layanan Kubernetes dengan alamat email akun layanan IAM. Hal ini memungkinkan aplikasi contoh Anda mengetahui akun layanan mana yang akan digunakan untuk mengakses layanan Google Cloud. Jadi, saat menggunakan Library Klien Google API standar untuk mengakses layanan Google Cloud, aplikasi akan menggunakan akun layanan IAM tersebut.
```
kubectl annotate serviceaccount KSA_NAME \
  --namespace NAMESPACE \
  iam.gke.io/gcp-service-account=GSA_NAME@GSA_PROJECT.iam.gserviceaccount.com
```
Ganti kode berikut:
- KSA_NAME: ksa-helloapp
- NAMESPACE: hello-namespace
- GSA_NAME: gsa-helloapp
- GSA_PROJECT: Project ID Google Cloud Anda
Contoh:
```
kubectl annotate serviceaccount ksa-helloapp \
  --namespace hello-namespace \
  iam.gke.io/gcp-service-account=gsa-helloapp@my-gcp-project.iam.gserviceaccount.com
```
Catatan: Jika binding IAM tidak ada, anotasi ini sendiri tidak memberikan akses ke Pod untuk meniru akun layanan IAM.

Men-deploy aplikasi contoh ke cluster

Setelah menyiapkan GKE dan Spanner dengan layanan dan autentikasi yang diperlukan, Anda siap men-deploy aplikasi contoh hello-app-cloud-spanner.

Clone aplikasi contoh dari repositori GitHub ke Cloud Shell Anda:

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

Luncurkan Editor Cloud Shell dengan mengklik Buka Editor di toolbar jendela terminal.

Untuk mengetahui informasi selengkapnya, silakan melihat Ringkasan antarmuka Editor Cloud Shell.
Buka panel Penjelajah Editor Cloud Shell, lalu cari direktori kubernetes-engine-samples/databases/hello-app-cloud-spanner/k8s.
Buka file deployment.yaml, dan perbarui kolom serviceAccountName dengan mengganti <KSA_NAME> dengan ksa-helloapp, nama akun layanan Kubernetes Anda.

Gambar 1. Perbarui nama akun layanan Kubernetes di file deployment.
Tutup Editor Cloud Shell, lalu kembali ke terminal Cloud Shell.

Di terminal Cloud Shell, buka direktori hello-app-cloud-spanner:

cd kubernetes-engine-samples/databases/hello-app-cloud-spanner

Deploy aplikasi:
```
kubectl apply -f k8s/deployment.yaml -n=NAMESPACE
```
Ganti NAMESPACE dengan hello-namespace.

Tunggu hingga aplikasi di-deploy dengan STATUS sebagai Running:

kubectl get pods -n=NAMESPACE --watch

Ganti NAMESPACE dengan hello-namespace.

Outputnya mirip dengan hal berikut ini:

NAME                                       READY   STATUS              RESTARTS   AGE
hello-app-cloud-spanner-765c9b8779-lfcrc   0/1     ContainerCreating   0          87s
hello-app-cloud-spanner-765c9b8779-lfcrc   1/1     Running             0          3m15s

Tekan Ctrl+C pada keyboard untuk kembali ke command prompt guna menjalankan perintah lebih lanjut.

Mengekspos aplikasi contoh ke internet

Untuk mengekspos Service Kubernetes di luar cluster, buat Service jenis LoadBalancer. Jenis Service ini menghasilkan alamat IP load balancer eksternal untuk Pod Anda, yang dapat dijangkau melalui internet.

Deploy load balancer:
```
kubectl apply -f k8s/service.yaml -n=NAMESPACE
```
Ganti NAMESPACE dengan hello-namespace.
Perhatikan alamat IP eksternal yang akan ditetapkan:
```
kubectl get service -n=NAMESPACE --watch
```
Ganti NAMESPACE dengan hello-namespace.
Setelah ditetapkan, salin EXTERNAL-IP (misalnya, 203.0.113.0), lalu buka di browser. Antarmuka web akan terbuka, yang menampilkan dan mengelola database pemain.

Anda dapat menggunakan GUI aplikasi untuk membuat atau menghapus catatan pemain, dan catatan tersebut akan disimpan di database Spanner.

Tambah atau hapus pemain. — **Gambar 2.** Membuat atau menghapus pemain dalam registry.

Jalankan kueri berikut untuk memverifikasi apakah database Spanner telah diperbarui dengan entri Anda:

gcloud spanner databases execute-sql hello-database \
  --instance=hello-instance \
  --sql="SELECT * FROM Players LIMIT 10"

Outputnya mirip dengan hal berikut ini:

PlayerUuid: a1f34bbf-929c-498d-8b16-39bbb29d70e3
FirstName: John
LastName: Smith
BirthDate: 1997-07-12

PlayerUuid: d634e157-96ea-45f2-be3f-fb907ced188e
FirstName: Jane
LastName: Doe
BirthDate: 2013-07-12

Pembersihan

Agar tidak perlu membayar biaya pada akun Google Cloud Anda untuk resource yang digunakan dalam tutorial ini, hapus project yang berisi resource tersebut, atau simpan project dan hapus setiap resource.

Menghapus project Anda

Cara termudah untuk menghindari penagihan adalah dengan menghapus project yang Anda buat untuk tutorial ini.

Perhatian: Menghapus project memiliki efek berikut:

Semua hal dalam project akan dihapus. Jika menggunakan project yang sudah ada untuk tugas dalam dokumen ini, saat Anda menghapusnya, pekerjaan lain yang telah Anda lakukan dalam project tersebut juga akan terhapus.
Project ID kustom hilang. Saat membuat project ini, Anda mungkin telah membuat project ID kustom yang ingin digunakan di masa mendatang. Untuk mempertahankan URL yang menggunakan project ID, seperti URL appspot.com, hapus resource yang dipilih di dalam project, bukan menghapus seluruh project.

Jika Anda berencana mempelajari berbagai arsitektur, tutorial, atau panduan memulai, menggunakan kembali project dapat membantu agar Anda tidak melampaui batas kuota project.

Menghapus project Google Cloud:

gcloud projects delete PROJECT_ID

Jika Anda menghapus project ini, berarti pembersihan telah selesai. Jika Anda tidak menghapus project, lanjutkan dengan menghapus resource GKE dan Spanner.

Menghapus resource GKE

Hapus layanan. Tindakan ini akan membatalkan alokasi load balancer Google Cloud yang dibuat untuk Layanan Anda:
```
kubectl delete service hello-app-cloud-spanner -n=NAMESPACE
```
Ganti NAMESPACE dengan hello-namespace.
Hapus cluster GKE. Tindakan ini akan menghapus resource yang merupakan cluster, seperti instance komputasi, disk, dan resource jaringan:
```
gcloud container clusters delete CLUSTER_NAME --region=COMPUTE_REGION
```
Ganti kode berikut:
- CLUSTER_NAME: hello-cluster
- COMPUTE_REGION: us-west1

Menghapus resource Spanner

Hapus database Spanner:

gcloud spanner databases delete hello-database --instance=hello-instance

Hapus instance Spanner:

Perhatian: Jika sebuah instance dihapus, instance tersebut dan semua databasenya akan dihapus secara permanen.
```
gcloud spanner instances delete hello-instance
```

Langkah selanjutnya

Pelajari cara membuat cluster GKE untuk penginstalan Agones Anda.
Pelajari praktik terbaik untuk menggunakan Spanner sebagai database game.
Pelajari cara men-deploy database PostgreSQL yang sangat tersedia di GKE.
Pelajari praktik terbaik untuk men-deploy database di GKE.