Anleitung für Systempakete

gcloud-Standardeinstellungen einrichten

So konfigurieren Sie gcloud mit Standardeinstellungen für den Cloud Run-Dienst:

1. Legen Sie ein Standardprojekt fest:

   gcloud config set project PROJECT_ID

   Ersetzen Sie PROJECT_ID durch den Namen des Projekts, das Sie für diese Anleitung erstellt haben.

2. Konfigurieren Sie gcloud für die von Ihnen ausgewählte Region:

   gcloud config set run/region REGION

   Ersetzen Sie REGION durch die unterstützte Cloud Run-Region Ihrer Wahl.

Codebeispiel abrufen

So rufen Sie das gewünschte Codebeispiel ab:

1. Klonen Sie das Repository der Beispiel-App auf Ihren lokalen Computer:

   Node.js

   git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/nodejs-docs-samples.git

   Sie können auch das Beispiel als ZIP-Datei herunterladen und extrahieren.

   Python

   git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/python-docs-samples.git

   Sie können auch das Beispiel als ZIP-Datei herunterladen und extrahieren.

   Go

   git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/golang-samples.git

   Sie können auch das Beispiel als ZIP-Datei herunterladen und extrahieren.

   Java

   git clone https://github.com/GoogleCloudPlatform/java-docs-samples.git

   Sie können auch das Beispiel als ZIP-Datei herunterladen und extrahieren.

2. Wechseln Sie in das Verzeichnis, das den Cloud Run-Beispielcode enthält:

   Node.js

   cd nodejs-docs-samples/run/system-package/

   Python

   cd python-docs-samples/run/system-package/

   Go

   cd golang-samples/run/system_package/

   Java

   cd java-docs-samples/run/system-package/

Architektur visualisieren

Die grundlegende Architektur sieht so aus:

Der Nutzer stellt eine HTTP-Anfrage an den Cloud Run-Dienst, der ein Graphviz-Dienstprogramm ausführt, um die Anfrage in ein Bild zu transformieren. Dieses Bild wird an den Nutzer als die HTTP-Antwort auf seine Anfrage gesendet.

Code verstehen

Umgebungskonfiguration mit dem Dockerfile definieren

Ihr Dockerfile ist spezifisch für die Sprache und die grundlegende Betriebsumgebung, z. B. Ubuntu, die Ihr Dienst verwenden wird.

In der Kurzanleitung "Erstellen und Bereitstellen" lernen Sie verschiedene Dockerfiles kennen, auf deren Basis ein Dockerfile für andere Dienste erstellt werden kann.

Für diesen Dienst sind ein oder mehrere zusätzliche Systempakete erforderlich, die standardmäßig nicht verfügbar sind.

1. Öffnen Sie die Dockerfile in einem Editor.

2. Suchen Sie nach der Anweisung Dockerfile RUN. Mit dieser Anweisung können Sie beliebige Shell-Befehle ausführen, um die Umgebung zu verändern. Wenn das Dockerfile über mehrere Phasen verfügt, also mehrere FROM-Anweisungen aufweist, finden Sie die Anweisung in der letzten Phase.

   Es hängt von dem im Container angegebenen Betriebssystem ab, welche spezifischen Pakete erforderlich sind und mit welchem Mechanismus diese installiert werden.

   Klicken Sie auf den entsprechenden Tab, um Anweisungen für Ihr Betriebssystem oder Basis-Image zu erhalten.

   Debian/Ubuntu

   RUN apt-get update -y && apt-get install -y \
     graphviz \
     && apt-get clean

   Alpine

   Alpine erfordert ein zweites Paket zur Unterstützung von Schriftarten.

   RUN apk --no-cache add graphviz ttf-ubuntu-font-family

   Wenn Sie das Betriebssystem Ihres Container-Images ermitteln möchten, sehen Sie nach, welcher Name in der FROM-Anweisung oder in einer README-Datei für Ihr Basis-Image verwendet wird. Wenn Sie beispielsweise von node erweitern, finden Sie die Dokumentation und das übergeordnete Element Dockerfile auf Docker Hub.

3. Testen Sie Ihre Anpassung, indem Sie das Image erstellen. Verwenden Sie dazu lokal docker build oder Cloud Build.

Eingehende Anfragen verarbeiten

Der Beispieldienst verwendet Parameter aus der eingegangenen HTTP-Anfrage, um einen Systemaufruf durchzuführen, damit der entsprechende Befehl des dot-Dienstprogramms ausgeführt wird.

Im folgenden HTTP-Handler wird aus der dot-Abfragestringvariable ein Eingabeparameter für die Diagrammbeschreibung extrahiert.

Diagrammbeschreibungen können Zeichen enthalten, die für die Verwendung in einem Abfragestring URL-codiert sein müssen.

app.get('/diagram.png', (req, res) => {
  try {
    const image = createDiagram(req.query.dot);
    res.setHeader('Content-Type', 'image/png');
    res.setHeader('Content-Length', image.length);
    res.setHeader('Cache-Control', 'public, max-age=86400');
    res.send(image);
  } catch (err) {
    console.error(`error: ${err.message}`);
    const errDetails = (err.stderr || err.message).toString();
    if (errDetails.includes('syntax')) {
      res.status(400).send(`Bad Request: ${err.message}`);
    } else {
      res.status(500).send('Internal Server Error');
    }
  }
});

@app.route("/diagram.png", methods=["GET"])
def index():
    """Takes an HTTP GET request with query param dot and
    returns a png with the rendered DOT diagram in a HTTP response.
    """
    try:
        image = create_diagram(request.args.get("dot"))
        response = make_response(image)
        response.headers.set("Content-Type", "image/png")
        return response

    except Exception as e:
        print(f"error: {e}")

        # If no graphviz definition or bad graphviz def, return 400
        if "syntax" in str(e):
            return f"Bad Request: {e}", 400

        return "Internal Server Error", 500

// diagramHandler renders a diagram using HTTP request parameters and the dot command.
func diagramHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
	if r.Method != http.MethodGet {
		log.Printf("method not allowed: %s", r.Method)
		http.Error(w, fmt.Sprintf("HTTP Method %s Not Allowed", r.Method), http.StatusMethodNotAllowed)
		return
	}

	q := r.URL.Query()
	dot := q.Get("dot")
	if dot == "" {
		log.Print("no graphviz definition provided")
		http.Error(w, "Bad Request", http.StatusBadRequest)
		return
	}

	// Cache header must be set before writing a response.
	w.Header().Set("Cache-Control", "public, max-age=86400")

	input := strings.NewReader(dot)
	if err := createDiagram(w, input); err != nil {
		log.Printf("createDiagram: %v", err)
		// Do not cache error responses.
		w.Header().Del("Cache-Control")
		if strings.Contains(err.Error(), "syntax") {
			http.Error(w, "Bad Request: DOT syntax error", http.StatusBadRequest)
		} else {
			http.Error(w, "Internal Server Error", http.StatusInternalServerError)
		}
	}
}

get(
    "/diagram.png",
    (req, res) -> {
      InputStream image = null;
      try {
        String dot = req.queryParams("dot");
        image = createDiagram(dot);
        res.header("Content-Type", "image/png");
        res.header("Content-Length", Integer.toString(image.available()));
        res.header("Cache-Control", "public, max-age=86400");
      } catch (Exception e) {
        if (e.getMessage().contains("syntax")) {
          res.status(400);
          return String.format("Bad Request: %s", e.getMessage());
        } else {
          res.status(500);
          return "Internal Server Error";
        }
      }
      return image;
    });

Es muss zwischen internen Serverfehlern und ungültigen Nutzereingaben unterschieden werden. Der Beispieldienst gibt für alle dot-Befehlszeilenfehler einen internen Serverfehler zurück, außer wenn die Fehlermeldung den String syntax enthält, was auf ein Problem mit der Nutzereingabe hinweist.

Diagramm generieren

Die Kernlogik der Diagrammgenerierung verwendet das dot-Befehlszeilentool, um den Eingabeparameter für die Diagrammbeschreibung zu einem Diagramm im PNG-Bildformat zu verarbeiten.

// Generate a diagram based on a graphviz DOT diagram description.
const createDiagram = dot => {
  if (!dot) {
    throw new Error('syntax: no graphviz definition provided');
  }

  // Adds a watermark to the dot graphic.
  const dotFlags = [
    '-Glabel="Made on Cloud Run"',
    '-Gfontsize=10',
    '-Glabeljust=right',
    '-Glabelloc=bottom',
    '-Gfontcolor=gray',
  ].join(' ');

  const image = execSync(`/usr/bin/dot ${dotFlags} -Tpng`, {
    input: dot,
  });
  return image;
};

def create_diagram(dot):
    """Generates a diagram based on a graphviz DOT diagram description.

    Args:
        dot: diagram description in graphviz DOT syntax

    Returns:
        A diagram in the PNG image format.
    """
    if not dot:
        raise Exception("syntax: no graphviz definition provided")

    dot_args = [  # These args add a watermark to the dot graphic.
        "-Glabel=Made on Cloud Run",
        "-Gfontsize=10",
        "-Glabeljust=right",
        "-Glabelloc=bottom",
        "-Gfontcolor=gray",
        "-Tpng",
    ]

    # Uses local `dot` binary from Graphviz:
    # https://graphviz.gitlab.io
    image = subprocess.run(
        ["dot"] + dot_args, input=dot.encode("utf-8"), stdout=subprocess.PIPE
    ).stdout

    if not image:
        raise Exception("syntax: bad graphviz definition provided")
    return image

// createDiagram generates a diagram image from the provided io.Reader written to the io.Writer.
func createDiagram(w io.Writer, r io.Reader) error {
	stderr := new(bytes.Buffer)
	args := []string{
		"-Glabel=Made on Cloud Run",
		"-Gfontsize=10",
		"-Glabeljust=right",
		"-Glabelloc=bottom",
		"-Gfontcolor=gray",
		"-Tpng",
	}
	cmd := exec.Command("/usr/bin/dot", args...)
	cmd.Stdin = r
	cmd.Stdout = w
	cmd.Stderr = stderr

	if err := cmd.Run(); err != nil {
		return fmt.Errorf("exec(%s) failed (%w): %s", cmd.Path, err, stderr.String())
	}

	return nil
}

// Generate a diagram based on a graphviz DOT diagram description.
public static InputStream createDiagram(String dot) {
  if (dot == null || dot.isEmpty()) {
    throw new NullPointerException("syntax: no graphviz definition provided");
  }
  // Adds a watermark to the dot graphic.
  List<String> args = new ArrayList<>();
  args.add("/usr/bin/dot");
  args.add("-Glabel=\"Made on Cloud Run\"");
  args.add("-Gfontsize=10");
  args.add("-Glabeljust=right");
  args.add("-Glabelloc=bottom");
  args.add("-Gfontcolor=gray");
  args.add("-Tpng");

  StringBuilder output = new StringBuilder();
  InputStream stdout = null;
  try {
    ProcessBuilder pb = new ProcessBuilder(args);
    Process process = pb.start();
    OutputStream stdin = process.getOutputStream();
    stdout = process.getInputStream();
    // The Graphviz dot program reads from stdin.
    Writer writer = new OutputStreamWriter(stdin, "UTF-8");
    writer.write(dot);
    writer.close();
    process.waitFor();
  } catch (Exception e) {
    System.out.println(e);
  }
  return stdout;
}

Sicheren Dienst entwerfen

Alle eventuell bestehenden Sicherheitslücken im dot-Tool sind potenzielle Sicherheitslücken im Webdienst. Sie können dies umgehen, indem Sie aktuelle Versionen des graphviz-Pakets verwenden und das Container-Image regelmäßig neu erstellen.

Wenn Sie das aktuelle Beispiel so erweitern möchten, dass als Befehlszeilenparameter auch Nutzereingaben zulässig sind, sollten Sie gewisse Vorsichtsmaßnahmen treffen, um Angriffe durch Befehlsinjektion zu vermeiden. Auf folgende Arten können Injektionsangriffe beispielsweise verhindert werden:

• Zuordnen von Eingaben zu den Einträgen eines Wörterbuchs unterstützter Parameter
• Validierungseingaben entsprechen einer Reihe als sicher eingestufter Werte, möglicherweise unter Verwendung regulärer Ausdrücke
• Maskieren von Eingaben, damit Shell-Syntax nicht ausgewertet wird

Sie können potenzielle Sicherheitslücken weiter eindämmen, indem Sie den Dienst mit einem Dienstkonto bereitstellen, dem keine Berechtigungen für die Nutzung von Google Cloud-Diensten erteilt wurden, anstatt das Standardkonto zu verwenden, das über gängige Berechtigungen verfügt. Aus diesem Grund wird in dieser Anleitung ein neues Dienstkonto erstellt und verwendet.

Code versenden

Um Ihren Code zu senden, erstellen Sie ihn mit Cloud Build, laden ihn in Artifact Registry hoch und stellen ihn in Cloud Run bereit:

1. So erstellen Sie eine Artifact Registry:

   gcloud artifacts repositories create REPOSITORY \
       --repository-format docker \
       --location REGION

   Ersetzen Sie:

   • REPOSITORY durch einen eindeutigen Namen für das Repository. Repository-Namen können für jeden Repository-Speicherort in einem Projekt nur einmal vorkommen.
   • REGION mit der Google Cloud-Region, die für das Artifact Registry-Repository verwendet werden soll.

2. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um den Container zu erstellen und ihn in Artifact Registry zu veröffentlichen:

   Node.js

   gcloud builds submit --tag REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/graphviz

   Dabei ist PROJECT_ID Ihre Google-Cloud-Projekt-ID und graphviz der Name, den Sie dem Dienst geben möchten.

   Bei Erfolg wird eine SUCCESS-Meldung mit der ID, Erstellungszeit und dem Image-Namen angezeigt. Das Image wird in Artifact Registry gespeichert und kann bei Bedarf wiederverwendet werden.

   Python

   gcloud builds submit --tag REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/graphviz

   Dabei ist PROJECT_ID Ihre Google-Cloud-Projekt-ID und graphviz der Name, den Sie dem Dienst geben möchten.

   Bei Erfolg wird eine SUCCESS-Meldung mit der ID, Erstellungszeit und dem Image-Namen angezeigt. Das Image wird in Artifact Registry gespeichert und kann bei Bedarf wiederverwendet werden.

   Go

   gcloud builds submit --tag REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/graphviz

   Dabei ist PROJECT_ID Ihre Google-Cloud-Projekt-ID und graphviz der Name, den Sie dem Dienst geben möchten.

   Bei Erfolg wird eine SUCCESS-Meldung mit der ID, Erstellungszeit und dem Image-Namen angezeigt. Das Image wird in Artifact Registry gespeichert und kann bei Bedarf wiederverwendet werden.

   Java

   In diesem Beispiel wird Jib verwendet, um Docker-Images mit gängigen Java-Tools zu erstellen. Jib optimiert Container-Builds, ohne dass ein Dockerfile erforderlich ist oder Docker installiert sein muss. Weitere Informationen zum Erstellen von Java-Containern mit Jib

   1. Konfigurieren und erstellen Sie mit dem Dockerfile ein Basis-Image mit den installierten Systempaketen, um das Standard-Basis-Image von Jib zu überschreiben:

      # Use the Official eclipse-temurin image for a lean production stage of our multi-stage build.
      # https://hub.docker.com/_/eclipse-temurin/
      FROM eclipse-temurin:17.0.12_7-jre
      
      RUN apt-get update -y && apt-get install -y \
        graphviz \
        && apt-get clean

      gcloud builds submit --tag REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/graphviz-base

      Dabei ist PROJECT_ID Ihre Google Cloud-Projekt-ID.

   2. Verwenden Sie den gcloud Credential Helper, um Docker für das Übertragen per Push in Ihre Artifact Registry zu autorisieren.

      gcloud auth configure-docker

   3. Erstellen Sie Ihren endgültigen Container mit Jib und veröffentlichen Sie ihn in Artifact Registry:

      <plugin>
        <groupId>com.google.cloud.tools</groupId>
        <artifactId>jib-maven-plugin</artifactId>
        <version>3.4.0</version>
        <configuration>
          <from>
            <image>gcr.io/PROJECT_ID/graphviz-base</image>
          </from>
          <to>
            <image>gcr.io/PROJECT_ID/graphviz</image>
          </to>
        </configuration>
      </plugin>

      mvn compile jib:build \
       -Dimage=REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/graphviz \
       -Djib.from.image=REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/graphviz-base

      Dabei ist PROJECT_ID Ihre Google Cloud-Projekt-ID.

3. Stellen Sie es so bereit:

   gcloud

   1. Erstellen Sie ein neues Dienstkonto. Ihr Code, einschließlich der verwendeten Systempakete, kann nur die Google Cloud-Dienste verwenden, die diesem Dienstkonto gewährt wurden.

      gcloud iam service-accounts create SA_NAME

      SA_NAME ist der Name, den Sie diesem Dienstkonto geben. Wenn in Ihrem Code ein Fehler oder eine Sicherheitslücke vorhanden ist, kann er nicht auf andere Ressourcen Ihres Google Cloud-Projekts zugreifen.
   2. Stellen Sie den Code bereit und geben Sie das Dienstkonto an.

      gcloud run deploy graphviz-web --service-account SA_NAME@PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com  --image REGION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPOSITORY/graphviz

      Dabei ist PROJECT_ID Ihre Google Cloud-Projekt-ID, SA_NAME der Name des von Ihnen erstellten Dienstkontos, graphviz der Name des oben aufgeführten Containers und graphviz-web der Name des Dienstes. Antworten Sie mit Y auf die Eingabeaufforderung „Nicht authentifiziert zulassen“. Weitere Informationen zur IAM-basierten Authentifizierung finden Sie unter Zugriff verwalten.
   3. Warten Sie, bis die Bereitstellung abgeschlossen ist. Dies kann etwa eine halbe Minute dauern. Bei Erfolg wird in der Befehlszeile die Dienst-URL angezeigt.

   Terraform

   Informationen zum Anwenden oder Entfernen einer Terraform-Konfiguration finden Sie unter Grundlegende Terraform-Befehle.

   Mit dem folgenden Terraform-Code wird ein Cloud Run-Dienst erstellt.

   resource "google_service_account" "graphviz" {
     account_id   = "graphviz"
     display_name = "GraphViz Tutorial Service Account"
   }
   
   resource "google_cloud_run_v2_service" "default" {
     name     = "graphviz-example"
     location = "us-central1"
   
     deletion_protection = false # set to "true" in production
   
     template {
       containers {
         # Replace with the URL of your graphviz image
         #   gcr.io/<YOUR_GCP_PROJECT_ID>/graphviz
         image = "us-docker.pkg.dev/cloudrun/container/hello"
       }
   
       service_account = google_service_account.graphviz.email
     }
   }

   Ersetzen Sie IMAGE_URL durch einen Verweis auf das Container-Image, z. B. us-docker.pkg.dev/cloudrun/container/hello:latest. Wenn Sie Artifact Registry verwenden, muss das Repository REPO_NAME bereits erstellt sein. Die URL hat die Form LOCATION-docker.pkg.dev/PROJECT_ID/REPO_NAME/PATH:TAG.

   Mit dem folgenden Terraform-Code wird Ihr Cloud Run-Dienst öffentlich.

   # Make Cloud Run service publicly accessible
   resource "google_cloud_run_service_iam_member" "allow_unauthenticated" {
     service  = google_cloud_run_v2_service.default.name
     location = google_cloud_run_v2_service.default.location
     role     = "roles/run.invoker"
     member   = "allUsers"
   }

4. Wenn Sie eine Codeaktualisierung für den Dienst bereitstellen möchten, wiederholen Sie die vorherigen Schritte. Bei jeder Bereitstellung für einen Dienst wird eine neue Version erstellt und der Traffic wird automatisch verarbeitet, sobald der Dienst bereit ist.

Testen

Testen Sie den Dienst. Dazu senden Sie in der Anfragenutzlast HTTP-POST-Anfragen mit DOT-Syntaxbeschreibungen.

1. Senden Sie eine HTTP-Anfrage an den Dienst.

   Kopieren Sie folgende URL in die URL-Zeile Ihres Browsers und aktualisieren Sie [SERVICE_DOMAIN]:

   https://SERVICE_DOMAIN/diagram.png?dot=digraph Run { rankdir=LR Code -> Build -> Deploy -> Run }

   Sie können das Diagramm in eine Webseite einbetten:

   <img src="https://SERVICE_DOMAIN/diagram.png?dot=digraph Run { rankdir=LR Code -> Build -> Deploy -> Run }" />

2. Öffnen Sie die ausgegebene diagram.png-Datei in einer Anwendung, die PNG-Dateien unterstützt, beispielsweise Chrome.

   Sie sollte so aussehen:

   

Sie können sich eine kleine Sammlung von vorgefertigten Diagrammbeschreibungen ansehen.

1. Kopieren Sie den Inhalt der ausgewählten .dot-Datei

2. Senden Sie eine HTTP-Anfrage an den Dienst.

   Kopieren Sie die URL in die URL-Zeile Ihres Browsers.

   https://SERVICE_DOMAIN/diagram.png?dot=SELECTED DOTFILE CONTENTS