Google Cloud 教程：从零开始掌握 GCP
Google Cloud Platform (GCP) 是一个强大而全面的云计算平台，提供各种服务，涵盖计算、存储、数据库、机器学习、人工智能等多个领域。 对于希望利用云计算的力量来构建、部署和扩展应用程序的企业和个人来说，掌握 GCP 至关重要。 本教程将从零开始，深入浅出地讲解 GCP 的核心概念、服务以及如何上手使用，帮助你快速掌握 GCP，开启你的云计算之旅。
第一部分：GCP 基础入门
在开始探索 GCP 的各种服务之前，理解其基本概念至关重要。
1. 什么是云计算？
云计算是一种通过互联网提供计算服务的模式，用户无需拥有和维护自己的硬件和软件基础设施，即可按需获取计算资源。 常见的云计算模式包括：
- IaaS (Infrastructure as a Service)： 提供计算、存储和网络等基础架构资源。用户可以自行配置和管理这些资源。
- PaaS (Platform as a Service)： 提供应用程序开发和部署平台，包括操作系统、编程语言执行环境、数据库等。用户无需管理底层基础设施。
- SaaS (Software as a Service)： 提供完整的应用程序，用户只需通过互联网访问即可使用，无需安装和维护。
GCP 提供以上所有云计算模式，并提供更加丰富的服务。
2. GCP 的核心概念
- Project (项目)： 是 GCP 中所有资源的组织单元，相当于一个容器，用于管理资源、设置访问权限和计费。 每个 GCP 资源都属于一个项目。
- Resource (资源)： 是 GCP 中可用的各种计算、存储、数据库等服务。 例如，虚拟机实例、云存储桶、数据库实例等都是资源。
- Zone (区域)： 是 GCP 数据中心的一个特定物理位置。 每个区域都由一个或多个可用区组成。
- Region (区域)： 是一个地理区域，包含多个可用区。 选择区域时，需要考虑延迟、合规性和灾难恢复等因素。
- Availability Zone (可用区)： 是一个区域内的独立故障域。 将应用程序部署在多个可用区可以提高可用性。
- Identity and Access Management (IAM)： 用于控制对 GCP 资源的访问权限。 可以为用户、群组或服务帐户授予特定的角色和权限。
- Service Account (服务帐户)： 是代表应用程序或服务的身份。 应用程序可以使用服务帐户来访问 GCP 资源。
- Billing Account (结算帐户)： 用于支付 GCP 资源的使用费用。 每个项目都需要关联一个结算帐户。
3. 创建 GCP 项目
要开始使用 GCP，首先需要创建一个项目。
- 访问 Google Cloud 控制台。
- 使用你的 Google 帐户登录。
- 点击 “选择项目” 下拉菜单，然后点击 “新建项目”。
- 输入项目名称，选择组织（可选），然后点击 “创建”。
4. 启用结算
创建项目后，需要启用结算才能使用需要付费的 GCP 服务。
- 在 Google Cloud 控制台中，转到 “结算” 页面。
- 创建一个结算帐户或关联现有的结算帐户。
- 将结算帐户关联到你的项目。
第二部分：GCP 常用服务详解
GCP 提供了种类繁多的服务，涵盖各种云计算需求。 以下介绍一些最常用的服务：
1. Compute Engine (计算引擎)
Compute Engine 提供了虚拟机实例，允许用户运行各种操作系统和应用程序。
- 虚拟机实例： 可以根据需求选择不同的机器类型、操作系统和磁盘大小。
- 实例模板： 可以创建实例模板来快速部署多个相同的虚拟机实例。
- 托管实例组： 可以使用托管实例组来自动管理虚拟机实例，包括自动伸缩、负载均衡和自动修复。
- 预定义机器类型： GCP提供预定义机器类型，以满足不同的计算需求。 例如，通用型、内存优化型、计算优化型和加速器优化型机器类型。
- 自定义机器类型： 允许用户根据自己的特定需求创建自定义机器类型。
如何创建 Compute Engine 虚拟机实例：
- 在 Google Cloud 控制台中，转到 “Compute Engine” -> “虚拟机实例”。
- 点击 “创建实例”。
- 配置实例的名称、区域、机器类型、操作系统、磁盘等。
- 点击 “创建”。
2. Cloud Storage (云存储)
Cloud Storage 提供了可扩展、持久且经济高效的对象存储服务。
- 存储桶： 用于存储对象的容器。 可以创建多个存储桶来组织和管理数据。
- 对象： 存储在存储桶中的数据。 可以是任何类型的文件，例如图像、视频、文档等。
- 存储类别： 提供了不同的存储类别，以满足不同的性能和成本需求。 例如，Standard、Nearline、Coldline 和 Archive。
- 访问控制： 可以使用 IAM 来控制对存储桶和对象的访问权限。
如何创建 Cloud Storage 存储桶：
- 在 Google Cloud 控制台中，转到 “Cloud Storage” -> “存储桶”。
- 点击 “创建存储桶”。
- 输入存储桶名称，选择存储类别、位置和访问控制。
- 点击 “创建”。
3. Cloud SQL (云 SQL)
Cloud SQL 提供了完全托管的关系型数据库服务，支持 MySQL、PostgreSQL 和 SQL Server。
- 数据库实例： 可以根据需求选择不同的数据库引擎、版本和机器类型。
- 备份和恢复： 提供了自动备份和恢复功能，确保数据的安全性和可用性。
- 高可用性： 可以配置高可用性实例，提高数据库的可用性。
- 读取副本： 可以创建读取副本，提高读取性能。
如何创建 Cloud SQL 数据库实例：
- 在 Google Cloud 控制台中，转到 “Cloud SQL”。
- 点击 “创建实例”。
- 选择数据库引擎、版本和区域。
- 配置实例的名称、密码和机器类型。
- 点击 “创建”。
4. Google Kubernetes Engine (GKE)
GKE 提供了完全托管的 Kubernetes 服务，可以简化容器化应用程序的部署和管理。
- Kubernetes 集群： 由多个节点组成，用于运行容器化应用程序。
- 节点： 是运行容器的虚拟机实例。
- Pod： 是 Kubernetes 中最小的部署单元，可以包含一个或多个容器。
- Service： 用于暴露 Pod，以便应用程序可以访问。
- Deployment： 用于管理 Pod 的副本数和更新策略。
如何创建 GKE 集群：
- 在 Google Cloud 控制台中，转到 “Kubernetes Engine” -> “集群”。
- 点击 “创建集群”。
- 配置集群的名称、区域、节点池和网络。
- 点击 “创建”。
5. Cloud Functions (云函数)
Cloud Functions 提供了无服务器计算环境，可以运行事件驱动的代码，无需管理服务器。
- 函数： 是 Cloud Functions 中最小的部署单元，可以包含代码和一个触发器。
- 触发器： 用于触发函数的事件。 例如，HTTP 请求、Cloud Storage 对象的创建、Pub/Sub 消息等。
- 语言支持： 支持 Node.js、Python、Go 和 Java 等编程语言。
如何创建 Cloud Functions 函数：
- 在 Google Cloud 控制台中，转到 “Cloud Functions”。
- 点击 “创建函数”。
- 配置函数的名称、区域、触发器、运行时和代码。
- 点击 “部署”。
6. Pub/Sub (发布/订阅)
Pub/Sub 提供了全球性的、实时的消息传递服务，可以用于构建事件驱动的架构。
- Topic： 是消息的发布目标。
- Subscription： 用于订阅 Topic 的消息。
- Publisher： 发布消息到 Topic 的应用程序。
- Subscriber： 订阅 Topic 消息的应用程序。
如何创建 Pub/Sub Topic 和 Subscription：
- 在 Google Cloud 控制台中，转到 “Pub/Sub”。
- 点击 “创建 Topic”。
- 输入 Topic 名称并点击 “创建”。
- 选择 Topic，然后点击 “创建 Subscription”。
- 输入 Subscription 名称并点击 “创建”。
第三部分：GCP 开发工具
GCP 提供了各种开发工具，可以简化应用程序的开发、部署和管理。
- Cloud Shell： 是一个基于浏览器的命令行界面，可以访问 GCP 资源。
- Cloud SDK： 是一组命令行工具，可以用于管理 GCP 资源。
- Cloud Code： 是一个 IDE 插件，可以用于开发、调试和部署 GCP 应用程序。
第四部分：GCP 最佳实践
- 选择合适的区域： 选择离用户最近的区域，可以减少延迟。
- 使用 IAM 控制访问权限： 只授予用户所需的最小权限，可以提高安全性。
- 使用监控和日志记录： 监控应用程序的性能，并记录日志，可以及时发现和解决问题。
- 使用自动伸缩： 根据负载自动调整资源，可以提高可用性和降低成本。
- 使用 Infrastructure as Code (IaC)： 使用 Terraform 或 Cloud Deployment Manager 等工具，可以自动化基础设施的部署和管理。
总结
GCP 是一个功能强大的云计算平台，可以帮助企业和个人构建、部署和扩展应用程序。 通过学习本教程，你已经掌握了 GCP 的核心概念、常用服务和开发工具。 希望你能继续探索 GCP 的各种功能，并在实际项目中应用所学知识，打造出色的云应用程序。 掌握 GCP 是一个持续学习的过程，建议多参考官方文档和社区资源，不断提升自己的技能。
希望这篇教程能帮助你成功踏上 GCP 的学习之旅! 祝你学习顺利!