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Study Jam:雲端基礎實作 — 第 1/10 篇

GCP 運算服務基礎

內文字級

GCP 運算服務基礎
更新:2026-10-12

課程概述

同樣是把程式放上雲端,你可以自己開 VM、把程式交給平台,或部署成容器。差別不只在操作方式,還在於出了問題時誰負責處理。這篇先用 Compute Engine、App Engine 和 Cloud Run 把選擇理清;官方課程的 Lab 則集中在 Compute Engine:建立 VM、建立永久磁碟,以及用 VM 架網站伺服器。

Google Cloud 運算服務光譜:從自行管理作業系統的虛擬機、管理叢集的 GKE、受管 App Runtime、無伺服器容器到事件函式,客戶責任逐步減少而平台代管責任增加

想自己控制作業系統,就選 Compute Engine;要管容器叢集,可以看 GKE。App Engine 幫你管執行環境, Cloud Run 接手容器的運作,Cloud Run functions 則適合單一事件的處理。平台幫你管得越多,你能調整的底層細節就越少。

你將學到

  • 建立並管理 Compute Engine 虛擬機實例
  • 了解 GCP 運算服務的層級與差異(IaaS vs PaaS vs Serverless)
  • 使用 Cloud Shell 執行基本 gcloud 指令
  • 設定防火牆規則與網路存取
  • 選擇適合工作負載的運算方案

核心概念

運算服務光譜

服務類型管理層級適用場景
Compute EngineIaaS自行管理 OS 以上需要完整控制的工作負載
GKECaaS管理容器叢集微服務架構
App EnginePaaS只管程式碼Web 應用快速部署
Cloud RunServerless Container只管容器映像事件驅動或 HTTP 服務
Cloud Run functionsFaaS只管函式單一用途的事件處理

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查看流程與節點文字

箭頭表示流程方向;方括號與引號內是節點名稱,可搭配下方圖解閱讀。

%%{init: {"flowchart": {"curve": "linear", "nodeSpacing": 24, "rankSpacing": 32}}}%%
flowchart TD
  REQ["先確認執行單位、維運能力<br/>與底層控制需求"] --> OS{"需要管理 OS、驅動程式<br/>或自訂網路堆疊?"}
  OS -->|"是"| CE["Compute Engine"]
  OS -->|"否"| UNIT{"主要交付與<br/>執行單位是什麼?"}
  UNIT -->|"Kubernetes 工作負載"| GKE["GKE"]
  UNIT -->|"可攜式容器/Job"| RUN["Cloud Run"]
  UNIT -->|"單一事件處理器"| FUNC["Cloud Run functions"]
  UNIT -->|"受管應用 Runtime"| APP["App Engine"]
選型時先排除非要自己控制的底層,再依 Kubernetes 編排、容器或單一函式分流;不要只因服務較新,就忽略工作負載真正需要的控制邊界。

Compute Engine 關鍵操作

  • 建立 VM:選擇機器類型(e2-micro、n2-standard-2 等)、作業系統映像、磁碟大小
  • SSH 存取:透過 Cloud Console 或 gcloud compute ssh 連線
  • 啟動腳本:使用 metadata 中的 startup-script 自動化初始設定
  • 機器類型系列:E2(經濟型)、N2(一般用途)、C2(運算密集)、M2(記憶體密集)
Region 與 Zone 可用性比較:單一 Zone 的 VM 故障會中斷服務,區域型執行個體群組則透過負載平衡與健康檢查把流量移到其他健康 Zone

Zone 是 VM 的故障邊界:單一 VM 不會自動橫跨多個 Zone。需要抵抗單區故障時,要把實例分散到區域內多個 Zone,再由負載平衡器與健康檢查只把流量送到健康實例。

重要 gcloud 指令

# 建立 VM 實例
gcloud compute instances create my-vm --zone=us-central1-a --machine-type=e2-medium

# 列出所有實例
gcloud compute instances list

# 建立防火牆規則
gcloud compute firewall-rules create allow-http --allow=tcp:80
外部 HTTP 請求抵達 Compute Engine VM 的五個階段:用戶端、VPC 防火牆、外部 IP、VM 網路介面,以及監聽連接埠的作業系統與應用程式

VM 有外部 IP 不代表網站一定能連線;封包還要通過 VPC 防火牆,並由 VM 內的程序監聽正確連接埠。排錯時依序檢查防火牆、IP/路由與應用程序,可以快速縮小問題範圍。

實作重點

  • 務必選擇正確的 Region 和 Zone,這影響延遲與定價
  • 開發測試用 e2-micro 或 e2-small 即可,避免產生不必要費用
  • 記得在 Lab 結束前停止或刪除 VM,養成資源管理好習慣
  • 善用 Cloud Shell,它預裝了 gcloud CLI,不需額外設定

Skill Badge 指引

Lab 連結:The Basics of Google Cloud Compute — 完成此 lab 可獲得 Skill Badge

完成所有任務後,系統會核發 Skill Badge。操作時記得對照 lab 指定的 zone;資源建在別的 zone,即使指令成功,驗證也可能過不了。

延伸學習

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