Como usar pacotes do sistema

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Neste tutorial, mostramos como criar um serviço do Cloud Run personalizado que transforma um parâmetro de entrada de descrição de gráfico em um diagrama no formato de imagem PNG. Ele usa o Graphviz (em inglês) que é instalado como um pacote de sistema no ambiente de contêiner do serviço. O Graphviz é usado com utilitários de linha de comando para exibir solicitações.

Objetivos

• Gravar e criar um contêiner personalizado com um Dockerfile
• Gravar, criar e implantar um serviço do Cloud Run for Anthos
• Usar o utilitário Graphviz dot para gerar diagramas
• Testar o serviço publicando um diagrama de sintaxe DOT da coleção ou sua própria criação

Custos

Neste documento, você usará os seguintes componentes faturáveis do Google Cloud:

• Cloud Build
• Container Registry
• Cloud Run for Anthos

Para gerar uma estimativa de custo baseada na projeção de uso deste tutorial, use a calculadora de preços. Novos usuários do Google Cloud podem estar qualificados para uma avaliação gratuita.

Antes de começar

1. Faça login na sua conta do Google Cloud. Se você começou a usar o Google Cloud agora, crie uma conta para avaliar o desempenho de nossos produtos em situações reais. Clientes novos também recebem US$ 300 em créditos para executar, testar e implantar cargas de trabalho.

2. No console do Google Cloud, na página do seletor de projetos, selecione ou crie um projeto do Google Cloud.

   Observação: se você não pretende manter os recursos criados neste procedimento, crie um projeto novo em vez de selecionar um que já existe. Depois de concluir essas etapas, é possível excluir o projeto. Para fazer isso, basta remover todos os recursos associados a ele.

   Acessar o seletor de projetos

3. Verifique se a cobrança está ativada para o seu projeto do Google Cloud.

4. No console do Google Cloud, na página do seletor de projetos, selecione ou crie um projeto do Google Cloud.

   Observação: se você não pretende manter os recursos criados neste procedimento, crie um projeto novo em vez de selecionar um que já existe. Depois de concluir essas etapas, é possível excluir o projeto. Para fazer isso, basta remover todos os recursos associados a ele.

   Acessar o seletor de projetos

5. Verifique se a cobrança está ativada para o seu projeto do Google Cloud.

6. Ativar a API Cloud Run for Anthos
7. Instale e inicialize a CLI gcloud.
8. Instale o componente kubectl:

   gcloud components install kubectl

9. Atualize os componentes:

   gcloud components update

10. Instale o curl para testar o serviço
11. Crie um novo cluster usando as instruções em Como configurar o Cloud Run para Anthos.

Como configurar padrões da gcloud

Para configurar a gcloud com os padrões do serviço do Cloud Run for Anthos, faça o seguinte:

1. Defina o projeto padrão:

   gcloud config set project PROJECT_ID

   Substitua PROJECT_ID pelo nome do projeto que você usou neste tutorial.

2. Configure a gcloud para o cluster:

   gcloud config set run/platform gke
   gcloud config set run/cluster CLUSTER-NAME
   gcloud config set run/cluster_location REGION

   Substitua:

   • CLUSTER-NAME pelo nome que você usou para o cluster;
   • REGION pelo local do cluster compatível de sua escolha.

Como recuperar o exemplo de código

Para recuperar o exemplo de código para uso, siga estas etapas:

1. Clone o repositório do aplicativo de amostra na máquina local:

   Node.js

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

   Outra alternativa é fazer o download da amostra como um arquivo ZIP e extraí-lo.

   Python

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

   Outra alternativa é fazer o download da amostra como um arquivo ZIP e extraí-lo.

   Go

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

   Outra alternativa é fazer o download da amostra como um arquivo ZIP e extraí-lo.

   Java

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

   Outra alternativa é fazer o download da amostra como um arquivo ZIP e extraí-lo.

2. Altere para o diretório que contém o código de amostra do Cloud Run for Anthos:

   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/

Como visualizar a arquitetura

A arquitetura básica é assim:

Para a fonte do diagrama, consulte a descrição do DOT

O usuário faz uma solicitação HTTP para o serviço Cloud Run for Anthos, que executa um utilitário Graphviz para transformar a solicitação em uma imagem. Essa imagem é entregue ao usuário como a resposta HTTP.

Como entender o código

Como definir a configuração do ambiente com o Dockerfile

Ponto-chave: use Dockerfile para personalizar seu ambiente com bibliotecas, utilitários, variáveis de ambiente, arquivos de configuração e processos de inicialização. Essa é a abordagem baseada em contêiner para a "configuração do servidor".

O Dockerfile é específico para a linguagem e o ambiente operacional base, como o Ubuntu, que o serviço usará.

Observação: o guia de início rápido, embora seja aplicável ao Cloud Run for Anthos, apresenta vários Dockerfiles que você pode usar como ponto de partida para criar um Dockerfile para outros serviços.

Para esse serviço, um ou mais pacotes de sistema não disponíveis por padrão são requisitados.

1. Abra o Dockerfile em um editor.

2. Procure uma instrução Dockerfile RUN. Essa instrução permite executar comandos do shell arbitrários para modificar o ambiente. Se o Dockerfile tiver vários estágios, identificados ao encontrar várias instruções FROM, ele será encontrado no último estágio.

   Os pacotes específicos necessários e o mecanismo para instalá-los variam de acordo com o sistema operacional declarado dentro do contêiner.

   Para ver instruções sobre o sistema operacional ou sobre a imagem base, clique na guia adequada.

   Debian/Ubuntu

   run/system_package/Dockerfile

   Acessar no GitHub Feedback

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

   Alpine

   O Alpine requer um segundo pacote para oferecer compatibilidade com fontes.

   run/system-package/Dockerfile

   Acessar no GitHub Feedback

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

   Para determinar o sistema operacional da imagem do contêiner, verifique o nome na instrução FROM ou um README associado à imagem base. Por exemplo, se você estender de node, poderá encontrar a documentação e o Dockerfile pai no Docker Hub (em inglês).

3. Teste sua personalização criando a imagem. Use o docker build localmente ou o Cloud Build.

Como processar as solicitações recebidas

O serviço de amostra usa parâmetros da solicitação HTTP recebida para invocar uma chamada do sistema que executa o comando do utilitário dot adequado.

No manipulador HTTP abaixo, um parâmetro de entrada de descrição de gráfico é extraído da variável querystring dot.

As descrições de gráficos podem incluir caracteres que precisam ser codificados em URL (em inglês) para uso em uma querystring.

Node.js

run/system-package/app.js

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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');
    }
  }
});

Python

run/system-package/main.py

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@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

Go

run/system_package/graphviz.go

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// 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)
		}
	}
}

Java

run/system-package/src/main/java/com/example/cloudrun/App.java

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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;
    });

Será preciso diferenciar entre erros internos do servidor e entradas inválidas do usuário. Este exemplo de serviço retorna um erro interno do servidor para todos os erros de linha de comando de ponto, a menos que a mensagem de erro contenha a string syntax, que indica um problema de entrada do usuário.

Como gerar um diagrama

A lógica central da geração de diagramas usa a ferramenta de linha de comando do dot para processar o parâmetro de entrada da descrição do gráfico em um diagrama no formato de imagem PNG.

Node.js

run/system-package/app.js

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// 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;
};

Python

run/system-package/main.py

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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

Go

run/system_package/graphviz.go

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// 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
}

Java

run/system-package/src/main/java/com/example/cloudrun/App.java

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// 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;
}

Como criar um serviço seguro

Quaisquer vulnerabilidades na ferramenta dot são possíveis pontos de fragilidade do serviço da Web. É possível atenuar isso usando versões atualizadas do pacote graphviz com a recriação regular da imagem do contêiner.

Se você estende a amostra atual para aceitar a entrada do usuário como parâmetros de linha de comando, proteja-se contra ataques de injeção de comandos (em inglês). Algumas das formas de evitar ataques por injeção incluem:

• o mapeamento de entradas para um dicionário de parâmetros compatíveis;
• a validação de entradas para ver se correspondem a um intervalo de valores seguros conhecidos, talvez usando expressões regulares;
• o escape de entradas para garantir que a sintaxe do shell não seja avaliada.

Como enviar o código

Para enviar seu código, crie com o Cloud Build, faça o upload para o Container Registry e implante no Cloud Run for Anthos:

1. Execute o comando a seguir para criar o contêiner e publicar no Container Registry.

   Node.js

   gcloud builds submit --tag gcr.io/PROJECT_ID/graphviz

   PROJECT_ID é o ID do projeto do GCP e graphviz é o nome que você quer dar ao serviço.

   Após a conclusão, você verá uma mensagem de SUCESSO contendo o ID, a hora da criação e o nome da imagem. A imagem é armazenada no Container Registry e poderá ser reutilizada, se você quiser.

   Python

   gcloud builds submit --tag gcr.io/PROJECT_ID/graphviz

   PROJECT_ID é o ID do projeto do GCP e graphviz é o nome que você quer dar ao serviço.

   Após a conclusão, você verá uma mensagem de SUCESSO contendo o ID, a hora da criação e o nome da imagem. A imagem é armazenada no Container Registry e poderá ser reutilizada, se você quiser.

   Go

   gcloud builds submit --tag gcr.io/PROJECT_ID/graphviz

   PROJECT_ID é o ID do projeto do GCP e graphviz é o nome que você quer dar ao serviço.

   Após a conclusão, você verá uma mensagem de SUCESSO contendo o ID, a hora da criação e o nome da imagem. A imagem é armazenada no Container Registry e poderá ser reutilizada, se você quiser.

   Java

   Esta amostra usa o Jib (em inglês) para criar imagens do Docker usando ferramentas comuns do Java. O Jib otimiza builds de contêiner sem a necessidade de um Dockerfile ou de ter o Docker (em inglês) instalado. Saiba mais sobre como criar contêineres Java com o Jib.

   1. Usando o Dockerfile, configure e crie uma imagem base com os pacotes do sistema instalados para substituir a imagem base padrão do Jib:

      run/system-package/Dockerfile

      Acessar no GitHub Feedback

      # 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:17.0.8_7-jre
      
      RUN apt-get update -y && apt-get install -y \
        graphviz \
        && apt-get clean

      gcloud builds submit --tag gcr.io/PROJECT_ID/graphviz-base

      PROJECT_ID é o ID do projeto do GCP.

   2. Para criar o contêiner final com o Jib e publicá-lo no Container Registry:

      run/system-package/pom.xml

      Acessar no GitHub Feedback

      <plugin>
        <groupId>com.google.cloud.tools</groupId>
        <artifactId>jib-maven-plugin</artifactId>
        <version>3.3.2</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=gcr.io/PROJECT_ID/graphviz \
       -Djib.from.image=gcr.io/PROJECT_ID/graphviz-base

      PROJECT_ID é o ID do projeto do GCP.

2. Implante usando o comando a seguir:

   gcloud run deploy graphviz-web --create-if-missing --image gcr.io/PROJECT_ID/graphviz

   PROJECT_ID é o ID do projeto do GCP, graphviz é o nome do contêiner acima e graphviz-web é o nome do serviço.

   Aguarde até que a implantação esteja concluída. Isso pode levar cerca de 30 segundos.

3. Se você quer implantar uma atualização de código no serviço, repita as etapas anteriores. Cada implantação em um serviço cria uma nova revisão e inicia automaticamente o tráfego de serviço quando estiver pronto.

Teste

Teste seu serviço enviando solicitações HTTP POST com descrições de sintaxe DOT na carga útil da solicitação.

1. Envie uma solicitação HTTP para o serviço.

   É possível incorporar o diagrama em uma página da Web:

   1. Para receber o IP externo do gateway de entrada do Istio:

      kubectl get svc istio-ingress -n gke-system
      

      A saída resultante é algo semelhante a:

      NAME            TYPE           CLUSTER-IP     EXTERNAL-IP  PORT(S)
      istio-ingress   LoadBalancer   XX.XX.XXX.XX   pending      80:32380/TCP,443:32390/TCP,32400:32400/TCP
      

      O EXTERNAL-IP do balanceador de carga é o endereço IP que você precisa usar.

   2. Execute um comando curl usando este endereço EXTERNAL-IP no URL. Não inclua o protocolo (por exemplo: http://) em SERVICE_DOMAIN.

      curl -G -H "Host: SERVICE_DOMAIN" http://EXTERNAL-IP/diagram.png \
         --data-urlencode "dot=digraph Run { rankdir=LR Code -> Build -> Deploy -> Run }" \
         > diagram.png

2. Abra o arquivo diagram.png resultante em qualquer aplicativo compatível com arquivos PNG, como o Chrome.

   A aparência será semelhante a esta:

   

   Fonte: descrição DOT

É possível explorar uma pequena coleção de descrições de diagrama prontas (em inglês).

1. Copie o conteúdo do arquivo .dot selecionado.

2. Cole-o em um comando curl:

   curl -G -H "Host: SERVICE_DOMAIN" http://EXTERNAL-IP/diagram.png \
   --data-urlencode "dot=digraph Run { rankdir=LR Code -> Build -> Deploy -> Run }" \
   > diagram.png

Limpeza

Se você criou um novo projeto para este tutorial, exclua o projeto. Se você usou um projeto atual e quer mantê-lo sem as alterações incluídas neste tutorial, exclua os recursos criados para o tutorial.

Como excluir o projeto

O jeito mais fácil de evitar cobranças é excluindo o projeto que você criou para o tutorial.

Para excluir o projeto:

Cuidado: excluir um projeto tem os seguintes efeitos:

• Tudo no projeto é excluído. Se você tiver usado um projeto existente para as tarefas neste documento, a exclusão dele incluirá a exclusão de quaisquer outros trabalhos feitos no projeto.
• Os IDs do projeto personalizados são perdidos. Ao criar o projeto, você pode ter criado um código do projeto personalizado para ser usado no futuro. Para preservar os URLs que usam o ID do projeto, como um URL appspot.com, exclua recursos específicos do projeto, em vez de excluir o projeto inteiro.

Se você planeja passar por várias arquiteturas, tutoriais ou guias de início rápido, a reutilização de projetos pode evitar que você exceda os limites da cota do projeto.

1. No Console do Google Cloud, acesse a página Gerenciar recursos.

   Acessar "Gerenciar recursos"

2. Na lista de projetos, selecione o projeto que você quer excluir e clique em Excluir .
3. Na caixa de diálogo, digite o ID do projeto e clique em Encerrar para excluí-lo.

Como excluir recursos do tutorial

1. Exclua o serviço do Cloud Run para Anthos que você implantou neste tutorial:

   gcloud run services delete SERVICE-NAME

   SERVICE-NAME é o nome escolhido do serviço.

   Também é possível excluir os serviços do Cloud Run for Anthos no console do Google Cloud:

   Acessar o Cloud Run for Anthos

2. Remova as configurações padrão da gcloud que você adicionou durante a configuração do tutorial:

    gcloud config unset run/platform
    gcloud config unset run/cluster
    gcloud config unset run/cluster_location
   

3. Remova a configuração do projeto:

    gcloud config unset project
   

4. Exclua outros recursos do Google Cloud criados neste tutorial:

   • Exclua a imagem de contêiner denominada gcr.io/<var>PROJECT_ID</var>/graphviz do Container Registry.
   • Se você criou um cluster para este tutorial, exclua o cluster.

A seguir

• Teste com seu aplicativo graphviz:
  • Adicione suporte para outros utilitários graphviz que aplicam algoritmos diferentes para a geração de diagramas.
  • Salve diagramas no Cloud Storage. Você quer salvar a imagem ou a sintaxe do DOT?
  • Implemente a proteção contra abuso de conteúdo com a API Cloud Natural Language.
  • Veja outro exemplo de pacote do sistema em Processamento de imagens.
• Confira arquiteturas de referência, diagramas e práticas recomendadas do Google Cloud. Confira o Centro de arquitetura do Cloud.