Compute Engine VM とプロキシレス gRPC サービスを設定する

このガイドでは、Compute Engine VM ホスト、gRPC アプリケーション、負荷分散コンポーネントなど、Traffic Director に必要な要素を構成する方法について説明します。

このガイドに従って作業を行う前に、プロキシレス gRPC サービスで Traffic Director を設定する準備をご覧ください。

概要

Compute Engine 仮想マシン（VM）とプロキシレス gRPC サービスで Traffic Director を設定するには、次の作業を行います。

バックエンドをホストするマネージドインスタンスグループを設定する。
クライアントからのリクエストに応じて hello world を返す gRPC サーバーを実行するようにバックエンドを構成する。
マネージドインスタンスグループとその他の Google Cloud Load Balaning コンポーネントを使用して Traffic Director を構成する。
プロキシレス gRPC クライアントアプリケーションを使用してトラフィックを gRPC サーバーアプリケーションに送信することで、デプロイが正しく機能していることを確認する。

プロキシレス gRPC クライアントは xDS を使用して Traffic Director に接続します。クライアントが Traffic Director に接続されると、Traffic Director は hello world サービスに関連付けられているバックエンドの情報をクライアントに送信します。プロキシレス gRPC クライアントは、この情報を使用して hello world gRPC サーバーにリクエストを送信します。

Traffic Director 用のマネージドインスタンスグループの構成

マネージドインスタンスグループは、自動スケーリングを使用して、デプロイで必要な新しいバックエンド VM を作成します。この例では、次の方法について説明します。

gRPC プロトコルで hello world サービスを提供するサンプルサービスを使用して、インスタンステンプレートを作成します。
テンプレートを使用してマネージドインスタンスグループを構成します。

インスタンステンプレートの作成

このセクションでは、インスタンステンプレートの作成手順について説明します。この例では、ポート 50051 で公開されている helloworld gRPC サービスをデプロイします。

コンソール

Google Cloud コンソールで、[インスタンステンプレート] ページに移動します。
[インスタンステンプレート] ページに移動
[インスタンステンプレートを作成] をクリックします。
各フィールドを次のように指定します。
- 名前: grpc-td-vm-template
- ブートディスクのバージョン: Debian / Linux 10
- サービスアカウント: Compute Engine default service account
- アクセススコープ: すべての Google Cloud APIs への完全アクセス権を許可
[ファイアウォール] で、[HTTP トラフィックを許可する] と [HTTPS トラフィックを許可する] の横にあるボックスを選択します。
[管理、セキュリティ、ディスク、ネットワーク、単一テナンシー] をクリックします。

[管理] タブで、次のスクリプトを [起動スクリプト] フィールドにコピーします。

#! /bin/bash
set -e
cd /root
sudo apt-get update -y
sudo apt-get install -y openjdk-11-jdk-headless
curl -L https://github.com/grpc/grpc-java/archive/v1.37.0.tar.gz | tar -xz
cd grpc-java-1.37.0/examples/example-hostname
../gradlew --no-daemon installDist
# Server listens on 50051
sudo systemd-run ./build/install/hostname-server/bin/hostname-server

[作成] をクリックします。

gcloud

インスタンステンプレートを作成します。

gcloud compute instance-templates create grpc-td-vm-template \
  --scopes=https://www.googleapis.com/auth/cloud-platform \
  --tags=allow-health-checks \
  --image-family=debian-10 \
  --image-project=debian-cloud \
  --metadata-from-file=startup-script=<(echo '#! /bin/bash
set -e
cd /root
sudo apt-get update -y
sudo apt-get install -y openjdk-11-jdk-headless
curl -L https://github.com/grpc/grpc-java/archive/v1.37.0.tar.gz | tar -xz
cd grpc-java-1.37.0/examples/example-hostname
../gradlew --no-daemon installDist
# Server listens on 50051
sudo systemd-run ./build/install/hostname-server/bin/hostname-server')

マネージドインスタンスグループの作成

このセクションでは、前のセクションで作成したインスタンステンプレートを使用してマネージドインスタンスグループを作成します。

コンソール

Google Cloud コンソールの [インスタンスグループ] ページに移動します。
[インスタンスグループ] ページに移動
[インスタンスグループを作成] をクリックします。デフォルトでは、マネージドインスタンスグループの作成に関するページが表示されます。
マネージドインスタンスグループの名前として「grpc-td-mig-us-central1」を入力し、us-central1-a ゾーンを選択します。
[インスタンステンプレート] で、作成したインスタンステンプレート（grpc-td-vm-template）を選択します。
グループ内に作成するインスタンスの最小数と最大数に 2 を指定します。
[作成] をクリックします。

gcloud

マネージドインスタンスグループを作成します。

gcloud compute instance-groups managed create grpc-td-mig-us-central1 \
  --zone us-central1-a \
  --size=2 \
  --template=grpc-td-vm-template

名前付きポートの構成

このセクションでは、gRPC サービスの名前付きポートを構成します。名前付きポートとは、gRPC サービスがリクエストをリッスンするポートです。この例では、名前付きポートはポート 50051 です。

コンソール

Google Cloud コンソールの [インスタンスグループ] ページに移動します。
[インスタンスグループ] ページに移動
作成したインスタンスグループ grpc-td-mig-us-central1 の名前をクリックします。
[グループを編集] をクリックします。
[ポート名] フィールドに「grpc-helloworld-port」と入力します。
[ポート番号] フィールドに「50051」と入力します。
[保存] をクリックします。

gcloud

名前付きポートを構成します。

gcloud compute instance-groups set-named-ports grpc-td-mig-us-central1 \
  --named-ports=grpc-helloworld-port:50051 \
  --zone us-central1-a

Google Cloud 負荷分散コンポーネントを使用して Traffic Director を構成する

このセクションでは、サービスの Google Cloud load balancing コンポーネントを使用して Traffic Director を構成する方法について説明します。

ヘルスチェック、ファイアウォールルール、バックエンドサービスの作成

このセクションでは、INTERNAL_SELF_MANAGED とプロトコル GRPC の負荷分散方式でグローバルバックエンドサービスを作成し、バックエンドサービスにヘルスチェックとインスタンスグループを関連付けます。この例では、マネージドインスタンスグループの作成で作成したマネージドインスタンスグループを使用します。このマネージドインスタンスグループは、サンプルの gRPC サービスを実行します。--port-name フラグのポートは、名前付きポートの構成で作成した名前付きポートです。

gcloud

ヘルスチェックを作成します。

gcloud compute health-checks create grpc grpc-helloworld-health-check \
 --use-serving-port

ヘルスチェックのファイアウォールルールを作成します。

gcloud compute firewall-rules create grpc-vm-allow-health-checks \
  --network default --action allow --direction INGRESS \
  --source-ranges=35.191.0.0/16,130.211.0.0/22 \
  --target-tags allow-health-checks \
  --rules tcp:50051

バックエンドサービスを作成します。

gcloud compute backend-services create grpc-helloworld-service \
   --global \
   --load-balancing-scheme=INTERNAL_SELF_MANAGED \
   --protocol=GRPC \
   --port-name=grpc-helloworld-port \
   --health-checks=grpc-helloworld-health-check

マネージドインスタンスグループをバックエンドサービスに追加します。

gcloud compute backend-services add-backend grpc-helloworld-service \
 --instance-group grpc-td-mig-us-central1 \
 --instance-group-zone us-central1-a \
 --global

ルーティングルールマップ、ターゲットプロキシ、転送ルールの作成

このセクションでは、URL マップ、パスマッチャー、ホストルールを作成して、ホスト名とパスに基づいてサービスのトラフィックをルーティングします。次の例では、サービス名として helloworld-gce を使用しています。gRPC アプリケーションは、このサービスに接続するときに、ターゲット URI でこのサービス名を使用します。デフォルトでは、パスマッチャーは、このホストのすべてのパスリクエスト（/*）を照合します。また、ターゲット gRPC プロキシと転送ルールを作成します。

詳細については、ルーティングルールマップをご覧ください。

次の例では、ポート 80 が指定のポートです。

gcloud

URL マップを作成します。

gcloud compute url-maps create grpc-vm-url-map \
  --default-service grpc-helloworld-service

パスマッチャーを作成します。

gcloud compute url-maps add-path-matcher grpc-vm-url-map \
  --default-service grpc-helloworld-service \
  --path-matcher-name grpc-vm-path-matcher \
  --new-hosts helloworld-gce

ターゲット gRPC プロキシを作成します。

gcloud compute target-grpc-proxies create grpc-vm-proxy \
 --url-map grpc-vm-url-map \
 --validate-for-proxyless

転送ルールを作成します。

gcloud compute forwarding-rules create grpc-vm-forwarding-rule \
 --global \
 --load-balancing-scheme=INTERNAL_SELF_MANAGED \
 --address=0.0.0.0 --address-region=us-central1 \
 --target-grpc-proxy=grpc-vm-proxy \
 --ports 80 \
 --network default

Traffic Director は、URL マップで指定されたサービスに対してマネージドインスタンスグループのバックエンド全体でトラフィックを負荷分散するように構成されています。

構成の確認

構成プロセスが完了したら、以前に作成した Traffic Director の負荷分散サービスへの gRPC 接続を確立できることを確認します。

サービスが利用可能かどうかを確認するには、次のいずれかを行います。

VM ホストの 1 つ（gRPC サービスのバックエンド）にログインし、リスニングポートで gRPC サービスが実行されていることを確認します。この例のポートは 50051 です。
Console の Traffic Director ページで、構成されたサービス helloworld-gce を確認します。また、バックエンドが正常であると報告されていることを確認します。
次の手順で、Compute Engine gRPC クライアントの確認を行います。

gRPC クライアントアプリケーションによるサービスの確認

次の例では、選択した言語で gRPC クライアントを使用するか、grpcurl ツールで gRPC サービスのテストを行います。

まず、サービスのテストを行う gRPC クライアントを実行するクライアント VM を作成します。

gcloud compute instances create grpc-client \
  --zone us-central1-a \
  --scopes=https://www.googleapis.com/auth/cloud-platform \
  --image-family=debian-10 \
  --image-project=debian-cloud \
  --metadata-from-file=startup-script=<(echo '#! /bin/bash
set -e
export GRPC_XDS_BOOTSTRAP=/run/td-grpc-bootstrap.json
# Expose bootstrap variable to SSH connections
echo export GRPC_XDS_BOOTSTRAP=$GRPC_XDS_BOOTSTRAP | sudo tee /etc/profile.d/grpc-xds-bootstrap.sh
# Create the bootstrap file
curl -L https://storage.googleapis.com/traffic-director/td-grpc-bootstrap-0.11.0.tar.gz | tar -xz
./td-grpc-bootstrap-0.11.0/td-grpc-bootstrap | tee $GRPC_XDS_BOOTSTRAP')

環境変数とブートストラップファイルの設定

クライアントアプリケーションには、ブートストラップ構成ファイルが必要です。前のセクションの起動スクリプトで GRPC_XDS_BOOTSTRAP 環境変数を設定し、ヘルパースクリプトを使用してブートストラップファイルを生成します。生成されたブートストラップファイル内の TRAFFICDIRECTOR_GCP_PROJECT_NUMBER、TRAFFICDIRECTOR_NETWORK_NAME、zone の値は、Compute Engine VM インスタンスの詳細を把握しているメタデータサーバーから取得されます。これらの値は、-gcp-project-number オプションと -vpc-network-name オプションを使用してヘルパースクリプトに手動で指定できます。

構成を確認するには、クライアント VM にログインして次の例を実行します。

Java

gRPC Java クライアントでサービスを確認するには:

gRPC Java の最新バージョンをダウンロードし、最新のパッチを適用して xds-hello-world クライアントアプリケーションをビルドします。

sudo apt-get update -y
sudo apt-get install -y openjdk-11-jdk-headless
curl -L https://github.com/grpc/grpc-java/archive/v1.37.0.tar.gz | tar -xz
cd grpc-java-1.37.0/examples/example-xds
../gradlew --no-daemon installDist

名前として world を、サービス URI として xds:///helloworld-gce を使用してクライアントを実行します。
```
./build/install/example-xds/bin/xds-hello-world-client "world" \
   xds:///helloworld-gce
```

Go

gRPC Go クライアントでサービスを確認するには:

gRPC Go の最新バージョンをダウンロードし、最新のパッチを適用して xds-hello-world クライアントアプリケーションをビルドします。

sudo apt-get update -y
sudo apt-get install -y golang git
curl -L https://github.com/grpc/grpc-go/archive/v1.37.0.tar.gz | tar -xz
cd grpc-go-1.37.0/examples/features/xds/client
go get google.golang.org/grpc@v1.37.0
go build .

名前として world を、サービス URI として xds:///helloworld-gce を使用してクライアントを実行します。
```
./client "world" xds:///helloworld-gce
```

C++

gRPC C++ クライアントでサービスを確認するには:

gRPC C++ の最新バージョンをダウンロードし、最新のパッチを適用して helloworld クライアントのサンプルをビルドします。

sudo apt-get update -y
sudo apt-get install -y build-essential cmake git
git clone --recurse-submodules -b v1.37.1 https://github.com/grpc/grpc
cd grpc
mkdir -p cmake/build
pushd cmake/build
cmake ../..
make
sudo make install
popd
mkdir -p third_party/abseil-cpp/cmake/build
pushd third_party/abseil-cpp/cmake/build
cmake ../..
make
sudo make install
popd
cd examples/cpp/helloworld
mkdir -p cmake/build
cd cmake/build/
cmake ../..
make

サービス URI として「xds:///helloworld-gce」を指定してクライアントを実行します。
```
./greeter_client --target=xds:///helloworld-gce
```

grpcurl

grpcurl ツールを使用してサービスを確認するには:

grpcurl ツールをダウンロードしてインストールします。

curl -L https://github.com/fullstorydev/grpcurl/releases/download/v1.8.1/grpcurl_1.8.1_linux_x86_64.tar.gz | tar -xz

サービス URI として「xds:///helloworld-gce」を指定し、サービス名とメソッドとして helloworld.Greeter/SayHello を指定して、grpcurl ツールを実行します。SayHello メソッドのパラメータは -d オプションで渡します。
```
./grpcurl --plaintext \
  -d '{"name": "world"}' \
  xds:///helloworld-gce helloworld.Greeter/SayHello
```

Python

gRPC Python クライアントでサービスを確認するには、次のコマンドを実行します。最新バージョンの gRPC を使用して最新のパッチを適用します。

sudo apt-get update
sudo apt-get -y install python3-pip
sudo pip3 install virtualenv
curl -L https://github.com/grpc/grpc/archive/v1.37.1.tar.gz | tar -xz
cd grpc-1.37.1/examples/python/xds
virtualenv venv -p python3
source venv/bin/activate
pip install -r requirements.txt
python client.py  xds:///helloworld-gce

Ruby

gRPC Ruby クライアントでサービスを確認するには、次のコマンドを実行します。最新バージョンの gRPC を使用して最新のパッチを適用します。

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y ruby-full
sudo gem install grpc
curl -L https://github.com/grpc/grpc/archive/v1.37.1.tar.gz | tar -xz
cd grpc-1.37.1/examples/ruby
ruby greeter_client.rb john xds:///helloworld-gce

PHP

gRPC PHP クライアントでサービスを確認するには、次のコマンドを実行します。最新バージョンの gRPC を使用して最新のパッチを適用します。

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y php7.3 php7.3-dev php-pear phpunit python-all zlib1g-dev git
sudo pecl install grpc
curl -sS https://getcomposer.org/installer | php
sudo mv composer.phar /usr/local/bin/composer
curl -L https://github.com/grpc/grpc/archive/v1.37.1.tar.gz | tar -xz
cd grpc-1.37.1
export CC=/usr/bin/gcc
./tools/bazel build @com_google_protobuf//:protoc
./tools/bazel build src/compiler:grpc_php_plugin
cd examples/php
composer install
./../../bazel-bin/external/com_google_protobuf/protoc --proto_path=../protos \
--php_out=. --grpc_out=. \
--plugin=protoc-gen-grpc=../../bazel-bin/src/compiler/grpc_php_plugin \
../protos/helloworld.proto
php -d extension=grpc.so greeter_client.php john xds:///helloworld-gce

Node.js

gRPC Node.js クライアントでサービスを確認するには、次のコマンドを実行します。最新バージョンの gRPC を使用して最新のパッチを適用します。

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y nodejs npm
curl -L https://github.com/grpc/grpc/archive/v1.34.0.tar.gz | tar -xz
cd grpc-1.34.0/examples/node/xds
npm install
node ./greeter_client.js --target=xds:///helloworld-gce

次のような出力が表示されます。INSTANCE_NAME は VM インスタンスの名前です。

Greeting: Hello world, from INSTANCE_HOSTNAME

これにより、プロキシレス gRPC クライアントが Traffic Director に接続され、helloworld-gce のバックエンドが xds の名前解決機能を使用して確認されていることが検証されます。クライアントは、IP アドレスの把握や DNS 解決の実行なしに、サービスのバックエンドの 1 つに対してリクエストを送信しています。

次のステップ

高度なトラフィック管理について確認する。
オブザーバビリティの設定方法について確認する。
プロキシレスの Traffic Director のデプロイをトラブルシューティングする方法について確認する。

Compute Engine VM とプロキシレス gRPC サービスを設定する

概要

Traffic Director 用のマネージド インスタンス グループの構成

インスタンス テンプレートの作成

コンソール

gcloud

マネージド インスタンス グループの作成

コンソール

gcloud

名前付きポートの構成

コンソール

gcloud

Google Cloud 負荷分散コンポーネントを使用して Traffic Director を構成する

ヘルスチェック、ファイアウォール ルール、バックエンド サービスの作成

gcloud

ルーティング ルール マップ、ターゲット プロキシ、転送ルールの作成

gcloud

構成の確認

gRPC クライアント アプリケーションによるサービスの確認

環境変数とブートストラップ ファイルの設定

Java

Go

C++

grpcurl

Python

Ruby

PHP

Node.js

次のステップ

Traffic Director 用のマネージドインスタンスグループの構成

インスタンステンプレートの作成

マネージドインスタンスグループの作成

ヘルスチェック、ファイアウォールルール、バックエンドサービスの作成

ルーティングルールマップ、ターゲットプロキシ、転送ルールの作成

gRPC クライアントアプリケーションによるサービスの確認

環境変数とブートストラップファイルの設定