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Google Cloud 初学者指南：从零开始探索 GCP

云计算已成为现代技术堆栈不可或缺的一部分，而 Google Cloud Platform (GCP) 凭借其强大的基础设施、多样化的服务和创新能力，在众多云提供商中脱颖而出。对于初学者而言，GCP 的广阔天地可能看似复杂，但通过本指南，我们将从零开始，逐步探索 GCP 的核心概念和入门实践。

1. 什么是 Google Cloud Platform (GCP)？

Google Cloud Platform 是 Google 提供的一套云计算服务，运行在 Google 维护的同一全球基础设施上，服务于其终端用户产品，如 Google Search 和 YouTube。GCP 提供了计算、存储、数据库、网络、大数据、机器学习和物联网等一系列模块化云服务，帮助企业和开发者构建、部署和扩展应用程序及基础设施。

2. 为何选择 GCP？

  • 全球化基础设施： 遍布全球的数据中心和网络，确保低延迟和高可用性。
  • 创新和机器学习： 强大的 AI 和机器学习服务（如 TensorFlow、Vertex AI），助力智能应用开发。
  • 开放性和灵活性： 支持多种编程语言、操作系统和数据库，提供容器化（Kubernetes）和无服务器（Cloud Functions）选项。
  • 成本效益： 提供灵活的定价模式（按秒计费、持续使用折扣）和免费套餐，帮助用户优化成本。
  • 安全性： 继承 Google 多年积累的安全技术和经验，提供多层安全防护。

3. GCP 初学者核心服务概览

对于初学者，以下是一些最常用且容易上手的 GCP 服务：

  • Compute Engine (CE)： 虚拟机服务，提供可扩展的、高性能的计算资源。你可以将其视为云端的服务器。
  • Cloud Storage (CS)： 对象存储服务，用于存储非结构化数据，如图片、视频、文档、备份等。具有高可用性和持久性。
  • Cloud SQL： 全托管的关系型数据库服务，支持 MySQL、PostgreSQL 和 SQL Server。简化了数据库的管理工作。
  • Cloud Functions (CF)： 无服务器计算服务，允许你运行小段代码以响应事件，无需预置或管理服务器。非常适合事件驱动型任务。
  • Virtual Private Cloud (VPC)： 虚拟网络服务，用于在 GCP 上定义和管理你的私有网络环境。
  • Identity and Access Management (IAM)： 身份和访问管理，用于精细控制谁可以访问你的 GCP 资源以及他们可以执行的操作。

4. 迈出第一步：设置你的 GCP 账号

  1. 访问 GCP 官网： 打开浏览器，访问 cloud.google.com。
  2. 注册免费试用： 点击页面上的 “免费试用” (Free Trial) 按钮。GCP 通常会提供一定金额的免费信用额度（例如 $300）和为期 90 天的免费试用期，让你有充足时间探索服务。
  3. 填写信息： 你需要一个 Google 账号。按照提示输入你的国家/地区、接受服务条款，并提供支付信息（信用卡/借记卡）。请放心，在免费试用期内，GCP 不会自动扣费，除非你明确升级到付费账号。
  4. 进入控制台： 注册完成后，你将被导向 Google Cloud Console (console.cloud.google.com)，这是你管理所有 GCP 资源的中心。

5. 探索 Google Cloud Console

GCP 控制台是你的操作界面。熟悉它至关重要：

  • 项目 (Projects)： GCP 的所有资源都组织在项目中。一个项目是一个独立的资源容器，拥有自己的账单、API、权限等。首次登录时，系统可能会为你创建一个默认项目，或者你可以点击顶部栏的 “选择项目” 下拉菜单来创建新项目。
  • 导航菜单： 左侧的导航菜单列出了所有 GCP 服务，通过它可以快速访问 Compute Engine、Cloud Storage 等。
  • 仪表盘 (Dashboard)： 概览页面，显示你项目的资源使用情况、账单信息和重要通知。
  • 搜索栏： 顶部的搜索栏可以帮助你快速找到服务、资源或文档。
  • Cloud Shell： 控制台右上角有一个 “激活 Cloud Shell” 的按钮。Cloud Shell 是一个基于浏览器的命令行环境，预装了 GCP SDK (gcloud CLI)、Docker 等工具，方便你直接在浏览器中与 GCP 交互。

6. 动手实践：部署一个简单的 Web 服务器（Compute Engine）

我们来创建一个虚拟机并部署一个简单的 Nginx Web 服务器。

  1. 创建新项目 (如果需要)： 在控制台顶部选择或创建一个新项目（例如 “my-first-gcp-project”）。
  2. 导航到 Compute Engine： 在左侧导航菜单中，选择 “Compute Engine” -> “VM 实例” (VM instances)。
  3. 创建实例： 点击 “创建实例” 按钮。
    • 名称： nginx-webserver
    • 区域和可用区： 选择离你最近的区域和可用区（例如 us-central1 和 us-central1-a）以降低延迟。
    • 机器配置： 选择 e2-micro（免费套餐适用）。
    • 启动磁盘： 选择 “Debian GNU/Linux 11 (bullseye)”。
    • 防火墙： 勾选 “允许 HTTP 流量” (Allow HTTP traffic) 和 “允许 HTTPS 流量” (Allow HTTPS traffic)。这会在 VPC 网络中创建一个防火墙规则，允许外部访问 HTTP/HTTPS 端口。
    • 点击 “创建”。
  4. 等待实例启动： 虚拟机实例创建完成后，你会看到它的状态变为绿色对勾。
  5. SSH 连接： 在实例列表中，找到 nginx-webserver，点击其 “SSH” 列下的 “在浏览器窗口中打开”。这将通过 Cloud Shell 与你的虚拟机建立连接。
  6. 安装 Nginx： 在 SSH 终端中，运行以下命令：
    bash
    sudo apt update
    sudo apt install nginx -y
    sudo systemctl start nginx
    sudo systemctl enable nginx
  7. 验证 Web 服务器： 回到 Compute Engine 的 VM 实例列表，复制 nginx-webserver 的 “外部 IP 地址”。将此 IP 地址粘贴到你的浏览器中，你应该能看到 Nginx 的默认欢迎页面！

7. GCP 使用最佳实践（初学者版）

  • 成本管理： 关注你的账单仪表盘，设置预算提醒，并利用免费套餐资源。不用时及时关闭或删除资源。
  • IAM 权限： 遵循最小权限原则，只授予用户或服务账户所需的最低权限。避免使用 Owner 角色。
  • 资源命名： 采用一致的命名约定，方便识别和管理资源。
  • 文档和社区： 充分利用 GCP 官方文档、教程和社区论坛。
  • 命令行工具 (gcloud CLI)： 熟悉 gcloud 命令行工具，它在自动化和高级操作中非常有用。

8. 进阶之路

当你掌握了基本概念和 Compute Engine 的使用后，可以进一步探索：

  • 容器化： 使用 Google Kubernetes Engine (GKE) 部署容器化应用。
  • 无服务器： 尝试 Cloud Functions 或 Cloud Run 来构建事件驱动的微服务。
  • 数据库： 部署 Cloud SQL 数据库，连接你的 Web 应用。
  • CI/CD： 利用 Cloud Build 和 Cloud Source Repositories 实现持续集成和部署。

总结

Google Cloud Platform 提供了一个强大且全面的云计算环境。对于初学者来说，关键在于从核心服务入手，通过实际操作来理解概念。注册免费试用，创建你的第一个 VM，并不断探索，你将很快掌握 GCP 的强大功能。云之旅才刚刚开始，祝你在 GCP 的世界中探索愉快！

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