Google Compute Engine (GCE) 簡介
Google Compute Engine (GCE) 是 Google 提供的一種基礎架構即服務 (IaaS) 產品，用戶可以根據需求啟動虛擬機 (VM)。
GCE 是 Google Cloud Platform 的一部分，它讓開發者能夠在 Google 的基礎設施上建立和運行自己的應用程序。
GCE 的歷史
GCE 首次於 2012 年公布，並在隨後的年份中逐步增加了許多功能和支持。
這裡有一個GCE的主要里程碑表格：
| 年份 | 事件 |
|---|---|
| 2012 | GCE首次公布 |
| 2013 | 進行大規模更新，增加自定義機器類型 |
| 2015 | 加入全球負載均衡功能 |
| 2017 | 加入GPU加速器 |
| 2020 | 開始支援VM實例群組 |
GCE 的主要功能
GCE 提供了許多強大的功能，如下表所示：
| 功能 | 描述 |
|---|---|
| 雲存儲 | 提供持久化和可擴展的存儲方案 |
| 自定義機器類型 | 讓用戶根據需要自定義 VM 的配置 |
| 全球負載均衡 | 全球性的負載均衡能力，保證應用性能 |
| GPU 加速器 | 支援使用 GPU 進行高性能計算 |
| VM實例群組 | 讓用戶可以管理多個 VM 實例 |
| VM 的實時遷移 | 允許在維護期間無需中斷服務 |
| 本地固態硬盤 | 提供高速的本地存儲解決方案 |
| 操作系統支持 | 支援多種操作系統，包括 Linux 和 Windows |
| 付款方式 | 提供彈性的付款方式，包括按需付款和長期承諾 |
| 預定機器類型 | 允許用戶預訂特定類型的 VM |
GCE 的使用場景
Google Compute Engine（GCE）是 Google 的雲端基礎架構服務，它在許多企業中發揮著重要的作用。
以下的內容將解釋為什麼這些企業選擇使用 GCE，以及 GCE 的主要特性和它在處理大量數據方面的能力。
為什麼企業選擇使用 GCE
提供強大的數據分析能力和靈活的虛擬/計算基礎施展，對一些大型模型任務，企業可以臨時配置計算資源以進行協助。
除了運行網站和數據庫外，還可以遷移現相關統計到Google Cloud
透過Compute Engine的遷移能力，使狀態工作負載能在幾分鐘內而不是幾天在雲端運行。
針對Windows、Oracle或VMware的應用，GCE提供了解決方案集，以方便渡到Google Cloud。
GCE的特性和優勢
| 特性 | 優勢 |
|---|---|
| 靈活且可擴展 基礎架構 |
以其可擴展性著稱 允許用戶根據客戶需求輕鬆擴大或縮小規模。 |
| 成本效益 | GCE 的定價具有競爭力 提供比購買和維護自己的硬件更實惠的解決方案。 |
| 操作系統支持 | 提供了多種操作系統作為預配置映像 從而簡化了設置過程。 |
| 安全控制 | GCE 符合 SSL 和 AES 等安全協議 確保用戶數據的安全和隱私。 |
| 自動化 | 管理任務的自動化 這有助於減輕用戶的操作負擔。 |
| 預定義機器類型 | 用戶可以從各種預定義的虛擬機配置中進行選擇 從微型實例到具有多達 160 個 vCPU 和 3.75 TB 內存。 |
| 自定義機器類型 | 如果預定義配置不滿足用戶要求 GCE 允許為每個項目創建具有所需 vCPU 和內存規格的定制虛擬機。 |
| 永久性磁盤 | 最大 64 TB 的網絡存儲可以作為永久磁盤附加到 VM。 即使 VM 實例終止，這些磁盤上的數據也會保留。 |
| 本地固態硬盤 | GCE 提供加密的本地固態硬盤 (SSD) 塊存儲。 本地 SSD 物理連接到託管 VM 實例的服務器至少具有 1 個 vCPU 。 |
| 全局負載均衡 | GCE 可以跨多個區域的實例池分發傳入請求 從而提高性能和彈性。 |
| 批量處理 | 允許使用可搶占 VM 經濟高效地執行大型計算和批處理作業。 無需合同或預訂，工作完成後可以輕鬆關閉虛擬機。 |
| 容器支持 | GCE 支持直接在其 VM 上或使用 Google Kubernetes Engine 運行 管理和編排 Docker 容器，為容器化應用程序提供靈活性和效率。 |
| 彈性負載均衡 | 多個虛擬計算機的自動平衡和資源分配 從而提高效率和性能。 |
GCE 與 Google App Engine 的比較
Google Compute Engine（GCE）和 Google App Engine（GAE）都是 Google Cloud Platform（GCP）的核心服務，但它們在功能和使用場景上有著顯著的區別。
以下是 GCE 和 GAE 的主要差異和它們在雲部署應用程式方面的不同角色：
GCE 和 GAE 的差異
| 功能 | GCE | GAE |
|---|---|---|
| 服務類型 | 基礎設施即服務 (IaaS) | 平台即服務 (PaaS) |
| 管理級別 | 用戶需要管理虛擬機器，包括選擇操作系統和配置硬件 | Google 管理硬件和操作系統 用戶只需要關注應用程式的開發和部署 |
| 靈活性 | 提供更高的自定義靈活性，可以選擇任何支持的操作系統和應用程式 | 對操作系統和應用程式的支持有一定限制 但可以更快速地部署和擴展應用程式 |
| 成本 | 通常需支付更高的成本，但可以根據實際使用時間計費 | 提供免費額度，且成本根據實際使用的資源計算 |
GCE 和 GAE 在雲部署應用程式方面的不同角色
| 角色 | GCE | GAE |
|---|---|---|
| 適合的應用程式 | 適合需要高度自定義和靈活性的應用程式 例如大數據處理和高性能計算 |
適合需要快速部署和自動擴展的應用程式 例如 Web 應用程式和移動應用程式 |
| 擴展性 | 需要手動擴展 但可以更細緻地控制資源的使用 |
提供自動擴展 可以根據流量的變化自動調整資源 |
| 管理負擔 | 需要管理虛擬機器 包括操作系統的維護和更新 |
Google 管理所有底層的基礎設施 用戶只需要關注應用程式的維護和更新 |
Google Compute Engine (GCE) 是 Google 提供的一種基礎設施即服務（Infrastructure-as-a-Service, IaaS）產品
它提供彈性的、自我管理的虛擬機器（VMs）托管在 Google 的基礎設施上。
GCE 提供了不同類型的虛擬機器來滿足不同的工作負載需求，
包括一般用途（如數據庫、開發和測試環境、網絡應用和移動遊戲）
記憶體優化（適合記憶體密集型工作負載），計算優化（適合高性能計算、遊戲服務器和延遲敏感的API服務）
以及針對最具挑戰性的應用和工作負載（如機器學習和高性能計算）的加速器優化機器。
與此相比，Google App Engine (GAE) 是 Google 提供的一種平台即服務（Platform-as-a-Service, PaaS）產品。
您只需部署您的代碼，平台將為您做其他的一切
例如，如果您的應用變得非常成功，App Engine 將自動創建更多的實例來處理增加的流量。
此外，使用 GAE 的項目在沒有請求進入時可以縮小到零個實例
這在開發階段非常有用，因為您可以在不超過寬鬆的免費配額的情況下使用幾週。
然而，GAE 對於可以使用的編程語言有一些限制，目前支持的語言包括 Python, PHP, Java, NodeJS, .NET, Ruby 和 Go。
在這兩者之間，主要的區別在於管理層面和控制權。
在 GCE 中，您需要創建和配置您自己的虛擬機器實例
這給您提供了更大的靈活性，並且通常比 App Engine 的成本要低，缺點是您需要自己管理您的應用和虛擬機器。
相對的，在 App Engine 中，您不需要管理任何的底層軟體或作業系統，您只需要上傳代碼（Java, PHP, Python, 或 Go），
就可以運行您的應用可以省去很多麻煩，特別是對於沒有經驗的人來說，但是它有兩個顯著的缺點：
- 更昂貴（儘管它有一個免費配額，而 GCE 沒有）
- 您的控制權更少，因此某些事情可能就做不到，或者只能以一種特定的方式來做（例如保存和寫入文件）。
選擇 GCE 還是 GAE 主要取決於您的具體需求
如果您需要更大的靈活性和控制權，或者您正在尋找更低的成本，那麼 GCE 可能是一個更好的選擇；
如果您希望最大程度地減少管理負擔，或者您正在使用 GAE 支持的特定編程語言，那麼 GAE 可能更適合您。
開始使用 Google Compute Engine (GCE) 構建應用程式
Google Compute Engine (GCE) 是 Google Cloud Platform 的核心部分，提供了高度靈活和可擴展的虛擬機。
以下是如何使用 GCE 的步驟和最佳實踐。
建立虛擬機實例
- 登入 Google Cloud Console.
- 在左側的導航欄中，選擇 "Compute Engine"，然後選擇 "VM instances".
- 選擇 "Create instance".
- 在 "Name" 欄位中，輸入您的實例名稱。
- 在 "Region" 和 "Zone" 欄位中，選擇您的實例的位置。
- 在 "Machine type" 欄位中，選擇適合的虛擬機型號。
- 在 "Boot disk" 欄位中，選擇操作系統映像。
- 若需要，您也可以在此設定網路和防火牆設定。
- 點擊 "Create" 來建立虛擬機實例。
連接虛擬機
- 在 VM Instances頁面，找到您剛剛建立的實例。
- 在 "Connect" 列中，點選 "SSH"。
- 在新的視窗中，您就可以使用 Linux shell 指令來操作您的實例。
建立磁盤快照
- 在 Google Cloud Console 中，選擇 "Compute Engine"，然後選擇 "Snapshots".
- 點選 "Create Snapshot".
- 在 "Name" 欄位中，輸入快照名稱。
- 在 "Source disk" 欄位中，選擇您要備份的磁盤。
- 點擊 "Create" 來建立磁盤快照。
配置自動擴展
- 在 Google Cloud Console 中，選擇 "Compute Engine"，然後選擇 "Instance groups".
- 點選 "Create instance group".
- 在 "Name" 欄位中，輸入實例組的名稱。
- 在 "Location" 欄位中，選擇實例組的位置。
- 在 "Instance template" 欄位中，選擇您的實例模板。
- 在 "Autoscaling" 欄位中，選擇 "On" 並設定適合的指標，例如 CPU 使用率。
- 點擊 "Create" 來建立實例組並開始自動擴展。
設定網路和防火牆規則
- 在 Google Cloud Console 中，選擇 "VPC 網路"，然後選擇 "防火牆規則"。
- 點選 "建立防火牆規則"。
- 在 "名稱" 欄位中，輸入規則的名稱。
- 選擇要應用規則的 "網路"。
- 在 "來源 IP 範圍" 欄位中，指定允許的 IP 範圍或特定 IP 地址。
- 在 "允許的協定和埠" 欄位中，選擇要允許的協定和埠號。
- 選擇適當的動作，如 "允許" 或 "拒絕"。
- 點擊 "建立" 來創建防火牆規則。
監控 GCE 實例
- 在 Google Cloud Console 中，選擇 "Monitoring"。
- 在左側導航欄中，選擇 "監控面板"。
- 點選 "建立監控面板"。
- 選擇您想要監控的指標，如 CPU 使用率、網路流量等。
- 自訂監控面板並新增圖表和指標。
- 點擊 "儲存" 以建立監控面板。
使用預設的防火牆規則
GCE 預先提供一些預設的防火牆規則，可以在不需要自訂設定的情況下使用。以下是一些常見的預設防火牆規則：
- default-allow-icmp：允許 ICMP 流量，例如 ping。
- default-allow-internal：允許來自相同 VPC 網路內部的流量。
- default-allow-rdp：允許使用 RDP（適用於 Windows 實例）。
- default-allow-ssh：允許使用 SSH（適用於 Linux 實例）。
使用預設的防火牆規則可以簡化配置，同時確保基本的安全性。
希望以上的詳細步驟和最佳實踐能夠幫助您更好地使用 GCE 構建應用程式。
如果您需要進一步的指導，建議查閱 Google Cloud 的官方文件和學習資源，其中包括教程、指南和範例程式碼，
這將有助於您更深入地了解和應用 GCE 的功能。
以下是一些推薦的資源：
- Google Cloud Compute Engine 文件：官方文件提供了詳細的說明、教程和參考資料，涵蓋 GCE 的各個方面。
- Google Cloud 學習中心：Google Cloud 提供了免費和付費的在線課程，您可以在這裡學習 GCE 的使用和最佳實踐。
- GCE 的示例程式碼庫：Google Cloud 的 GitHub 存儲庫中提供了多種語言的 GCE 程式碼示例，可以幫助您更快上手和理解 GCE 的功能。
- Google Cloud 社群：加入 Google Cloud 的社群討論區和論壇，與其他開發者交流和分享經驗，解決問題並獲取實用的建議。
- Google Cloud 上的 Stack Overflow：在 Stack Overflow 上有一個專門討論 Google Cloud 相關問題的標籤，您可以在這裡尋找解決方案並提問。
透過深入學習和實踐，您將能夠更好地掌握 GCE 的功能並有效地構建應用程式。
GCE 的未來展望
Google Compute Engine (GCE) 是 Google Cloud Platform 中的核心服務之一，它提供了強大的虛擬機功能和可擴展性。以下是 GCE 的未來展望：
更大的規模和效能：
隨著雲計算需求的增加，GCE 將繼續擴展其規模和效能，以支援更多的用戶和應用程式。
Google Cloud 將繼續投資於硬體和基礎設施，提供更快速、穩定和可靠的虛擬機服務。
混合雲整合：
GCE 將繼續發展並加強與其他雲服務供應商的整合，以促進混合雲環境的部署和管理。
這將使客戶能夠更靈活地在多個雲平台之間移動工作負載，並選擇最適合他們需求的解決方案。
容器化和微服務架構：
GCE 將繼續支援容器化技術，如 Docker 和 Kubernetes，以促進更高效、可擴展和彈性的應用程式部署。
透過 GCE 的容器優化功能，開發人員可以更輕鬆地在虛擬機上運行容器化的應用程式。
機器學習和人工智慧：
Google Cloud 在機器學習和人工智慧領域投入了大量資源，GCE 作為其中的一部分，將繼續提供強大的運算能力和工具，
以支援機器學習和人工智慧工作負載。GCE 的 GPU 實例和專用機器學習服務將有助於開發者在虛擬機上執行高效的機器學習模型。
GCE 在雲服務市場中可能面臨的挑戰和機遇
GCE 作為雲服務市場中的一個重要參與者，面臨著一些挑戰和機遇：
挑戰：
- 市場競爭：雲服務市場競爭激烈，許多大型雲供應商和其他受歡迎的平台提供類似的虛擬機服務，
因此 GCE 需要在功能、效能、價格和創新方面不斷提升，以保持競爭優勢。
- 數據隱私和安全性：隨著數據隱私和安全性的重要性不斷提高，
GCE 需要確保客戶的數據在儲存和傳輸過程中的安全性，並遵守相應的法規和合規要求。
機遇：
- 成長的雲市場：雲計算市場持續增長，企業和組織越來越多地採用雲服務來滿足他們的需求。
這為 GCE 提供了機會擴大其客戶基礎，增加收入和市場份額。
- 創新的技術和解決方案：GCE 可以利用 Google 在技術和創新方面的領先地位，不斷推出新的功能和解決方案，以滿足客戶不斷變化的需求。
例如，整合機器學習和人工智慧技術，提供更智能化和自動化的服務。
- 跨行業合作：GCE 可以透過與其他企業、技術提供商和開發者社區的合作，共同開發創新的解決方案。
這種合作可以加速 GCE 的技術發展和市場擴張，同時提供更多價值給客戶。
總結來說，GCE 在未來將持續發展並提供更多的功能和解決方案，以滿足不斷變化的客戶需求。
同時，GCE 需要應對市場競爭和數據安全性等挑戰，並利用成長的雲市場和技術創新的機遇來取得成功。
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