GCPの教科書




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はじめに

本書を手に取っていただき、ありがとうございます。本書は自他共に認めるGoogle Cloud Platform(以下、GCP) マニアである筆者が、GCPをぜひ皆さんに使っていただきたいと考えて執筆したものです。GCPでは2016年11月に日本リージョンが開設されており、2017年以降は日本におけるGCPの新たな飛躍の年として位置づけられることでしょう。

現在では、「クラウドファースト」という言葉が先進的に捉えられた時代はもう終わりに近づき、「クラウドネイティブ」が当たり前になってくる時代になりつつあります。すでにネットサービスやスタートアップ企業においては、オンプレでサーバーを構築することなどはほとんどない状態です。これからの時代、Googleに限らず何らかのクラウドサービスを利用することは必須となっており、技術者のみならず経営者までもこれを理解し、クラウドを前提とした柔軟かつ迅速な経営判断が求められる時代になってきています。

この「クラウドネイティブ」時代にクラウドインフラを提供する会社は、将来的には世界で限られた数社になってくるであろうと予想されます。その筆頭候補として挙げられるのが、皆さんがご存知のGoogle、Amazon、Microsoftの3社になると言われています。どこか一社が飛び抜けてということはなく、おそらくこの3社はそれぞれの特徴により棲み分けられ、利用されていくことになるでしょう。そんな中での基本的な戦略としては、どこか一社に絞るその前に、クラウドサービスの初期費用が不要な特徴を活かし、まずはある程度各サービスに触れてみて特徴を把握することが肝要かと筆者は考えます。その上で特定の一社に絞って(ぜひGoogleを)利用するもよし、各社をうまく並行して使いこなすもよし、それぞれの方向性で利用していくのがよいと思います。

本書では、GCPの機能・操作法や他のクラウドとの比較など、ひととおり解説してありますので、本書でGCPの基本・特徴については理解できる内容になるよう努めております。ぜひGCPを理解し、触ってみて、今後のクラウドネイティブ時代を生きる一助としていただければ幸甚です。
2019年3月吉日
クラウドエース株式会社
取締役会長 吉積 礼敏

本書の想定読者

本書は、「GCPを使ってみたいけど使い方がよく分からない」方から、「ある程度使っているけれども使いこなせてはないかも?」というクラウドに関して初級から中級の技術者の方を対象にしています。GCPに触れたことのない方には、まずは触ってみて体感すること、次に基礎的なことを押さえて効果的によりたくさんのプロダクトを活用できるようになること、の一助になればと考えています。なお、TCP/IPやOSなどのインフラの基本的な内容については割愛しておりますので、システムに関する最低限の技術的な知識は各種専門書籍等をご参照ください。

Googleについて

本書を手に取った方に、今さら「Googleとはどのような企業か」について説明するまでもないと思いますが、超巨大企業として様々な顔を持つ会社ですので、むしろその捉え方は人によって異なる場合も出てくるかもしれません。本書では、原則としてGCPを提供している会社としてGoogleを扱っていきますが、そのための共有を前提とするため、一応この会社のプロフィールを簡単にご紹介しておきます。

Google(グーグル)はAlphabet(アルファベット)に2015年8月に名称変更された持ち株会社の最大の子会社で、「世界中の情報を整理し、世界中の人々がアクセスできて使えるようにすること」を目標に1998年に設立された会社です。検索エンジンのシェアをベースに、広告を出すことで収益の大部分を上げていますが、GmailやYouTubeなど 大量のコンピューティングリソースを必要とするインターネットサービスを多数提供しています。
Googleはその目標どおりに情報処理に非常に力を入れており、大量のコンピューティングリソースへの投資を行っています。データセンターやハードウェア、ネットワーク まで自前で構築してしまうというのが特徴で、自作の特殊な構造のサーバーを利用しています。またその規模は、サーバーの製造販売業者ではないにもかかわらず、自社で利用するサーバーの費用だけで世界のサーバー製造販売業者と肩を並べるほどの規模になっていると言われています。
さらに近年では、AlphaGoという名称のコンピューターが、機械学習の分野でも大量のデータによる学習や機械同士の対戦による学習でどんどん強くなり、囲碁の世界チャ ンピオンに勝つなど、機械学習・AIの領域などでも目覚ましい躍進を遂げています。
なお、GCPは、様々な分野のサービスを取り込みながら拡大・拡張・改善を常に繰り返しているサービスです。本書執筆後にもどんどん更新が入ることも予想されますので、最新情報についてはできる限りGoogleの公式文書を参照するように努めてください。

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目次

はじめに
本書の想定読者
Googleについて

第1章
Google Cloud Platformとは?
1.1 Googleが提供するクラウド基盤
1.2 Google Cloud Platform概要
Column>数台のサーバー故障なら放っておいても大丈夫!?
1.3 GCPの歴史
1.4 Why Google?
1.5 GCPの使いどころ
1.5.1 ビッグデータ」
1.5.2 機械学習
1.5.3 キャンペーンなどのスパイク
1.5.4 運用保守担当者不在
1.5.5 グローバル展開

第2章 GCPの基本を知ろう
2.1 GCPの基本概念
2.2 リージョン、ゾーン
2.2.1 リージョン、ゾーンの選び方
2.3 無料トライアルの登録とプロジェクトの作成
2.3.1 管理コンソールへのアクセス
2.3.2 無料トライアルの登録
2.3.3 プロジェクトの作成
2.4 管理コンソールの基礎
2.4.1 基本的な操作方法
2.4.2 基本メニューの説明
2. 5GCPのコンポーネント一覧
Column> サービスのリリース段階
2.6 SDKコマンドライン基礎
2.6.1 SDKコンポーネント群一覧
2.6.2 SDKコマンドの基本
2.7 Cloud IAM
2.7.1 Cloud IAMの概要
2.7.2 Cloud IAMの特徴
2.7.3 Cloud IAMの基本概念
2.7.4 Cloud IAMの基本操作
2.8 課金について
2.8.1 基本的な考え方
2.8.2 課金の種類
2.8.3 GCEマシンタイプの課金時間は1秒単位(最小1分)
2.8.4 継続利用による割引
2.8.5 トラフィック料金
2.8.6GCP利用料計算ツール
2.8.7 例を使ったGCP利用料の試算
2.9 セキュリティ
2.9.1 SSAE16 / ISAE 3402 Type II
2.9.2 SOC2/SOC 3
2.9.3 ISO 27001
2.9.4 FISMA Moderate
2.9.5 PCI DSS v3.0
2.9.6 HIPAA
2.10 参考資料

第3章 GCPの基本サービスを学ぼう
3.1 Google Compute Engine (GCE)
3.1.1概要
3.1.2 GCEの仕組み
3.1.3 基本的な操作
3.2 Google Cloud Storage (GCS)
3.2.1 GCSの機能
3.2.2 課金体系
3.2.3 アクセス制御 3.3 Google App Engine (GAE)
3.3.1 Google App Engine Standard Environment (GAE SE)
3.4 Big Query
3.4.1 概要
3.4.2 BigQueryの特徴
3.4.3 BigQueryの料金体系
3.4.4 様々なデータ取り込み方法
3.4.5 課金についての注意事項
3.4.6 基本概念
3.4.7 BigQueryのアクセス制御
3.4.8 始め方
3.4.9 基本的な操作 3.5 Google Cloud SQL
3.5.1 概要 3.5.2 始め方
3.5.3 一般的な注意事項

第4章高度なサービスを知ろう(その1)
4.1 Kubernetes Engine (GKE)
Column> Docker とコンテナ
4.1.1 Kubernetes Engineの特徴
4.1.2 Kubernetes Engineを始めてみよう
4.1.3 Kubernetes Engineのクラスタサイズを変更・修正する
4.2 ネットワーキング
4.2.1 VPCネットワーク
4.2.2 外部IPアドレス
4.2.3 ネットワークサービス
4.2.4 ハイブリッド接続
4.2.5 Network Service Tiers
4.2.6 ネットワークセキュリティ
4.3 Bigtable
4.3.1 Bigtableの特徴
4.3.2 アクセス権の制御
4.3.3 最適な用途
4.3.4 パフォーマンスについての注意点
4.3.5 Bigtableの始め方
4.3.6 Bigtableのまとめ
4.4 Datastore
4.4.1 データ構成
4.4.2 登録と更新
4.4.3 整合性(Consistency
4.4.4 インデックス
4.4.5 データ取得
4.4.6 トランザクション
4.4.7 管理ツール
4.5 Stackdriverモニタリング
4.5.1 Stackdriverとは
4.5.2 Stackdriverを使ってみよう
4.5.3 Stackdriverアカウントの作成
4.5.4 インスタンスにStackdriverエージェントをインストール
4.5.5 Webサイト (nginx)のHTTP監視設定(Uptime Check)
4.5.6 Webサイト (nginx) を停止し、アラート通報をメールで受信
4.5.7 ダッシュボードの表示
4.6 Stackdriverモニタリング
4.6.1 Stackdriver Logging (google-fluentd)のインストール
4.6.2 ログの確認と検索
4.6.3 ログをBigQueryへエクスポート

第5章 高度なサービスを知ろう(その2)
5.1 Deployment Manager 5.2 Cloud Pub/Sub
5.2.1 パブリッシャーとサブスクライバーについて
5.2.2 Cloud Pub/Subを使ってみよう
5.2.3 Cloud Pub/Subの活用イメージ
5.3 Cloud Dataflow
5.3.1 Apache Beam
5.3.2 データ処理パイプライン
5.3.3 Cloud Dataflowの特徴
5.4 Dataproc
5.5 Cloud Launcher
5.6 Cloud Functions
5.6.1 イベント駆動のサーバーレスアプリケーション実行基盤
5.6.2 トリガーによる動作の開始
5.6.3 Functions(関数)の作成
5.6.4 チュートリアル
5.7 その他のサービス
5.7.1 Spanner
5.7.2 Endpoints
5.7.3 Genomics
5.7.4 IoT Core
5.7.5 Dataprep
5.7.6 Datalab

第6章 機械学習
6.1 機械学習の基本
6.1.1 機械学習の一般的な知識
6.1.2 GCPにおける機械学習への取り組み
6.2 TensorFlow
6.2.1 TensorFlowのAPI階層について
6.3 Cloud Machine Learning Engine
6.3.1 Cloud Machine Learning Engineとは
6.3.2 トレーニングのための準備
6.3.3 ローカルトレーニングの実行
Column> TensorBoardによる学習状況の可視化
6.3.4 Cloud Machine Learning Engineを使用したトレーニング
6.3.5 トレーニングモデルをデプロイして予測に使用する
6.3.6 複雑なモデルのトレーニングをGPUで高速化する
6.3.7 料金について

第7章 GCPで使えるAPIの紹介
7.1 APIs Explorerで簡単にトライ
7.2 Vision APIを使ってみる
7.2.1 Vision APIとは
7.2.2 APIs ExplorerからVision APIを使う
7.2.3ラベル処理以外の機能
7.2.4 Vision APIまとめ
7.3 Translate APIを使ってみる
7.3.1 Translate APIとは
7.3.2 APIリクエストパラメータ
7.3.3 APIs ExplorerからTranslate APIを使う
7.3.4 Translate APIまとめ
Column> 自動翻訳はどんどん進化する!
7.4 Speech APIを使ってみる
7.4.1 Speech APIとは
7.4.2 リクエストの種類
7.4.3 APIリファレンス
7.4.4 APIs ExplorerからSpeech APIを使う
7.4.5 Speech APIまとめ
Column> 加速するSpeech AP
7. 5Video Intelligence APIを使ってみる
7.5.1 Video Intelligence APIとは
7.5.2 APIリファレンス
7.5.3 APIs ExplorerからVideo Intelligence APIを使う
7.5.4 Video Intelligence APIまとめ

第8章 AWSユーザーへ
8.1 AWS/GCPのサービス対応と比較
8.1.1 AWS/GCPのサービス対応表
8.1.2 両社のIaaSサービスの概要比較
8.2 AWS/GCPON
8.3 AWSからインスタンスの移行
8.3.1 VM-Migration Serviceとは
8.3.2 GCPの管理コンソールでCredentialを設定
8.3.3 EC2インスタンスにAgentをインストール
8.3.4GCEインスタンスを選択してインスタンスを起動
8.4 Amazon S3からの引越し

第9章 GCPのまとめと今後の展望
9.1 GCPのよい点・悪い点
Column> 1秒単位の課金に!
9.2 今後の展開
Column> これからGCPの勉強をする方へ
Google Cloud Platform
とは?

ようこそ Google Cloud Platform(GCP) の世界へ! 第1章では、その概要と歴史、そして使いどころなどをまずはオーバービューしたいと思います。

 

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