gcp-compute

GCP Compute Engine

Google Cloud Platform で Compute Engine 仮想マシンをデプロイ、管理、スケーリングします。

使用する場面

• GCP で Web サーバー、アプリケーションのバックエンド、バッチ処理ワークロードをデプロイする場合
• OS レベルの完全な制御が必要なワークロードを実行する場合（Cloud Run や App Engine とは異なります）
• ロードバランサーの背後で自動修復と自動スケーリングを行うマネージドインスタンスグループを作成する場合
• ML トレーニングやレンダリングのパイプライン向けに、GPU を接続した VM をプロビジョニングする場合
• プリエンプティブル VM またはスポット VM を使って、重要度の低いワークロードのコストを最適化する場合

前提条件

• Google Cloud SDK（gcloud）がインストールされ、認証済みであること
• Compute Engine API が有効になっている GCP プロジェクト
• IAM ロール roles/compute.admin、またはインスタンス管理に必要な範囲のロール

gcloud auth list
gcloud config set project $PROJECT_ID
gcloud services enable compute.googleapis.com

マシンタイプのリファレンス

ファミリー	例	vCPU	メモリ	用途
E2	e2-micro	0.25	1 GB	開発／テスト、マイクロサービス
E2	e2-medium	1	4 GB	軽量な Web サーバー
N2	n2-standard-4	4	16 GB	汎用的な本番環境
N2	n2-highmem-8	8	64 GB	インメモリキャッシュ、データベース
C2	c2-standard-16	16	64 GB	計算負荷の高い処理、HPC

# List machine types available in a zone
gcloud compute machine-types list --zones=us-central1-a --filter="name~'e2-'"

# Create a custom machine type (6 vCPUs, 24 GB RAM)
gcloud compute instances create custom-vm \
  --custom-cpu=6 --custom-memory=24GB \
  --zone=us-central1-a \
  --image-family=debian-12 --image-project=debian-cloud

インスタンスの作成

# Production instance with shielded VM and startup script
gcloud compute instances create web-server \
  --machine-type=e2-medium \
  --zone=us-central1-a \
  --image-family=debian-12 \
  --image-project=debian-cloud \
  --boot-disk-size=20GB \
  --boot-disk-type=pd-balanced \
  --tags=http-server,https-server \
  --labels=env=production,team=backend \
  --metadata=enable-oslogin=TRUE \
  --shielded-secure-boot \
  --shielded-vtpm \
  --shielded-integrity-monitoring

# Instance with a startup script and service account
gcloud compute instances create app-server \
  --machine-type=e2-standard-2 \
  --zone=us-central1-a \
  --image-family=ubuntu-2204-lts \
  --image-project=ubuntu-os-cloud \
  --boot-disk-size=50GB \
  --metadata-from-file=startup-script=startup.sh \
  --service-account=app-sa@${PROJECT_ID}.iam.gserviceaccount.com \
  --scopes=cloud-platform

# Instance with an additional data disk
gcloud compute instances create db-server \
  --machine-type=n2-highmem-4 \
  --zone=us-central1-a \
  --image-family=debian-12 --image-project=debian-cloud \
  --boot-disk-size=20GB \
  --create-disk=name=data-disk,size=200GB,type=pd-ssd,auto-delete=no

スタートアップスクリプトの例

#!/bin/bash
# startup.sh - runs on first boot and every reboot
set -euo pipefail
apt-get update && apt-get install -y nginx
systemctl enable nginx && systemctl start nginx
curl -X PUT -H "Metadata-Flavor: Google" \
  "http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/guest-attributes/startup/status" \
  -d "complete"

インスタンステンプレートとマネージドインスタンスグループ

# Create an instance template
gcloud compute instance-templates create web-template \
  --machine-type=e2-medium \
  --image-family=debian-12 --image-project=debian-cloud \
  --boot-disk-size=20GB --tags=http-server \
  --metadata-from-file=startup-script=startup.sh

# Create a regional managed instance group (MIG) with health check
gcloud compute health-checks create http http-health-check \
  --port=80 --request-path=/healthz \
  --check-interval=10s --timeout=5s \
  --healthy-threshold=2 --unhealthy-threshold=3

gcloud compute instance-groups managed create web-mig \
  --template=web-template --size=3 \
  --region=us-central1 \
  --health-check=http-health-check --initial-delay=120

# Configure autoscaling
gcloud compute instance-groups managed set-autoscaling web-mig \
  --region=us-central1 \
  --min-num-replicas=2 --max-num-replicas=10 \
  --target-cpu-utilization=0.65 --cool-down-period=90

# Rolling update to a new template
gcloud compute instance-groups managed rolling-action start-update web-mig \
  --version=template=web-template-v2 \
  --region=us-central1 --max-surge=3 --max-unavailable=0

プリエンプティブル VM とスポット VM

# Spot VM (recommended over legacy preemptible)
gcloud compute instances create spot-worker \
  --machine-type=n2-standard-8 \
  --zone=us-central1-a \
  --image-family=debian-12 --image-project=debian-cloud \
  --provisioning-model=SPOT \
  --instance-termination-action=STOP

# Spot instance template for batch MIG
gcloud compute instance-templates create batch-template \
  --machine-type=n2-standard-4 \
  --image-family=debian-12 --image-project=debian-cloud \
  --provisioning-model=SPOT \
  --instance-termination-action=DELETE

スナップショットとイメージ

# Create a snapshot
gcloud compute disks snapshot web-server \
  --zone=us-central1-a \
  --snapshot-names=web-server-snap-$(date +%Y%m%d)

# Scheduled snapshot policy
gcloud compute resource-policies create snapshot-schedule daily-backup \
  --region=us-central1 --max-retention-days=14 \
  --daily-schedule --start-time=03:00

gcloud compute disks add-resource-policies web-server \
  --zone=us-central1-a --resource-policies=daily-backup

# Create a custom image from an instance
gcloud compute instances stop web-server --zone=us-central1-a
gcloud compute images create web-golden-image \
  --source-disk=web-server --source-disk-zone=us-central1-a \
  --family=web-server --labels=version=v1

Terraform の設定

resource "google_compute_instance" "web" {
  name         = "web-server"
  machine_type = "e2-medium"
  zone         = "us-central1-a"
  tags         = ["http-server", "https-server"]

  boot_disk {
    initialize_params {
      image = "debian-cloud/debian-12"
      size  = 20
      type  = "pd-balanced"
    }
  }

  network_interface {
    subnetwork = google_compute_subnetwork.main.id
    access_config {}
  }

  metadata_startup_script = file("${path.module}/startup.sh")

  service_account {
    email  = google_service_account.app.email
    scopes = ["cloud-platform"]
  }

  shielded_instance_config {
    enable_secure_boot          = true
    enable_vtpm                 = true
    enable_integrity_monitoring = true
  }
}

resource "google_compute_instance_template" "web" {
  name_prefix  = "web-"
  machine_type = "e2-medium"

  disk {
    source_image = "debian-cloud/debian-12"
    auto_delete  = true
    boot         = true
    disk_size_gb = 20
  }

  network_interface {
    subnetwork = google_compute_subnetwork.main.id
  }

  lifecycle { create_before_destroy = true }
}

resource "google_compute_region_instance_group_manager" "web" {
  name               = "web-mig"
  base_instance_name = "web"
  region             = "us-central1"

  version {
    instance_template = google_compute_instance_template.web.id
  }

  target_size = 3
  named_port { name = "http"; port = 80 }

  auto_healing_policies {
    health_check      = google_compute_health_check.http.id
    initial_delay_sec = 120
  }
}

resource "google_compute_region_autoscaler" "web" {
  name   = "web-autoscaler"
  region = "us-central1"
  target = google_compute_region_instance_group_manager.web.id

  autoscaling_policy {
    min_replicas    = 2
    max_replicas    = 10
    cooldown_period = 90
    cpu_utilization { target = 0.65 }
  }
}

一般的な操作

# SSH into an instance
gcloud compute ssh web-server --zone=us-central1-a

# List all instances with status
gcloud compute instances list \
  --format="table(name,zone,status,machineType.basename())"

# Stop / start / resize
gcloud compute instances stop web-server --zone=us-central1-a
gcloud compute instances set-machine-type web-server \
  --machine-type=e2-standard-4 --zone=us-central1-a
gcloud compute instances start web-server --zone=us-central1-a

# View serial port output (debug startup scripts)
gcloud compute instances get-serial-port-output web-server --zone=us-central1-a

トラブルシューティング

症状	原因	対処方法
インスタンスが STAGING のまま進まない	クォータ超過またはリソースを利用できない	gcloud compute project-info describe でクォータを確認します。別のゾーンを試してください
スタートアップスクリプトが実行されない	構文エラーまたはメタデータキーの誤り	シリアル出力を確認し、キーが startup_script ではなく startup-script であることを確認します
SSH 接続できない	ファイアウォールがポート 22 をブロックしている、または OS Login の設定に誤りがある	tcp:22 のファイアウォールルールを追加し、enable-oslogin メタデータを確認します
プリエンプションが頻繁に発生する	ゾーンのリソース逼迫	アクションに STOP を指定したスポット VM を使い、MIG 内で複数のゾーンに分散します
ディスクの空き容量がない	ブートディスクが小さすぎる	gcloud compute disks resize を使います。データディスクでは --storage-auto-increase を有効にします
MIG がインスタンスを修復しない	ヘルスチェックの設定に誤りがある、または初期待機時間が短すぎる	ヘルスチェックのパスが 200 を返すことを確認し、--initial-delay を長くします

関連するスキル

• gcp-networking - Compute Engine 向けの VPC、ファイアウォールルール、ロードバランサー
• terraform-gcp - Infrastructure as Code で Compute Engine リソースをプロビジョニング
• gcp-gke - ワークロードに VM よりもコンテナが適している場合
• gcp-cloud-sql - Compute Engine アプリケーションが接続するマネージドデータベース