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以 GCP 自架網站應用筆記 (含 Domain 與 SSL)

本文僅作為網站架設筆記，關於GCP計費、雲端服務與第三方工具的相關細節，請自行爬文，本文章不多加敘述

本文將使用以下工具

  1. Google Cloud Platform (GCP)
  2. No-Ip
  3. Let's Encrypt

前言

這次筆者將操作筆記分為三個大綱

  1. Google Cloud Platform 帳戶申請與創建 VM
  2. 公有 IP 映射免費 Domain Name
  3. SSL 憑證掛載與自動更新

1. GCP

至 GCP 網站申請帳號，GCP目前提供90天的300美金免費額度，前提是需要綁定信用卡或簽帳金融卡(還不趕快去辦卡)，且額度使用完畢後，Google不會自動向你收費，除非你升級為計費帳戶。

申請完畢並啟用免費額度後，會進入 GCP 的 Dashboard，點選側選單「Compute Engine」->「VM 執行個體」，進入 VM 列表後，可查看所有已建立的虛擬機以及私有IP、公有IP

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創建虛擬機

點選上方的「建立執行個體」，創建並選擇虛擬機的規格，包含硬碟空間、RAM、開機磁碟與時區，並勾選防火牆允許 HTTP 與 HTTPS 流量，本篇文章使用 Ubuntu 16.04 LTS 作為安裝的系統，填選完畢後，點擊下方的建立按鈕，Google 就會幫我們產生新的虛擬機囉！

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VM 列表

此時回到 VM 列表，若可看見公有 IP，即代表創建成功，接著進入 Domain 的部分囉！

2. No-IP

No-Ip 是提供付費和免費服務的動態 DNS 提供商，而這次我們將透過 No-IP，為剛才在 GCP 建立的 VM 配給一組自訂的 Domain Name，然而 No-IP 的免費次級域名有效期限只有 30 天，但是在到期之前可以無限次申請延展。

廢話不多說，直接把 Domain Name 辦起來！

註冊

進入註冊頁，填寫信箱、密碼與hostname，勾選隱私權條款後，點選「Get Enhanced」按鈕送出。送出後網頁會先導向到 No-IP 的購物車，此時清空購物車的內容即可忽略此情況

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驗證與啟用

接著呢，到你剛才註冊填寫的信箱收取 No-IP 的驗證信，驗證完畢後再重新登入並進到管理頁面，點選下圖的綠色文字「Active」

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申請域名

來到 Hostname 的列表，點選「Create Hostname」的綠色按鈕，會跳出下圖的彈跳視窗，開始填寫你想註冊的 hostname、Domain 類型，以及最重要的公有 IP，公有 IP 就是你在 GCP VM 列表看到的那一組 (不要懷疑，用力填下去)，最後點選右下角的「Create Hostname」即可完成免費 Domain 的註冊 (本篇以填寫custom.ddns.net作為範例)

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你以為這樣就結束了嗎？
當然不是啊，這時回到 GCP 的 VM 執行個體列表，我們要使用 Terminal 進入虛擬機

GCP 終端機

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安裝 Web Server (使用 Apache)

$ sudo -s
$ apt update
$ apt install -y apache2

安裝完畢後，用瀏覽器訪問剛才在 No-IP 註冊的那組網址，應該就會看到 Apache 的預設頁面了，若可正常顯示頁面，表示你的 Domain 是可以正常使用的，因為 Apache 預設占用 80 port，且防火牆允許 80 port 的外部訪問，所以開啟網址後才能正常顯示網頁

3. SSL

有了 Apache 這 Web Server，並申請了免費域名後，終於進入本文的最後章節，SSL 憑證給他辦起來！ 這次使用 Let's Encrypt 幫網站申請免費的 SSL 憑證，不過 Let's Encrypt 憑證有限期限也是 90 天，但章節最後會講解如何自動刷新憑證

以下的操作皆在 GCP 的終端機執行，對於下指令有恐懼、有陰影的，可以從側門離開XDD

建立站台目錄

$ mkdir -p /var/www/custom.ddns.net
# chown -R $USER:$USER /var/www/custom.ddns.net

撰寫簡易 HTML

$ vim /var/www/custom.ddns.net/index.html

html 內容

<h1>Custom Website</h1>

VirtualHost

檔案名稱可設為自己的網址，如 xxx.xxx.conf

$ vim /etc/apache2/sites-available/custom.ddns.net.conf

custom.ddns.net.conf 內容

<VirtualHost *:80>
    ServerName custom.ddns.net
    ServerAdmin custom@service.com.tw
    DocumentRoot /var/www/custom.ddns.net
    ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/error.log
    CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/access.log combined
</VirtualHost>

<IfModule mod_ssl.c>
    <VirtualHost *:443>
        ServerName custom.ddns.net
        ServerAdmin custom@service.com.tw
        DocumentRoot /var/www/custom.ddns.net
        ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/error.log
        CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/access.log combined
    
        SSLEngine on
        SSLCertificateFile /etc/letsencrypt/live/custom.ddns.net/cert.pem
        SSLCertificateKeyFile /etc/letsencrypt/live/custom.ddns.net/privkey.pem
        SSLCertificateChainFile /etc/letsencrypt/live/custom.ddns.net/chain.pem

        <FilesMatch "\.(cgi|shtml|phtml|php)$">
            SSLOptions +StdEnvVars
        </FilesMatch>
        <Directory /usr/lib/cgi-bin>
            SSLOptions +StdEnvVars
        </Directory>
    </VirtualHost>
</IfModule>

啟用 VirtualHost 設定檔

$ a2ensite /etc/apache2/sites-available/custom.ddns.net.conf
$ service apache2 reload

禁用預設的設定檔

$ a2dissite /etc/apache2/sites-available/000-default.conf
$ service apache2 reload

安裝 Let's Encrypt

$ add-apt-repository ppa:certbot/certbot
$ apt-get update
$ apt-get install python-certbot-apache

建立 SSL 證書

  1. 在設定過程中，可以選擇 No Redirect 或 Redirect 所有 HTTP 網頁至 HTTPS
  2. 完成後，Terminal 將顯示 SSL 証書的檔案位置 e.g. /etc/letsencrypt/live/
$ certbot --apache -d custom.ddns.net

完成

開啟 https://custom.ddns.net 即可看見瀏覽器左上角呈現安全憑證的icon！

自動刷新憑證

設定系統排程

$ vim /etc/crontab

排程新增一行指令，每天早上 5:30 自動更新

30 5    * * *   root    /usr/bin/certbot renew --quiet
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林柏志
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