Настройка взаимодействия приложения на виртуальных машинах с сервисом Managed PostgreSQL®

Перед началом работы

Зарегистрируйтесь в личном кабинете Cloud.ru.

Если вы уже зарегистрированы, войдите под своей учетной записью.

1. Разверните ресурсы в облаке

Создайте виртуальную сеть со следующими параметрами:

1. В поле Название укажите название сети, например short-links-service-VPC.

2. Создайте подсеть:

   1. В поле Название укажите short-link-service-subnet.

   2. В поле Адрес укажите 10.10.1.0/24.

   3. В поле VPC выберите short-links-service-VPC.

   4. В поле DNS-серверы укажите 8.8.8.8.

Создайте новую группу безопасности со следующими параметрами:

1. Выберите Зону доступности, в которой необходимо разместить группу безопасности. Укажите ту же зону доступности, что выбрана для сети.

2. Укажите Название группы безопасности, например short-links-service.

3. Добавьте правила входящего и исходящего трафика.

   Правила входящего трафика:

   1. Протокол: TCP

   2. Порт: 443

   3. Тип источника: IP-адрес

   4. Источник: 0.0.0.0/0

   5. Протокол: TCP

   6. Порт: 80

   7. Тип источника: IP-адрес

   8. Источник: 0.0.0.0/0

   Правила исходящего трафика:

   1. Протокол: Любой

   2. Тип адресата: IP-адрес

   3. Адресат: 0.0.0.0/0

Создайте виртуальную машину со следующими параметрами:

• Название — short-links-service.

• Образ — публичный образ Ubuntu 22.04.

• Сетевой интерфейс — выберите тип Публичный IP.

• Подсеть — выберите подсеть short-link-service-subnet.

• Группы безопасности — добавьте short-link-service.

• Метод аутентификации — Публичный ключ и Пароль.

• Публичный ключ — укажите ключ, созданный ранее.

• Пароль — задайте пароль пользователя.

Создайте кластер Managed PostgreSQL со следующими параметрами:

1. В поле Название кластера укажите short-links-service.

2. В поле Название базы данных укажите default.

3. В поле Версия PostgreSQL выберите 16.

4. В поле Режим выберите Стандарт.

5. В поле Тип выберите Single.

6. В поле Подсеть выберите short-link-service-subnet.

7. Создайте пользователя:

   1. В поле Имя пользователя укажите short_links.

   2. Укажите пароль.

8. Создайте базу данных:

   1. В поле Владелец выберите short_links.

   2. Название базы данных: shortener_db.

Убедитесь, что в личном кабинете:

1. На странице сервиса «VPC»:

   • отображается сеть short-links-service-VPC;

   • в списке подсетей отображается short-link-service-subnet.

2. На странице сервиса «Группы безопасности»:

   • отображается группа безопасности short-links-service;

   • статус группы безопасности — «Создана».

3. На странице сервиса «Виртуальные машины»:

   • отображается виртуальная машина short-links-service;

   • статус виртуальной машины — «Запущена».

4. На странице сервиса «Managed PostgreSQL»:

   • отображается кластер short-links-service;

   • статус кластера — «Доступен».

2. Настройте окружение на виртуальной машине

На этом шаге вы настроите систему и основные сетевые параметры виртуальной машины, установите необходимые пакеты и подготовите ее к запуску FastAPI-приложения.

1. В личном кабинете перейдите к сервису «Виртуальные машины» и выберите машину short-links-service.

2. Подключитесь к виртуальной машине через серийную консоль.

3. Активируйте сетевой интерфейс по инструкции:

   sudo cloud-init clean
   sudo cloud-init init
   
   

4. Обновите систему:

   sudo apt update && sudo apt upgrade -y
   
   

5. Установите Python и базовые пакеты:

   sudo apt install -y python3-venv build-essential nginx snapd ufw postgresql-client
   sudo snap install core; sudo snap refresh core
   sudo snap install --classic certbot
   sudo ln -s /snap/bin/certbot /usr/bin/certbot
   
   

6. Настройте файрвол:

   sudo ufw allow OpenSSH
   sudo ufw allow 'Nginx Full'
   sudo ufw enable
   
   

7. Проверьте установку Python, nginx, postgresql-client, ufw:

   python3 --version
   nginx -v
   sudo ufw status
   
   

3. Разверните приложение

На этом шаге вы развернете FastAPI-приложение, подготовите файлы и подключите приложение к кластеру Managed PostgreSQL.

1. Подключитесь к виртуальной машине.

2. Создайте директорию для приложения:

   cd /home/user1
   mkdir short-links-service
   cd short-links-service
   
   

3. Создайте файл сервера:

   nano server.py
   
   

   Вставьте следующий код:

   from fastapi import FastAPI, HTTPException, Depends
   from fastapi.responses import RedirectResponse
   from sqlalchemy import create_engine, Column, String, DateTime, Integer
   from sqlalchemy.orm import declarative_base
   from sqlalchemy.orm import sessionmaker, Session
   from pydantic import BaseModel, HttpUrl
   from datetime import datetime
   import os
   import secrets
   import string
   from typing import Optional
   from dotenv import load_dotenv
   
   load_dotenv()
   
   # Конфигурация базы данных
   DATABASE_URL = os.getenv("DATABASE_URL", "postgresql://user:password@localhost:5432/shortener_db")
   
   engine = create_engine(DATABASE_URL)
   SessionLocal = sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine)
   Base = declarative_base()
   
   # Модель базы данных
   class URLModel(Base):
       __tablename__ = "urls"
   
       id = Column(Integer, primary_key=True, index=True)
       original_url = Column(String, nullable=False)
       short_code = Column(String, unique=True, index=True, nullable=False)
       created_at = Column(DateTime, default=datetime.utcnow)
       clicks = Column(Integer, default=0)
   
   # Создание таблиц
   Base.metadata.create_all(bind=engine)
   
   # Pydantic модели
   class URLCreate(BaseModel):
       original_url: HttpUrl
   
   class URLResponse(BaseModel):
       original_url: str
       short_code: str
       short_url: str
       created_at: datetime
       clicks: int
   
       class Config:
           from_attributes = True
   
   # FastAPI приложение
   app = FastAPI(
       title="URL Shortener API",
       description="API для создания коротких ссылок",
       version="1.0.0"
   )
   
   # Dependency для получения сессии БД
   def get_db():
       db = SessionLocal()
       try:
           yield db
       finally:
           db.close()
   
   # Функция для генерации короткого кода
   def generate_short_code(length: int = 6) -> str:
       """Генерирует случайный короткий код из букв и цифр"""
       characters = string.ascii_letters + string.digits
       return ''.join(secrets.choice(characters) for _ in range(length))
   
   # Эндпоинты
   @app.get("/health")
   async def health_check():
       """Проверка здоровья приложения"""
       return {"status": "healthy", "timestamp": datetime.utcnow()}
   
   @app.get("/")
   async def root():
       return {
           "message": "URL Shortener API",
           "version": "1.0.0",
           "endpoints": {
               "create": "POST /shorten",
               "redirect": "GET /{short_code}",
               "stats": "GET /stats/{short_code}"
           }
       }
   
   @app.post("/shorten", response_model=URLResponse)
   async def create_short_url(url_data: URLCreate, db: Session = Depends(get_db)):
       """Создание короткой ссылки"""
   
       # Проверяем, не существует ли уже такой URL
       existing_url = db.query(URLModel).filter(URLModel.original_url == str(url_data.original_url)).first()
       if existing_url:
           base_url = os.getenv("BASE_URL", "https://yourdomain.com")
           return URLResponse(
               original_url=existing_url.original_url,
               short_code=existing_url.short_code,
               short_url=f"{base_url}/{existing_url.short_code}",
               created_at=existing_url.created_at,
               clicks=existing_url.clicks
           )
   
       # Генерируем уникальный короткий код
       while True:
           short_code = generate_short_code()
           if not db.query(URLModel).filter(URLModel.short_code == short_code).first():
               break
   
       # Создаем запись в БД
       db_url = URLModel(
           original_url=str(url_data.original_url),
           short_code=short_code
       )
       db.add(db_url)
       db.commit()
       db.refresh(db_url)
   
       base_url = os.getenv("BASE_URL", "https://yourdomain.com")
       return URLResponse(
           original_url=db_url.original_url,
           short_code=db_url.short_code,
           short_url=f"{base_url}/{db_url.short_code}",
           created_at=db_url.created_at,
           clicks=db_url.clicks
       )
   
   @app.get("/{short_code}")
   async def redirect_to_url(short_code: str, db: Session = Depends(get_db)):
       """Перенаправление на оригинальный URL"""
   
       url_record = db.query(URLModel).filter(URLModel.short_code == short_code).first()
       if not url_record:
           raise HTTPException(status_code=404, detail="Ссылка не найдена")
   
       # Увеличиваем счетчик кликов
       url_record.clicks += 1
       db.commit()
   
       return RedirectResponse(url=url_record.original_url, status_code=302)
   
   @app.get("/stats/{short_code}", response_model=URLResponse)
   async def get_url_stats(short_code: str, db: Session = Depends(get_db)):
       """Получение статистики по короткой ссылке"""
   
       url_record = db.query(URLModel).filter(URLModel.short_code == short_code).first()
       if not url_record:
           raise HTTPException(status_code=404, detail="Ссылка не найдена")
   
       base_url = os.getenv("BASE_URL", "https://yourdomain.com")
       return URLResponse(
           original_url=url_record.original_url,
           short_code=url_record.short_code,
           short_url=f"{base_url}/{url_record.short_code}",
           created_at=url_record.created_at,
           clicks=url_record.clicks
       )
   
   if __name__ == "__main__":
       import uvicorn
       uvicorn.run(app, host="0.0.0.0", port=8000)
   
   

4. Создайте файл зависимостей:

   nano requirements.txt
   
   

   Содержимое файла:

   fastapi==0.104.1
   uvicorn[standard]==0.24.0
   sqlalchemy==2.0.23
   psycopg2-binary==2.9.9
   python-dotenv==1.0.0
   pydantic==2.5.0
   
   

5. Создайте и активируйте виртуальное окружение:

   python3 -m venv venv
   source venv/bin/activate
   
   

6. Установите зависимости:

   pip install -r requirements.txt
   
   

7. Добавьте переменные среды:

   nano .env
   
   

   Вставьте содержимое в файл .env:

   DATABASE_URL=postgresql://short_links:<PASSWORD>@<DB_PRIVATE_IP>:5432/shortener_db
   BASE_URL=<IP-адрес>.nip.io
   
   

   Где:

   • <PASSWORD> — пароль, который вы задали при создании пользователя базы данных.

   • <DB_PRIVATE_IP> — IP-адрес сервиса Managed PostgreSQL.

   • <IP-адрес> — публичный IP-адрес виртуальной машины.

8. Запустите сервис:

   python3 server.py
   
   

4. Настройте сервис, nginx и HTTPS

В этом шаге вы автоматически опубликуете API-приложение через системный сервис, настроите обратный прокси через nginx и выпустите бесплатный SSL-сертификат с помощью Let’s Encrypt.

Результат

Вы реализовали инфраструктуру и приложение для сервиса сокращения ссылок в облаке с управляемой базой данных, надежной сетевой изоляцией и публикацией API по HTTPS. Полученные навыки помогут создавать сервисы с использованием управляемых баз данных и создавать безопасные облачные среды для приложений разного типа.