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Desarrolla una aplicación de productor de Python

Aprende a desarrollar una aplicación de productor de Python que se autentica con un clúster de Managed Service para Apache Kafka mediante las credenciales predeterminadas de la aplicación (ADC). ADC permite que las aplicaciones que se ejecutan en Google Cloud encuentren y usen automáticamente las credenciales correctas para autenticarse en Google Cloud los servicios.

Antes de comenzar

Antes de comenzar este instructivo, crea un clúster nuevo de Managed Service para Apache Kafka. Si ya tienes un clúster, puedes omitir este paso.

Cómo crear un clúster

Console

Ve a la página Managed Service para Apache Kafka > Clústeres.
Ir a los clústeres
Haz clic en Crear.
En el cuadro Nombre del clúster, ingresa un nombre para el clúster.
En la lista Región, selecciona una ubicación para el clúster.
En Configuración de red, configura la subred en la que se puede acceder al clúster:
1. En Proyecto, selecciona tu proyecto.
2. En Red, selecciona la red de VPC.
3. En Subred, selecciona la subred.
4. Haz clic en Listo.
Haz clic en Crear.

Después de hacer clic en Crear, el estado del clúster es Creating. Cuando el clúster esté listo, el estado será Active.

gcloud

Para crear un clúster de Kafka, ejecuta el managed-kafka clusters create comando.

gcloud managed-kafka clusters create KAFKA_CLUSTER \
--location=REGION \
--cpu=3 \
--memory=3GiB \
--subnets=projects/PROJECT_ID/regions/REGION/subnetworks/SUBNET_NAME \
--async

Reemplaza lo siguiente:

KAFKA_CLUSTER: Un nombre para el clúster de Kafka
REGION: La ubicación del clúster
PROJECT_ID: Es el ID del proyecto.
SUBNET_NAME: La subred en la que deseas crear el clúster, por ejemplo, default

Para obtener información sobre las ubicaciones admitidas, consulta Ubicaciones de Managed Service para Apache Kafka.

El comando se ejecuta de forma asíncrona y muestra un ID de operación:

Check operation [projects/PROJECT_ID/locations/REGION/operations/OPERATION_ID] for status.

Para hacer un seguimiento del progreso de la operación de creación, usa el gcloud managed-kafka operations describe comando:

gcloud managed-kafka operations describe OPERATION_ID \
  --location=REGION

Cuando el clúster esté listo, el resultado de este comando incluirá la entrada state: ACTIVE. Para obtener más información, consulta Supervisa la operación de creación del clúster.

Roles obligatorios

Para obtener los permisos que necesitas para crear y configurar una VM de cliente, pídele a tu administrador que te otorgue los siguientes roles de IAM en el proyecto:

Administrador de instancias de Compute (v1) (roles/compute.instanceAdmin.v1)
Administrador de IAM de proyecto (roles/resourcemanager.projectIamAdmin)
Visualizador de roles (roles/iam.roleViewer)
Usuario de cuenta de servicio (roles/iam.serviceAccountUser)

Para obtener más información sobre cómo otorgar roles, consulta Administra el acceso a proyectos, carpetas y organizaciones.

También puedes obtener los permisos necesarios a través de roles personalizados o cualquier otro rol predefinido.

Configura una VM de cliente

Crea una instancia de máquina virtual (VM) de Linux en Compute Engine que pueda acceder al clúster de Kafka. Cuando configures la VM, establece las siguientes opciones:

Región : Crea la VM en la misma región que tu clúster de Kafka.
Subred : Crea la VM en la misma red de VPC que la subred que usaste en la configuración del clúster de Kafka. Para obtener más información, consulta Visualiza las subredes de un clúster.
Permisos de acceso : Asigna el https://www.googleapis.com/auth/cloud-platform permiso de acceso a la VM. Este permiso autoriza a la VM a enviar solicitudes a la API de Managed Kafka.

En los siguientes pasos, se muestra cómo configurar estas opciones.

Console

En la Google Cloud consola, dirígete a la página Crear una instancia.

Crea una instancia
En el panel Configuración de la máquina, haz lo siguiente:
1. En el campo Nombre, especifica un nombre para tu instancia. Para obtener más información, consulta Convención de asignación de nombres de recursos.
2. En la lista Región, selecciona la misma región que tu clúster de Kafka.
3. En la lista Zona, selecciona una zona.
En el menú de navegación, haz clic en Herramientas de redes. En el panel Herramientas de redes que aparece, haz lo siguiente:
1. Ve a la sección Interfaces de red.
2. Para expandir la interfaz de red predeterminada, haz clic en la flecha.
3. En el campo Red, elige la red de VPC.
4. En la lista Subred, selecciona la subred.
5. Haz clic en Listo.
En el menú de navegación, haz clic en Seguridad. En el panel Seguridad que aparece, haz lo siguiente:
1. En Permisos de acceso, selecciona Configurar acceso para cada API.
2. En la lista de permisos de acceso, busca la lista desplegable Cloud Platform y selecciona Habilitada.
Haz clic en Crear para crear la VM.

gcloud

Para crear la instancia de VM, usa el gcloud compute instances create comando.

gcloud compute instances create VM_NAME \
  --scopes=https://www.googleapis.com/auth/cloud-platform \
  --subnet=projects/PROJECT_ID/regions/REGION/subnetworks/SUBNET \
  --zone=ZONE

Reemplaza lo siguiente:

VM_NAME: El nombre de la VM
PROJECT_ID: Es el ID del proyecto.
REGION: La región en la que creaste el clúster de Kafka , por ejemplo, us-central1
SUBNET: Una subred en la misma red de VPC que la subred que usaste en la configuración del clúster
ZONE: una zona en la región en la que creaste el clúster, por ejemplo, us-central1-c

Para obtener más información sobre cómo crear una VM, consulta Crea una instancia de VM en una subred específica.

Asigna roles de IAM

Otorga los siguientes roles de Identity and Access Management (IAM) a la cuenta de servicio predeterminada de Compute Engine:

Cliente de Kafka administrado (roles/managedkafka.client)
Creador de tokens de cuenta de servicio (roles/iam.serviceAccountTokenCreator)
Creador de tokens de OpenID para cuentas de servicio (roles/iam.serviceAccountOpenIdTokenCreator)

Console

En la Google Cloud consola de, dirígete a la página IAM.

Ir a IAM
Busca la fila de la cuenta de servicio predeterminada de Compute Engine y haz clic en Editar principal.
Haz clic en Agregar otro rol y selecciona el rol Cliente de Kafka administrado. Repite este paso para los roles Creador de tokens de cuenta de servicio y Creador de tokens de OpenID para cuentas de servicio.
Haz clic en Guardar.

gcloud

Para otorgar roles de IAM, usa el gcloud projects add-iam-policy-binding comando.

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:PROJECT_NUMBER-compute@developer.gserviceaccount.com" \
  --role=roles/managedkafka.client

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID\
  --member="serviceAccount:PROJECT_NUMBER-compute@developer.gserviceaccount.com" \
  --role=roles/iam.serviceAccountTokenCreator

gcloud projects add-iam-policy-binding PROJECT_ID \
  --member="serviceAccount:PROJECT_NUMBER-compute@developer.gserviceaccount.com" \
  --role=roles/iam.serviceAccountOpenIdTokenCreator

Reemplaza lo siguiente:

PROJECT_ID: Es el ID del proyecto.
PROJECT_NUMBER: Es el número de tu proyecto.

Para obtener el número de proyecto, ejecuta el gcloud projects describe comando:

gcloud projects describe PROJECT_ID

Para obtener más información, consulta Encuentra el nombre, el número y el ID del proyecto.

Conéctate a la VM

Usa SSH para conectarte a la instancia de VM.

Console

Ve a la página Instancias de VM.

Ir a Instancias de VM
En la lista de instancias de VM, busca el nombre de la VM y haz clic en SSH.

gcloud

Para conectarte a la VM, usa el gcloud compute ssh comando.

gcloud compute ssh VM_NAME \
  --project=PROJECT_ID \
  --zone=ZONE

Reemplaza lo siguiente:

VM_NAME: El nombre de la VM
PROJECT_ID: Es el ID del proyecto.
ZONE: La zona en la que creaste la VM

Es posible que se requiera configuración adicional para el uso de SSH por primera vez. Para obtener más información, consulta Acerca de las conexiones SSH.

Crea una aplicación de productor de Python

Desde tu sesión de SSH, ejecuta los siguientes comandos para crear una aplicación de productor.

Instala pip, un administrador de paquetes de Python y el administrador de entornos virtuales:
```
sudo apt install python3-pip -y
sudo apt install python3-venv -y
```

Crea un entorno virtual (venv) nuevo y actívalo:

python3 -m venv kafka
source kafka/bin/activate

Instala el cliente de confluent-kafka y otras dependencias:

pip install confluent-kafka google-auth urllib3 packaging

Copia el siguiente código de cliente de productor en un archivo llamado producer.py

import confluent_kafka
import argparse
from tokenprovider import TokenProvider

parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('-b', '--bootstrap-servers', dest='bootstrap', type=str, required=True)
parser.add_argument('-t', '--topic-name', dest='topic_name', type=str, default='example-topic', required=False)
parser.add_argument('-n', '--num_messages', dest='num_messages', type=int, default=1, required=False)
args = parser.parse_args()

token_provider = TokenProvider()

config = {
    'bootstrap.servers': args.bootstrap,
    'security.protocol': 'SASL_SSL',
    'sasl.mechanisms': 'OAUTHBEARER',
    'oauth_cb': token_provider.get_token,
}

producer = confluent_kafka.Producer(config)

def callback(error, message):
    if error is not None:
        print(error)
        return
    print("Delivered a message to {}[{}]".format(message.topic(), message.partition()))

for i in range(args.num_messages):

  message = f"{i} hello world!".encode('utf-8')
  producer.produce(args.topic_name, message, callback=callback)

producer.flush()

Ahora necesitas una implementación del proveedor de tokens de OAuth. Guarda el siguiente código en un archivo llamado tokenprovider.py:

import base64
import datetime
import http.server
import json
import google.auth
from google.auth.transport.urllib3 import Request
import urllib3
import time

def encode(source):
  """Safe base64 encoding."""
  return base64.urlsafe_b64encode(source.encode('utf-8')).decode('utf-8').rstrip('=')

class TokenProvider(object):
  """
  Provides OAuth tokens from Google Cloud Application Default credentials.
  """
  HEADER = json.dumps({'typ':'JWT', 'alg':'GOOG_OAUTH2_TOKEN'})

  def __init__(self, **config):
    self.credentials, _project = google.auth.default()
    self.http_client = urllib3.PoolManager()

  def get_credentials(self):
    if not self.credentials.valid:
      self.credentials.refresh(Request(self.http_client))
    return self.credentials

  def get_jwt(self, creds):
    token_data = dict(
      exp=creds.expiry.replace(tzinfo=datetime.timezone.utc).timestamp(),
      iat=datetime.datetime.now(datetime.timezone.utc).timestamp(),
      iss='Google',
      sub=creds.service_account_email
    )
    return json.dumps(token_data)

  def get_token(self, args):
    creds = self.get_credentials()
    token = '.'.join([
      encode(self.HEADER),
      encode(self.get_jwt(creds)),
      encode(creds.token)
    ])

    # compute expiry time
    expiry_utc = creds.expiry.replace(tzinfo=datetime.timezone.utc)
    now_utc = datetime.datetime.now(datetime.timezone.utc)
    expiry_seconds = (expiry_utc - now_utc).total_seconds()

    return token, time.time() + expiry_seconds

Ya puedes ejecutar la aplicación:

python producer.py -b bootstrap.CLUSTER_ID.REGION.managedkafka.PROJECT_ID.cloud.goog:9092

Limpia

Sigue estos pasos para evitar que se apliquen cargos a tu Google Cloud cuenta de por los recursos que usaste en esta página.

Console

Borra la instancia de VM.
1. Ve a la página Instancias de VM.
  
  Ir a Instancias de VM
2. Selecciona la VM y haz clic en Borrar.
Borra el clúster de Kafka.
1. Ve a la página Managed Service para Apache Kafka > Clústeres.
  
  Ir a los clústeres
2. Selecciona el clúster de Kafka y haz clic en Borrar.

gcloud

Para borrar la VM, usa el gcloud compute instances delete comando.
```
gcloud compute instances delete VM_NAME --zone=ZONE
```

Para borrar el clúster de Kafka, usa el gcloud managed-kafka clusters delete comando.

gcloud managed-kafka clusters delete CLUSTER_ID \
  --location=REGION --async

¿Qué sigue?

Apache Kafka® es una marca registrada de The Apache Software Foundation o sus afiliados de Estados Unidos y otros países.