GCP IP Address 經常是分配給 GCP VM Instance、GCP Load-Balancer、Cloud NAT 使用，讓他們可以和 GCP 其他雲端資源，或者是外部公共網路上的系統通訊。IP Address 種類劃分也蠻多的，會使用以下種類來描述不同的類型：
Internal IP Address <=> External IP Address
Private IP Address <=> Public IP Address
Ephemeral IP Address <=> Static IP Address
Regional IP Address <=> Global IP Address
在使用 IP Address 也常發生一些使用上的疏忽，例如一直 reserve IP 卻沒有使用它，因為 IP 算是稀有資源，如果有保留固定 IP ，就算沒有使用還是會持續計費的，而且會更貴！

可以參考下圖，了解 GCP IP Address 的基本分類關係：

Internal IP Address

Internal IP Address 是無法訪問外部 Internet 的，為 VPC 的內部 IP，承上圖也可知道 Internal IP Address 在設定時會需要指定 VPC 和 Subnet。若要自己寫指定 IP ，範圍當然要在 Subnet 範圍內，只要 Static-Internal-IP 之後，該 Address 便會從 dynamic allocation pool 中剔除，不會再被隨機分配使用直到重新釋放。

當使用 VPC Peering 之後，或者是 On-Premises 地端網路加上 Cloud VPN 、 Cloud Interconnect 等等後連上 VPC 後，因為都視為一個相同的網路，故都可以用 Internal IP Address 來相互通訊。

Internal IP Address 包含 Private Address，另外還多加了 Privately Used Public Address 的功能，詳細的 IP 範圍和解釋可以參考 Valid Ranges ; 而所有 Private Address 都是 Internal IP Address。

承上敘述，可以知道基本上 Private IP Address 是 Internal IP Address 的 Subset ，因為 Internal IP Address 包含的範圍更大，這也是經常搞混的差異。

External IP address

External IP Address 是公開的(advertised)，所以可以被外網 Internet 訪問。因為會分配給需要被 VPC 外部網路訪問的雲端資源，故其 Address 不能被 Private Networks 所保留，即不能是RFC 1918保留地址：

10.0.0.0/8
172.16.0.0/12
192.168.0.0/16

External IP address 可由 GCP 提供，也可以使用 bring your own IP (BYOIP)的方式，將自己的 on-premises 地端網路 IP 位址帶到 Google。

GCP 的文檔描述看完後，發現其實 Public IP Address 和 External IP Address 基本是兩個一樣的敘述，可以先當成一樣的東西。

Regional and global IP addresses

當我們把 GCP Project 中的 IP Addresses 列出來時， GCP 會把 Addresses 標上 Global 或者 Regional 來表示這個 IP 是如何被使用的，例如說當 IP 是被使用在一個 Regional 的 VM 時， IP 也會被標記成 Regional 像是 us-east4 、europe-west2。承上圖，也可以發現只有在 External 類型才會需要設定 Regional/Global。

Ephemeral and Static IP Addresses

一般來說建立 VM 後，Internal IP 預設是會從 Subnet 中隨機賦予一個 IP 給 VM ，這個就是 Internal IP 。 VM 在 Stop 或 Restart 都還是會 Reserve 保留著 IP，把機器刪除後才會 Release 釋出 IP。

如果 VM Instance 被刪除後再重新創建，基本上是會被分配一個全新的 Internal IP 的，如果希望 Internal IP 固定的話，可以:

建立並 Reserve 一個 static internal IP，然後分配給 VM
把一個正在使用的臨時 internal IP( ephemeral internal IP)，升級成 static internal IP

同理預設 VM 的 External IP 也為暫時的(Ephemeral)，同樣如果希望 External IP 固定的話，也可以把它 Static 化。

刪除 vm 不會自動釋放使用者自己 Static-IP 。必須手動刪除

以下為 2024/06 查詢到的計費價格：

功能	花費
外部 IP – Standard VM	$0.005/小時
Unused External Static IP	$0.0131/小時

注意，若有保留 Static-External-IP ，卻沒有使用的話，價格還會更高喔!

GCP 每個 VM 創建時，都會分配一個 Internal IP，並且也可以選擇是否附加 External IP。不管是 Internal IP 或者是 External IP 其實都可以 static 化，把它固定下來使之不會變動。

Practice

有一個服務需要 open to everyone，若不希望當服務崩潰刪除重啟後 IP 會改變，因為這樣還需要在去 DNS server 上更改 IP 地址，而且還進一步要求不要有 downtime，那應該怎麼做才是 minimal cost and setup 呢？
A. Create a script that updates the IP address for the domain when the server crashes or is replaced.
B. Reserve a static internal IP address, and assign it using Cloud DNS.
C. Reserve a static external IP address, and assign it using Cloud DNS. (O)

A. 要編寫腳本來監控和更新 DNS 記錄。雖然可以自動化更新，但因為 DNS 更新不是即時生效的(TTL)，這不符合要避免 downtime 的需求。

B. static internal IP 只能在 VPC 內部使用，不能公開訪問。

C. 而 static external IP 與 Cloud DNS 結合使用，就不需要更改 DNS 記錄，這種方法提供了一個簡單、穩定的解決方案，並且避免了停機時間。

Vocabulary

ephemeral[ɪˋfɛmərəl] :

adj.短暫的

ephemeral IP 是臨時 ip 的意思，和 ethereal [ɪˋθɪrɪəl] 意思相近。

on-premises[ˋprɛmɪsɪz] :

n. 地端

相反是雲端 cloud，不要唸成 promise [ˋprɑmɪs] 承諾

GCP - IP addresses 概述