Инфраструктура как код: эволюция управления облачной инфраструктурой

Инфраструктура как код (IaC) — новаторский подход к управлению инфраструктурой, который обещает революционизировать способы развертывания и обслуживания облачных ресурсов.

Предприятия все больше зависят от облачных сервисов для повышения эффективности, масштабируемости и оптимизации операций в быстро развивающуюся цифровую эпоху. Потребность в эффективном управлении ресурсами возросла, поскольку облако стало важной частью современной ИТ-инфраструктуры. Давайте представим «Инфраструктура как код» (IaC) — новаторский метод управления инфраструктурой, который фундаментально изменит способы развертывания и управления облачными ресурсами. Инфраструктура как код стала основой современного управления облачной инфраструктурой, позволяя предприятиям повысить автоматизацию, эффективность и масштабируемость, одновременно снижая операционные риски и сложность, связанные с ручной настройкой.

Что такое инфраструктура как код?

Используя код, разработчики и системные администраторы могут управлять и предоставлять облачные ресурсы, используя те же методы разработки программного обеспечения, которые они используют для управления и предоставления любых других программных приложений. IaC позволяет командам определять эти ресурсы и управлять ими с помощью декларативного или императивного кода, который затем можно контролировать версиями, тестировать и автоматически развертывать. Это избавляет команды от необходимости вручную настраивать серверы, сети, базы данных и другие компоненты инфраструктуры.

Инфраструктура как код (IaC) — это практика и подход, используемые в разработке программного обеспечения для управления и предоставления ресурсов инфраструктуры. IaC позволяет разработчикам и системным администраторам определять свою инфраструктуру и управлять ею с помощью кода, как и любым другим программным приложением, вместо ручной настройки серверов, сетей, баз данных и других компонентов.

Идея инфраструктуры как услуги возникла из-за растущего спроса на более быстрое, надежное и масштабируемое управление инфраструктурой, особенно в облачных средах. Традиционные методы ручной настройки становятся неэффективными и подверженными ошибкам, поскольку предприятия все чаще используют виртуализированную инфраструктуру и облачные сервисы. Внедряя автоматизацию, контроль версий и согласованность при предоставлении инфраструктуры, IaC решает эти проблемы.

Ключевые компоненты по мнению разработчиков компании DST Global инфраструктуры как кода

Код

В IaC инфраструктура представлена в виде кода, использующего язык программирования или формат файла конфигурации. Этот код определяет желаемое состояние инфраструктуры, определяя ресурсы, их конфигурации и отношения между ними.

Контроль версий

Рассматривая инфраструктуру как код, можно осуществлять контроль версий, подобно тому, как разработчики управляют кодом программного обеспечения. Это означает, что изменения в инфраструктуре можно отслеживать, просматривать и откатывать по мере необходимости, что способствует сотрудничеству и подотчетности.

Автоматизация

Одним из основных принципов IaC является автоматизация. Используя код для определения инфраструктуры, можно автоматизировать повторяющиеся и ручные задачи, снижая риск человеческих ошибок и экономя время и усилия.

Декларативная или императивная парадигма

IaC поддерживает как декларативный, так и императивный подходы. При декларативном подходе разработчики указывают желаемое конечное состояние инфраструктуры, а система определяет шаги для достижения этого состояния. Напротив, императивный подход предполагает определение точной последовательности шагов, необходимых для достижения желаемого состояния инфраструктуры.

Как работает инфраструктура как код

Определение

Инфраструктура определяется с помощью кода, написанного на предметно-ориентированном языке или в формате файла конфигурации. Популярные языки и форматы включают язык конфигурации HashiCorp (HCL) для Terraform, JSON или YAML для шаблонов AWS CloudFormation Azure Resource Manager и Python для Ansible.

Контроль версий и совместная работа

Код инфраструктуры хранится в системах контроля версий, таких как Git, что обеспечивает совместную работу членов команды, отслеживание изменений и предоставление истории изменений.

Непрерывная интеграция и развертывание (CI/CD)

IaC часто интегрируется в конвейеры CI/CD, где изменения в коде инфраструктуры автоматически тестируются и развертываются в различных средах, обеспечивая согласованность и надежность на протяжении всего жизненного цикла разработки.

Оркестровка и автоматизация

Инструменты IaC взаимодействуют с API-интерфейсами поставщиков облачных услуг для создания, изменения или удаления ресурсов, как указано в коде инфраструктуры. Эти инструменты обрабатывают зависимости ресурсов, организуют процесс предоставления и применяют необходимые изменения для достижения желаемого состояния инфраструктуры.

Ключевые принципы инфраструктуры как кода

Декларативный против императивного

IaC поддерживает как декларативную, так и императивную парадигмы. При декларативном подходе разработчики указывают желаемое конечное состояние инфраструктуры, а система определяет шаги для достижения этого состояния. Напротив, императивный подход предполагает определение точной последовательности шагов, необходимых для достижения желаемого состояния инфраструктуры.

Контроль версий

IaC рассматривает конфигурации инфраструктуры как код, что делает их доступными для систем контроля версий, таких как Git. Это позволяет командам отслеживать изменения, при необходимости возвращаться к предыдущим версиям и более эффективно сотрудничать.

Автоматизация

Автоматизация — это основной принцип инфраструктуры как кода. С помощью сценария процесса предоставления инфраструктуры можно исключить повторяющиеся задачи, снизить риск человеческой ошибки и сэкономить драгоценное время и ресурсы.

Воспроизводимость

Поскольку инфраструктура определена в коде, ее можно последовательно воспроизводить в различных средах, таких как разработка, тестирование и производство. Это обеспечивает согласованность и уменьшает проблему «работает на моей машине».

Инфраструктура как код (IaC) предполагает управление и предоставление ресурсов инфраструктуры с помощью кода. В IaC существуют две основные парадигмы, каждая из которых имеет свои ключевые принципы:

Декларативный подход

При декларативном подходе к IaC разработчики указывают желаемое конечное состояние инфраструктуры, не определяя явно шаги для его достижения. Система определяет, как достичь желаемого состояния на основе предоставленной конфигурации. Некоторые ключевые принципы декларативного подхода включают в себя:

А. Идемпотентность

Возможность многократного применения одной и той же конфигурации без возникновения непредвиденных побочных эффектов. При многократном применении результат остается тем же, что обеспечивает согласованность и позволяет избежать ненужных изменений.

Б. Государственное управление

Инструменты IaC поддерживают файл состояния, в котором отслеживается текущая конфигурация инфраструктуры. Этот файл позволяет инструменту понять различия между желаемым состоянием и текущим состоянием, позволяя применять только необходимые изменения.

C. Неизменяемая инфраструктура

В декларативном подходе инфраструктура считается неизменной. Вместо изменения существующих ресурсов создаются новые ресурсы с обновленными конфигурациями, а старые заменяются. Такая практика обеспечивает предсказуемость и упрощает процессы отката.

D. Управление зависимостями

Декларативные инструменты IaC автоматически обрабатывают зависимости между ресурсами. Они понимают взаимосвязи между различными компонентами инфраструктуры и соответствующим образом управляют порядком предоставления ресурсов.

Императивный подход

При императивном подходе к IaC разработчики явно определяют шаги и процедуры для достижения желаемого состояния инфраструктуры. Они определяют точную последовательность действий, необходимых для создания, изменения или удаления ресурсов. Некоторые ключевые принципы императивного подхода включают в себя:

А. Процессуальное определение

Разработчики определяют конкретные шаги и команды, необходимые для настройки инфраструктуры. Этот подход может напоминать традиционные сценарии или программирование.

Б. Гибкость и контроль

Императивный подход обеспечивает более детальный контроль над процессом настройки, позволяя разработчикам управлять сложными сценариями, которые нелегко реализовать с помощью декларативного подхода.

C. Ответственность за зависимости

В отличие от декларативного подхода, императивный IaC требует от разработчиков явного управления зависимостями ресурсов. Это может быть как преимуществом, так и проблемой, поскольку обеспечивает больший контроль, но также может привести к более сложным и подверженным ошибкам конфигурациям.

Стоит отметить, что многие инструменты IaC поддерживают как декларативную, так и императивную парадигмы, что позволяет пользователям выбирать наиболее подходящий подход для конкретных случаев использования. Кроме того, некоторые инструменты предлагают сочетание обеих парадигм, позволяя разработчикам использовать декларативный код для некоторых ресурсов и императивный код для других в одной и той же конфигурации.

Независимо от выбранного подхода, фундаментальные принципы «Инфраструктура как код» подчеркивают автоматизацию, контроль версий, согласованность и воспроизводимость. Эти принципы способствуют эффективному управлению инфраструктурой, сокращению ручных ошибок, улучшению совместной работы и позволяют организациям более эффективно масштабировать и адаптировать свою инфраструктуру в динамичной и быстро меняющейся облачной среде.

Преимущества инфраструктуры как кода

По мнению разработчиков DST Global инфраструктура как код (IaC) предлагает широкий спектр преимуществ, которые значительно улучшают управление и развертывание облачной инфраструктуры. Давайте рассмотрим некоторые ключевые преимущества внедрения практик IaC:

Ловкость и скорость

IaC обеспечивает быстрое и автоматизированное предоставление ресурсов инфраструктуры. С помощью всего лишь нескольких строк кода команды могут создавать и настраивать сложные среды, сокращая время, необходимое для развертывания, и ускоряя жизненный цикл разработки программного обеспечения. Такая гибкость позволяет предприятиям быстро реагировать на меняющиеся требования и запросы рынка.

Последовательность и стандартизация

Ручная настройка инфраструктуры может привести к несогласованности и смещению конфигурации между средами, вызывая проблемы во время развертываний. IaC гарантирует, что инфраструктура определяется и единообразно управляется в средах разработки, тестирования и производства. Такая стандартизация повышает надежность и снижает вероятность ошибок, вызванных различиями между установками.

Контроль версий и совместная работа

IaC рассматривает конфигурации инфраструктуры как код, что делает их доступными для систем контроля версий, таких как Git. Это позволяет командам отслеживать изменения, эффективно сотрудничать и вести историю изменений инфраструктуры. Разработчики могут работать параллельно, просматривать изменения и при необходимости возвращаться к предыдущим версиям, способствуя сотрудничеству и подотчетности.

Эффективность затрат

Традиционное обеспечение инфраструктуры может привести к избыточному выделению ресурсов или к тому, что ресурсы будут простаивать, когда они не используются. IaC позволяет улучшить управление ресурсами, гарантируя, что ресурсы выделяются только тогда, когда они необходимы, и отключаются, когда они больше не нужны. Такая оптимизация может привести к значительной экономии средств для организаций.

Улучшенное качество и уменьшенное количество ошибок

Ручная настройка подвержена человеческим ошибкам, которые могут привести к дорогостоящим простоям и простоям. IaC снижает риск неправильной настройки за счет автоматизации процесса установки и применения согласованных конфигураций. Автоматизированное тестирование также можно интегрировать в конвейер развертывания, чтобы выявить проблемы до того, как они повлияют на производственную среду, тем самым улучшая общее качество инфраструктуры.

Масштабируемость и гибкость

IaC позволяет легко масштабировать инфраструктуру в зависимости от спроса. В код можно включить конфигурации автоматического масштабирования для автоматической регулировки мощности ресурсов в соответствии с колебаниями трафика или рабочей нагрузки. Такая эластичность позволяет организациям эффективно справляться с различными уровнями использования.

Аварийное восстановление и воспроизводимость

IaC позволяет организациям быстро воссоздавать всю инфраструктуру в случае катастрофы. Сохраняя конфигурацию инфраструктуры в виде кода, процессы аварийного восстановления становятся более надежными и простыми. Кроме того, возможность точного воспроизведения сред обеспечивает согласованность между различными этапами разработки и снижает вероятность проблем с развертыванием.

Поддержка независимого поставщика и мультиоблачной среды

Многие инструменты IaC поддерживают несколько поставщиков облачных услуг, что упрощает управление инфраструктурой на разных платформах без привязки к поставщику. Такая гибкость позволяет организациям выбирать лучшие услуги от различных поставщиков облачных услуг, сохраняя при этом последовательный подход к управлению.

Безопасность и соответствие

IaC с самого начала поощряет использование лучших практик и стандартов безопасности. Кодифицируя конфигурации безопасности, средства управления доступом и требования соответствия, организации могут последовательно применять меры безопасности во всей своей инфраструктуре.

Документация и самодокументация

Код IaC служит актуальной и полной документацией по настройке инфраструктуры. Такая самодокументация помогает новым членам команды быстро понять архитектуру инфраструктуры и снижает зависимость от устаревшей отдельной документации.

Популярная инфраструктура как инструменты кода

Популярность инструментов «Инфраструктура как код» (IaC) неуклонно росла, и некоторые инструменты приобрели значительную популярность в отрасли. Хотя с тех пор эта ситуация, возможно, и изменилась, вот некоторые популярные инструменты IaC, которые широко использовались в то время:

Terraform

Terraform, разработанный HashiCorp, был одним из самых популярных и универсальных инструментов IaC. Это позволило пользователям определять, управлять и предоставлять ресурсы инфраструктуры различных поставщиков облачных услуг и даже в локальных средах. Язык декларативной конфигурации Terraform, HashiCorp Configuration Language (HCL), упростил описание сложных настроек инфраструктуры и хранение информации о состоянии.

AWS CloudFormation

CloudFormation, являющийся собственным инструментом IaC, предоставляемым Amazon Web Services (AWS), широко использовался клиентами AWS для автоматического и повторяемого определения и развертывания ресурсов инфраструктуры. Пользователи могут создавать шаблоны CloudFormation, используя JSON или YAML, для описания ресурсов AWS и их взаимосвязей.

Шаблоны Azure Resource Manager (ARM)

Для пользователей Microsoft Azure шаблоны ARM служили предпочтительным инструментом IaC. Эти шаблоны использовали JSON для определения ресурсов и конфигураций Azure, необходимых для развертывания приложения или инфраструктуры.

Менеджер по развертыванию Google Cloud

Для тех, кто использует Google Cloud Platform (GCP), Google Cloud Deployment Manager предлагает решение IaC. Это позволило пользователям определять и развертывать ресурсы GCP с использованием шаблонов YAML или Python.

Ansible

Хотя Ansible в первую очередь известен как инструмент управления конфигурацией и автоматизации, он также широко использовался для целей IaC. Ansible использовала «сборники пьес» на основе YAML для описания и автоматизации предоставления и настройки ресурсов инфраструктуры.

Pulumi

Pulumi был инструментом IaC, целью которого было создание современной платформы «инфраструктура как код». Он поддерживал несколько облачных провайдеров и языков программирования, позволяя пользователям определять инфраструктуру с помощью знакомых языков программирования, таких как Python, JavaScript, TypeScript и других.

Chef

Подобно Ansible, Chef изначально разрабатывался как инструмент управления конфигурацией, но имел возможности для автоматизации инфраструктуры. Для управления конфигурациями и развертываниями инфраструктуры использовались «поваренные книги» на базе Ruby.

SaltStack

SaltStack, часто называемый Salt, был еще одним популярным инструментом управления конфигурацией и автоматизации инфраструктуры, который позволял пользователям управлять ресурсами инфраструктуры, используя декларативный подход.

Jenkins

Конвейеры непрерывной интеграции и непрерывного развертывания (CI/CD) часто использовали Jenkins, известный сервер автоматизации с открытым исходным кодом. Хотя Jenkins не был исключительно инструментом IaC, он хорошо интегрировался с другими инструментами IaC и использовался вместе с ними для достижения полной автоматизации.

Облачные платформы DevOps

Помимо отдельных инструментов IaC, популярность также набирали облачные платформы DevOps, такие как AWS CodePipeline, Azure DevOps и Google Cloud Build. Эти платформы предлагали комплексные решения CI/CD, интегрированные с множеством инструментов IaC и другими сервисами DevOps.

Важно отметить, что среда IaC постоянно развивается, и со времени моего последнего обновления могли появиться или получить известность новые инструменты. Таким образом, всегда полезно проводить дальнейшие исследования и следить за последними тенденциями и разработками в области инфраструктуры как кода.

Заключение

В области управления облачной инфраструктурой технология «Инфраструктура как код» стала переломным моментом. IaC дает организациям возможность достичь более высокого уровня автоматизации, масштабируемости и надежности, рассматривая инфраструктуру как программное обеспечение, что в конечном итоге приводит к сокращению циклов разработки и повышению общей эффективности. Инфраструктура как код будет по-прежнему оставаться жизненно важным ресурсом для создания и обслуживания инфраструктуры будущего, поскольку предприятия продолжают внедрять облако. В заключение специалисты DST Global хотели бы подчеркнуть что «Инфраструктура как код» предлагает революционный способ управления облачной инфраструктурой, предлагающий множество преимуществ, таких как скорость, согласованность, экономичность, масштабируемость и повышенная безопасность. IaC превратился в важнейшую процедуру для успешного достижения этих целей, поскольку организации внедряют облако и стремятся оптимизировать свою деятельность и развитие.