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Die Infrastruktur ist ein wichtiger Bestandteil des Softwareentwicklungsprozesses, da sie direkt für den reibungslosen Betrieb einer Softwareanwendung verantwortlich ist. Server, Load Balancer, Firewalls, Datenbanken und komplizierte Container-Cluster sind Beispiele für Infrastruktur.
Da Infrastrukturschwierigkeiten den gesamten Entwicklungsprozess durchziehen, sind sie über Produktionssituationen hinaus relevant.
Dazu gehören unter anderem CI/CD-Plattformen, Staging-Umgebungen und Testtools.
Mit zunehmender Komplexität des Softwareprodukts werden diese Infrastrukturherausforderungen kritischer. Die traditionelle Technik der manuellen Verwaltung der Infrastruktur wird schnell zu einer nicht skalierbaren Lösung, die den Anforderungen der heutigen DevOps-basierten schnellen Softwareentwicklungszyklen entspricht.
Infolgedessen ist Infrastructure as Code (IaC) heute die De-facto-Entwicklungslösung. Infrastructure as Code (IaC) ermöglicht es Ihnen, Infrastrukturänderungen zu skalieren und zu verfolgen, sobald sie auftreten.
Wir werden uns in diesem Artikel Infrastructure as Code genauer ansehen, einschließlich seiner Vorteile, warum es wichtig ist, und mehr. Also lasst uns anfangen.
Was ist das Infrastruktur als Code?
Infrastruktur als Code ist der Prozess der Bereitstellung und Konfiguration einer Umgebung mithilfe von Code, anstatt die entsprechenden Geräte und Systeme manuell zu konfigurieren. Entwickler führen Skripte aus, nachdem sie Codeparameter definiert haben, und die IaC-Plattform generiert automatisch die Cloud-Infrastruktur.
Solche automatisierten IT-Konfigurationen ermöglichen es Teams, schnell die erforderliche Cloud-Umgebung zum Testen und Ausführen ihres Produkts zu erstellen. Infrastructure as Code ermöglicht es Entwicklern, beliebige Infrastrukturkomponenten zu konstruieren, z. B. Netzwerke, Load Balancer, Datenbanken, virtuelle Maschinen und Verbindungsarten.
Einfach ausgedrückt handelt es sich um den Prozess der Bereitstellung und Verwaltung der Infrastruktur, die mithilfe von Code und nicht von Hand angegeben wird. IaC ist auch eine wichtige DevOps-Technik, die für einen schnelllebigen Lebenszyklus der Softwarebereitstellung erforderlich ist.
Es ermöglicht DevOps-Teams, die Infrastruktur schnell auf die gleiche Weise zu erstellen und zu versionieren, wie der Quellcode versioniert wird, und diese Versionen zu verfolgen, um Inkonsistenzen zwischen IT-Umgebungen zu minimieren, die während der Bereitstellung zu großen Problemen führen können.
Deklarative vs. imperative Ansätze für IaC
IaC kann auf zwei Arten angegangen werden: deklarativ oder imperativ.
Ein IaC-Tool richtet das System für Sie ein, wenn Sie einen deklarativen Ansatz verwenden, der den beabsichtigten Zustand des Systems beschreibt, einschließlich der von Ihnen benötigten Ressourcen und aller Eigenschaften, die sie haben sollten.
Ein deklarativer Ansatz verfolgt auch den aktuellen Zustand Ihrer Systemobjekte, wodurch die Ausfallzeiten Ihrer Infrastruktur einfacher verwaltet werden können. Eine imperative Methode hingegen beschreibt die speziellen Anweisungen, die in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden müssen, um die beabsichtigte Konfiguration zu erstellen.
Viele IaC-Technologien verwenden einen deklarativen Ansatz zur Bereitstellung der Infrastruktur und tun dies automatisch. Ein deklaratives IaC-Tool wendet für Sie Änderungen am gewünschten Zustand an, wenn Sie diese vornehmen. Sie müssen herausfinden, wie Sie diese Anpassungen anwenden, wenn Sie ein wichtiges Tool verwenden. IaC-Tools sind häufig in der Lage, in beiden Modi zu arbeiten, obwohl sie einen dem anderen vorziehen.
Wie funktioniert Infrastruktur als Code?
Um die Infrastruktur vollständig als Code zu implementieren, müssen einige Anforderungen erfüllt sein.
Eine Plattform für Cloud-Hosting als Service (IaaS)
Die erste und wichtigste Anforderung ist das Remote-Access-Hosting. Das Konfigurationsmanagement-Tool muss sich mit dem Remote-Host verbinden und dort Änderungen vornehmen. Ihr Team muss sicherstellen, dass das Konfigurationsverwaltungstool Zugriff hat, wenn die entfernte Infrastruktur selbst verwaltet wird.
APIs auf der IaaS-fähigen Cloud-Hosting-Plattform ermöglichen es Kunden, Infrastrukturressourcen nach Bedarf aufzubauen, zu entfernen und zu ändern. Konfigurationsmanagementsysteme können diese APIs verwenden, um diese Aktivitäten noch weiter zu automatisieren. Digital Ocean, Amazon AWS und Microsoft Azure sind drei große IaaS-Systeme.
Eine Plattform für das Konfigurationsmanagement
Die Tool-Suite, die eine Verbindung zu den IaaS-APIs herstellt und typische Vorgänge automatisiert, ist die nächste Voraussetzung für die Vervollständigung von IaC. Eine Gruppe von Personen kann zusammenarbeiten, um eine Sammlung von Skripten und Werkzeugen zu erstellen. Es würde jedoch einen erheblichen Aufwand, laufende Wartung und eine minimale Kapitalrendite erfordern. Terraform, Ansible, Salt Stack und Chef sind nur einige der Open-Source-Tools zur Konfigurationsverwaltung, die diese Herausforderung bewältigen.
Versionskontrollsystem
Eine Konfigurationsmanagementplattform verwendet Textdateien, die in einer Auszeichnungssprache wie YAML geschrieben sind, um Aufgaben und Sequenzen bereitzustellen, die die Plattform ausführen soll. Diese Textdateien können als Anwendungscode behandelt und in einem Versionskontroll-Repository gespeichert werden. Pull-Requests und Code-Reviews sind im Repository erlaubt, das als Single Point of Truth fungiert. Am bekanntesten ist das Versionskontrollsystem Git.
Stellen Sie sich mit diesen Voraussetzungen das folgende Szenario vor: Ein Entwickler möchte einem System einen neuen Anwendungsdienst hinzufügen. Dieses Beispiel veranschaulicht einen IaC-Prozess.
- In seiner bevorzugten Konfigurationsverwaltungsplattform Terraform ändert der Entwickler eine YAML-Konfigurationstextdatei. Die Änderungen besagen, dass ein neuer Hosting-Server erforderlich ist.
- Im Git-Repository schreibt der Entwickler Änderungen an einen Feature-Branch. Der Entwickler erstellt eine Pull-Anforderung, da das Git-Repository des Projekts auf Bitbucket gehostet wird. Ein anderes Teammitglied sieht sich den Pull-Request an und bemerkt die neuen Infrastrukturverbesserungen. Die Pull-Anforderung wird von einem Teammitglied genehmigt und der Entwickler integriert die Änderung in den Hauptzweig des Repositorys.
- Die Konfigurationsplattform wird in diesem Schritt benötigt, um ein Update durchzuführen. Der Entwickler kann das Update manuell initiieren. Da das Team Bitbucket verwendet, hat es Zugriff auf Bitbucket-Pipelines und kann eine zur Automatisierung dieses Verfahrens verwenden.
- Terraform stellt nach der Ausführung eine Verbindung zum IaaS des Teams her. Terraform verwendet die IaaS-API, um eine Folge von Befehlen auszuführen, die das IaaS auf die erwartete Infrastrukturkonfiguration aktualisieren.
IaC-Vorteile
IaC unterstützt Unternehmen bei der Verwaltung ihrer IT-Infrastrukturanforderungen auf vielfältige Weise durch automatisierte Verfahren. Einige der Vorteile der Installation von IaC sind wie folgt:
- Konsistenz: IaC kann die Konsistenz erhöhen und Fehler verringern, die häufig bei manuellen Einstellungen auftreten. Es verhindert auch eine Konfigurationsdrift, die während einer manuellen Operation auftreten könnte. Mit IaC können Sie undokumentierte Ad-hoc-Konfigurationsänderungen verhindern, indem Sie Ihre Konfigurationsstandards kodifizieren und dokumentieren.
- Effizienz: Durch die Codierung Ihrer Infrastruktur wird eine Bereitstellungsvorlage erstellt, die die Systemkonfiguration, Wartung und Verwaltung vereinfacht. Es baut eine flexible, wiederholbare und skalierbare Infrastruktur auf. Infolgedessen kann DevOps jede Phase der Softwareentwicklung beschleunigen, was dazu führt, dass täglich mehr Apps veröffentlicht werden.
- Reduzierte Kosten: IaC ermöglicht die programmgesteuerte Verwaltung virtueller Maschinen, sodass keine manuelle Hardwarekonfiguration und Upgrades mehr erforderlich sind. Mit demselben Code kann ein Bediener eine Maschine oder 1000 Einheiten installieren und verwalten. Dadurch werden weniger Mitarbeiter und keine neue Ausrüstung mehr benötigt, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.
- Geschwindigkeit: IaC reduziert die Zeit, die Entwickler benötigen, um ihre Infrastruktur bereitzustellen, indem es sie in ein einfaches Skript umwandelt. Dadurch wird die Bereitstellung von Anwendungen nicht mehr durch die Infrastruktur verzögert, und neue Software kann erheblich schneller bereitgestellt werden.
- Risiko reduzieren: Wie IaC ermutigt Versionskontrolle, können Ihre Konfigurationsdateien wie jede andere Software-Quellcodedatei nachverfolgt werden. Infolgedessen wird das Risiko reduziert.
Welches Problem löst IaC?
Infrastructure as Code wurde erstellt, um das Problem der Drift der Release-Pipeline-Umgebung anzugehen. Ohne IaC sind die Teams für die Pflege der Einstellungen jeder Bereitstellungsumgebung verantwortlich. Jede Umgebung entwickelt sich zu einer Schneeflocke, einer einzigartigen Anordnung, die nicht automatisch repliziert werden kann.
Während der Bereitstellung verursacht Inkonsistenz zwischen Umgebungen Probleme. Snowflakes erfordern manuelle Vorgänge, die schwer zu verwalten sind und zu Fehlern bei der Verwaltung und Wartung der Infrastruktur beitragen.
Infrastructure as Code folgt der Idee der Idempotenz.
Idempotenz bezieht sich auf die Tatsache, dass ein Bereitstellungsbefehl die Zielumgebung immer auf die gleiche Weise konfiguriert, unabhängig vom Anfangszustand der Umgebung. Idempotenz wird erreicht, indem entweder automatisch ein vorhandenes Ziel festgelegt oder das vorhandene Ziel verworfen und von vorne begonnen wird.
Infolgedessen ändern Teams mithilfe von IaC die Umgebungsbeschreibung und Version des Konfigurationsmodells, das häufig in gut dokumentierten Codeformaten wie JSON geschrieben ist. Das Modell wird in der Release-Pipeline ausgeführt, um Zielumgebungen einzurichten. Das Team bearbeitet die Quelle, nicht das Ziel, wenn es Änderungen vornehmen muss.
Wie wichtig ist IaC in DevOps?
Die Implementierung von DevOps und Continuous Integration/Continuous Delivery (CI/CD)-Methoden erfordert den Einsatz von IaC. Es entlastet Entwickler von den meisten Bereitstellungsaufgaben und ermöglicht ihnen, einfach ein Skript auszuführen, um ihre Infrastruktur zum Laufen zu bringen.
Dadurch werden Anwendungsbereitstellungen nicht blockiert, während die Infrastruktur aufgebaut wird, und Systemadministratoren werden nicht mit zeitaufwändigen manuellen Aufgaben belastet. Von der Integration und dem Testen bis hin zur Bereitstellung und Bereitstellung verlässt sich CI/CD auf eine konstante Automatisierung und kontinuierliche Überwachung während des gesamten Anwendungslebenszyklus. Damit die Automatisierung funktioniert, ist eine konstante Umgebung erforderlich.
Wenn das Entwicklungsteam Apps bereitstellt oder Umgebungen auf eine Weise konfiguriert und das Betriebsteam die Umgebung auf eine andere Weise installiert und konfiguriert, ist eine Automatisierung der Anwendungsbereitstellung nicht möglich.
Eine DevOps-Methodik bringt Entwicklungs- und Betriebsteams in Einklang, was zu weniger Fehlern, manuellen Bereitstellungen und Inkonsistenzen führt. Da sowohl Entwicklungs- als auch Betriebsteams dieselbe Beschreibung der Anwendungsbereitstellung verwenden können, hilft Ihnen IaC bei der Synchronisierung von Entwicklung und Betrieb und ermöglicht so einen DevOps-Ansatz.
Jede Umgebung, einschließlich Ihrer Produktionsumgebung, sollte dieselbe Bereitstellungsmethode verwenden. Jedes Mal, wenn IaC verwendet wird, wird eine identische Umgebung erstellt.
Zusammenfassung
DevOps ist stark auf Infrastruktur als Code angewiesen. Infrastructure as Code ist der natürliche nächste Schritt, um Ihren Betrieb in einer Welt, in der disruptive Technologien den IT-Sektor ständig verändern, zukunftsfähig zu machen.
Es ermöglicht Ihnen, das volle Potenzial von auszuschöpfen Cloud Computing, reduziert Fehler im Zusammenhang mit der manuellen Verwaltung der IT-Infrastruktur und verbessert die Geschwindigkeit, mit der Software entwickelt wird. All dies wird erreicht, während die Betriebskosten gesenkt werden.
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