基础设施是软件开发过程的重要组成部分,因为它直接负责软件应用程序的顺利运行。 服务器、负载均衡器、防火墙、数据库和复杂的容器集群都是基础设施的例子。
由于基础设施困难遍及整个开发过程,因此它们与生产情况无关。
它们包括 CI/CD 平台、登台环境和测试工具等。
随着软件产品复杂性的增加,这些基础设施挑战变得更加关键。 手动管理基础设施的传统技术迅速成为一种不可扩展的解决方案,以满足当今基于 DevOps 的快速软件开发周期的愿望。
因此,基础架构即代码 (IaC) 已成为当今事实上的开发解决方案。 基础架构即代码 (IaC) 使您能够在基础架构更改出现时对其进行扩展和跟踪。
在这篇文章中,我们将仔细研究基础设施即代码,包括它的好处、它为何如此重要等等。 那么,让我们开始吧。
什么是 基础架构即代码?
基础设施即代码是使用代码提供和配置环境的过程,而不是手动配置适当的设备和系统。 开发者定义代码参数后运行脚本,IaC平台自动生成云基础设施。
这种自动化的 IT 配置允许团队快速构建必要的云设置来测试和运行他们的产品。 基础设施即代码使开发人员能够构建他们想要的任何基础设施组件,例如网络、 负载平衡器、数据库、虚拟机和连接类型。
用外行的话来说,它是提供和管理使用代码而不是手动指定的基础设施的过程。 IaC 也是一项重要的 DevOps 技术,是快节奏的软件交付生命周期所必需的。
它允许 DevOps 团队以与源代码版本化相同的方式快速构建和版本化基础设施,并跟踪这些版本以最大限度地减少 IT 环境之间的不一致,这可能会在部署过程中导致重大问题。
IaC 的声明式与命令式方法
可以通过两种方式处理 IaC:声明式或命令式。
如果您使用声明性方法,IaC 工具将为您设置系统,该方法描述了系统的预期状态,包括您需要什么资源以及它们应该具备的任何品质。
声明式方法还可以跟踪系统对象的当前状态,从而更轻松地管理基础设施的停机时间。 另一方面,命令式方法概述了必须以正确顺序执行以创建预期配置的特定指令。
许多 IaC 技术使用声明性方法来供应基础设施,并且会自动完成。 如果您进行修改,声明性 IaC 工具将为您应用所需状态的修改。 如果您使用的是基本工具,则需要了解如何应用这些调整。 IaC 工具通常能够在两种模式下运行,尽管它们更喜欢其中一种。
基础设施即代码如何工作?
要完全实现基础设施即代码,必须满足一些要求。
云托管即服务 (IaaS) 平台
第一个也是最重要的需求是远程访问托管。 配置管理工具必须连接到远程主机并在那里进行更改。 如果远程基础设施是自我管理的,您的团队必须保证配置管理工具具有访问权限。
支持 IaaS 的云托管平台上的 API 使客户能够按需构建、删除和更改基础架构资源。 配置管理系统可以使用这些 API 来进一步自动化这些活动。 Digital Ocean、亚马逊AWS和微软Azure是三大IaaS系统。
配置管理平台
连接到 IaaS API 并自动执行典型操作的工具套件是完成 IaC 的下一个先决条件。 一群人可以一起工作来生成脚本和工具的集合。 然而,它需要大量的努力、持续的维护和最低限度的投资回报。 Terraform、Ansible、Salt Stack 和 Chef 只是应对这一挑战的几个开源配置管理工具。
版本控制系统
配置管理平台使用以 YAML 等标记语言编写的文本文件来提供任务和序列供平台执行。 这些文本文件可以被视为应用程序代码并存储在版本控制存储库中。 存储库中允许拉取请求和代码审查,这是一个单一的事实点。 版本控制系统 Git 是最流行的。
具备这些先决条件后,请考虑以下场景:开发人员希望向系统添加新的应用程序服务。 此示例说明了 IaC 流程。
- 在他们首选的配置管理平台 Terraform 中,开发人员修改了 YAML 配置文本文件。 更改表明需要新的托管服务器。
- 在 Git 存储库中,开发人员将更改提交到功能分支。 由于项目的 Git 存储库托管在 Bitbucket 上,因此开发人员创建了一个拉取请求。 团队的另一位成员查看拉取请求并注意到新的基础架构改进。 拉取请求由团队成员批准,开发人员将更改集成到存储库的主分支中。
- 此步骤需要配置平台才能执行更新。 开发人员可以手动启动更新。 由于团队使用 Bitbucket,他们可以访问 Bitbucket Pipelines,并可以利用其中一个来自动化此过程。
- Terraform 在执行后连接到团队的 IaaS。 Terraform 使用 IaaS API 运行一系列命令,将 IaaS 更新为预期的基础设施配置。
IAC 的好处
IaC 通过自动化程序以多种方式帮助组织管理其 IT 基础架构需求。 安装 IaC 的一些好处如下:
- 一致性:IaC 可以提高一致性并减少手动设置期间经常发生的错误。 它还可以防止在手动操作期间可能发生的配置漂移。 IaC 允许您通过编纂和记录配置标准来防止未记录的临时配置修改。
- 效率:对基础架构进行编码会创建一个供应模板,使系统配置、维护和管理更加容易。 它构建了一个灵活、可重复和可扩展的基础架构。 因此,DevOps 可以加快软件开发的每个阶段,从而每天发布更多的应用程序。
- 降低成本:IaC 支持以编程方式管理虚拟机,无需手动硬件配置和升级。 使用相同的代码,一名操作员可以安装和管理一台机器或 1000 台机器。 因此,需要的员工更少,也不再需要新设备,从而节省了大量成本。
- 速度:IaC 通过将其转换为简单的脚本,减少了开发人员提供基础设施所需的时间。 因此,应用程序部署不再因基础设施而延迟,并且可以更快地交付新软件。
- 降低风险:正如 IaC 所鼓励的那样 版本控制,您的配置文件,就像任何其他软件源代码文件一样,可以被跟踪。 结果,风险降低。
IaC 解决了什么问题?
创建基础设施即代码是为了解决发布管道环境漂移的问题。 如果没有 IaC,团队负责维护每个部署环境的设置。 每个环境都演变成一片雪花,一种无法自动复制的独一无二的安排。
在部署期间,环境之间的不一致会导致问题。 雪花需要手动操作,这些操作难以管理,并且会导致基础设施管理和维护中的错误。
基础设施即代码坚持幂等性的思想。
幂等性是指部署命令总是以相同的方式配置目标环境,而不管环境的开始状态如何。 幂等性是通过自动设置现有目标或解除现有目标并重新开始来实现的。
因此,使用 IaC,团队可以修改配置模型的环境描述和版本,这些配置模型通常以 JSON 等文档化的代码格式编写。 该模型在发布管道中运行以设置目标环境。 如果需要进行更改,团队将编辑源而不是目标。
IaC 在 DevOps 中的重要性?
实施 DevOps 和持续集成/持续交付 (CI/CD) 方法需要使用 IaC。 它减轻了开发人员的大部分供应责任,允许他们只运行一个脚本来启动和运行他们的基础设施。
因此,在构建基础架构时应用程序部署不会停滞不前,系统管理员也不会承担耗时的手动任务。 从集成和测试到交付和部署,CI/CD 依赖于整个应用程序生命周期中的持续自动化和持续监控。 自动化工作需要一个恒定的环境。
当开发团队以一种方式交付应用程序或配置环境而运营团队以不同的方式安装和配置环境时,自动化应用程序部署是不可能的。
DevOps 方法使开发和运营团队保持一致,从而减少错误、手动部署和不一致。 因为开发和运营团队都可以使用相同的应用程序部署描述,所以 IaC 可以帮助您同步开发和运营,从而实现 DevOps 方法。
每个环境,包括您的生产环境,都应该遵循相同的部署方法。 每次使用 IaC 时,都会创建一个相同的环境。
结论
DevOps 严重依赖基础设施即代码。 在颠覆性技术不断改变 IT 行业的世界中,基础设施即代码是使您的运营面向未来做好准备的自然下一步。
它使您能够充分发挥 云计算,减少与手动 IT 基础架构管理相关的错误,并提高软件开发速度。 所有这些都是在降低运营费用的同时实现的。
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