基礎設施是軟件開發過程的重要組成部分,直接關係到軟件應用程序的順利運行。 服務器、負載均衡器、防火牆、數據庫和復雜的容器集群都是基礎設施的示例。
由於基礎設施困難貫穿於整個開發過程,因此它們與生產情況無關。
其中包括 CI/CD 平台、暫存環境和測試工具等。
隨著軟件產品複雜性的增加,這些基礎設施挑戰變得更加嚴峻。 手動管理基礎設施的傳統技術很快就成為一種不可擴展的解決方案,以滿足當今基於 DevOps 的快速軟件開發週期的願望。
因此,基礎設施即代碼 (IaC) 已成為當今事實上的開發解決方案。 基礎設施即代碼 (IaC) 使您能夠在基礎設施發生變化時進行擴展和跟踪。
我們將在本文中仔細研究基礎設施即代碼,包括它的好處、為什麼它如此重要等等。 那麼,讓我們開始吧。
是什麼 基礎架構即代碼?
基礎設施即代碼是使用代碼提供和配置環境的過程,而不是手動配置適當的設備和系統。 開發者定義代碼參數後運行腳本,IaC平台自動生成雲基礎設施。
這種自動化的 IT 配置允許團隊快速構建測試和運行其產品所需的雲設置。 基礎設施即代碼使開發人員能夠構建他們想要的任何基礎設施組件,例如網絡、 負載均衡器、數據庫、虛擬機和連接類型。
通俗地說,它是使用代碼而不是手動提供和管理指定的基礎設施的過程。 IaC 也是快節奏的軟件交付生命週期所需的一項重要的 DevOps 技術。
它允許 DevOps 團隊以與源代碼版本控制相同的方式快速構建和版本化基礎架構,並跟踪這些版本以最大限度地減少 IT 環境之間的不一致,這種不一致可能會在部署期間導致重大問題。
IaC 的聲明式與命令式方法
IaC 可以通過兩種方式實現:聲明式或命令式。
如果您使用聲明性方法,IaC 工具將為您設置系統,該方法描述系統的預期狀態,包括您需要哪些資源以及它們應具有的任何品質。
聲明性方法還可以跟踪系統對象的當前狀態,從而更輕鬆地管理基礎設施的停機時間。 另一方面,命令式方法概述了必須以正確的順序執行以創建預期配置的特定指令。
許多 IaC 技術使用聲明式方法來配置基礎設施,並且會自動完成。 如果您進行修改,聲明性 IaC 工具會將修改應用到您所需的狀態。 如果您使用的是基本工具,則需要了解如何應用這些調整。 IaC 工具通常能夠在兩種模式下運行,儘管它們更傾向於其中一種模式。
基礎設施即代碼如何工作?
要完全實現基礎設施即代碼,必須滿足一些要求。
雲託管即服務 (IaaS) 平台
第一個也是最重要的需求是遠程訪問託管。 配置管理工具必須連接到遠程主機並在那裡進行更改。 如果遠程基礎設施是自我管理的,您的團隊必須保證配置管理工具可以訪問。
支持 IaaS 的雲託管平台上的 API 使客戶能夠按需構建、刪除和更改基礎設施資源。 配置管理系統可以使用這些 API 進一步自動化這些活動。 Digital Ocean、亞馬遜AWS和微軟Azure是三大IaaS系統。
配置管理平台
連接到 IaaS API 並自動執行典型操作的工具套件是完成 IaC 的下一個先決條件。 一群人可以一起工作來製作一組腳本和工具。 然而,它需要大量的努力、持續的維護和最低的投資回報。 Terraform、Ansible、Salt Stack 和 Chef 只是應對這一挑戰的幾個開源配置管理工具。
版本控制系統
配置管理平台使用以標記語言(例如 YAML)編寫的文本文件來提供平台執行的任務和序列。 這些文本文件可以被視為應用程序代碼並存儲在版本控制存儲庫中。 存儲庫中允許拉取請求和代碼審查,這充當單點事實。 版本控制系統 Git 是最受歡迎的。
滿足這些先決條件後,請考慮以下場景:開發人員希望向系統添加新的應用程序服務。 此示例說明了 IaC 流程。
- 在他們首選的配置管理平台 Terraform 中,開發人員修改 YAML 配置文本文件。 這些更改表明需要新的託管服務器。
- 在 Git 存儲庫中,開發人員將更改提交到功能分支。 由於項目的 Git 存儲庫託管在 Bitbucket 上,因此開發人員創建了拉取請求。 團隊的另一名成員查看了拉取請求並註意到新的基礎設施改進。 拉取請求由團隊成員批准,開發人員將更改集成到存儲庫的主分支中。
- 此步驟需要配置平台才能執行更新。 開發者可以手動啟動更新。 由於該團隊使用 Bitbucket,因此他們可以訪問 Bitbucket Pipelines,並可以利用它來自動化此過程。
- Terraform 在執行後連接到團隊的 IaaS。 Terraform 使用 IaaS API 運行一系列命令,將 IaaS 更新為預期的基礎設施配置。
IaC 的好處
IaC 通過自動化程序以多種方式幫助組織管理其 IT 基礎設施需求。 安裝 IaC 的一些好處如下:
- 一致性:IaC 可以提高一致性並減少手動設置過程中經常出現的錯誤。 它還可以防止手動操作期間可能發生的配置漂移。 IaC 允許您通過編纂和記錄您的配置標準來防止未記錄的臨時配置修改。
- 效率:對基礎設施進行編碼可創建配置模板,使系統配置、維護和管理變得更加容易。 它構建了一個靈活、可重複且可擴展的基礎架構。 因此,DevOps 可以加快軟件開發的每個階段,從而每天發布更多應用程序。
- 降低成本:IaC 允許以編程方式管理虛擬機,無需手動配置和升級硬件。 使用同一段代碼,一名操作員可以安裝和管理一台機器或 1000 台機器。 因此,需要的員工更少,也不再需要新設備,從而節省了大量成本。
- 速度:IaC 通過將其轉變為簡單的腳本,減少了開發人員提供基礎設施所需的時間。 因此,應用程序部署不再因基礎設施而延遲,並且可以更快地交付新軟件。
- 降低風險:正如 IaC 所鼓勵的那樣 版本控制,您的配置文件與任何其他軟件源代碼文件一樣,可以被跟踪。 結果,風險降低了。
IaC解決什麼問題?
創建基礎設施即代碼是為了解決發布管道環境漂移的問題。 如果沒有 IaC,團隊將負責維護每個部署環境的設置。 每個環境都會演變成一片雪花,這是一種無法自動複製的獨一無二的排列。
在部署過程中,環境之間的不一致會導致問題。 雪花需要手動操作,這很難管理,並且會導致基礎設施管理和維護中出現錯誤。
基礎設施即代碼秉承冪等性的思想。
冪等性是指部署命令始終以相同的方式配置目標環境,無論環境的開始狀態如何。 冪等性是通過自動設置現有目標或取消現有目標並重新開始來實現的。
因此,使用 IaC,團隊可以修改配置模型的環境描述和版本,這些模型通常以 JSON 等記錄良好的代碼格式編寫。 該模型在發布管道中運行以設置目標環境。 如果團隊需要進行更改,則編輯源而不是目標。
IaC 在 DevOps 中有何作用?
實施 DevOps 和持續集成/持續交付 (CI/CD) 方法需要使用 IaC。 它減輕了開發人員的大部分配置責任,使他們只需運行腳本即可啟動並運行其基礎設施。
因此,在構建基礎設施時,應用程序部署不會停滯,系統管理員也不會承擔耗時的手動任務的負擔。 從集成和測試到交付和部署,CI/CD 依賴於整個應用程序生命週期的持續自動化和持續監控。 自動化的工作需要一個恆定的環境。
當開發團隊以一種方式交付應用程序或配置環境而運營團隊以不同的方式安裝和配置環境時,自動化應用程序部署是不可能的。
DevOps 方法使開發和運營團隊保持一致,從而減少錯誤、手動部署和不一致。 由於開發和運營團隊可以使用相同的應用程序部署描述,因此 IaC 可以幫助您同步開發和運營,從而實現 DevOps 方法。
每個環境(包括生產環境)都應遵循相同的部署方法。 每次使用 IaC 時,都會創建一個相同的環境。
結論
DevOps 嚴重依賴基礎設施即代碼。 在顛覆性技術不斷改變 IT 行業的世界中,基礎設施即代碼是讓您的運營為未來做好準備的自然下一步。
它使您能夠充分發揮 雲計算,減少與手動 IT 基礎架構管理相關的錯誤,並提高軟件開發速度。 所有這些都是在降低運營費用的同時實現的。
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