Инфраструктура как код (IaC) решает многие традиционные проблемы, предлагая автоматизацию, согласованность и масштабируемость, но у нее есть и свой набор сложностей, пишет на портале The New Stack Джейсон Турим, технический директор и соучредителя компании OpsCanvas.

IaC произвела революцию в мире DevOps и разработки ПО, предвещая эру, когда создание инфраструктуры будет таким же простым, как написание скрипта. Однако, как и большинство ранних инноваций, она не лишена оттенков серого.

В этой статье мы погрузимся в мир IaC и рассмотрим преимущества, которые она принесла, а также прольем свет на новые препятствия, с которыми сталкиваются профессионалы в эпоху инфраструктуры, определяемой кодом.

Что такое инфраструктура как код?

В основе IaC лежит идея рассматривать настройку и конфигурацию инфраструктуры как работу с кодом. Это означает, что вместо ручной настройки серверов, баз данных и других инфраструктурных компонентов профессионалы могут использовать файлы, содержащие код, который определяет желаемое состояние, которого они пытаются достичь.

Конфигурации инфраструктуры записываются в файлы с кодом, которые можно версионировать, тестировать и поддерживать в репозиториях контроля исходных кодов. Преимущества такого подхода многочисленны: он обеспечивает повторяемость, позволяя командам последовательно развертывать одну и ту же инфраструктуру в различных средах, будь то разработка, стейджинг или продакшн.

Более того, поскольку эти конфигурации хранятся в виде кода, их можно проверять, аудировать и совместно работать над ними, как и над любым другим программным проектом.

Еще одним важным аспектом IaC является возможность работы с конвейерами непрерывной интеграции/непрерывного развертывания (CI/CD). Такая интеграция способствует автоматизированному развертыванию инфраструктуры и приложений, гарантируя, что созданные ресурсы всегда синхронизированы с приложением, которое они поддерживают.

Такие инструменты, как Terraform от HashiCorp, играют ключевую роль в этой области, позволяя разработчикам и операционным командам определять, развертывать и управлять инфраструктурой без лишних усилий.

По сути, IaC прокладывает путь к более гибкому, эффективному и безошибочному процессу управления инфраструктурой, тесно сочетаясь с философией DevOps, предполагающей автоматизацию и сотрудничество.

Начало цифровой инфраструктуры

Эволюция IaC тесно связана с развитием облачных технологий и инструментов, которые сформировали этот ландшафт. До появления таких инструментов, как Terraform, IaC реализовывалась в основном с помощью bash-скриптов и специфических для облака инструментов.

Первые игроки в этом пространстве, такие как Puppet, Red Hat Ansible и Chef, сыграли важную роль в определении первоначальной траектории развития IaC. Эти инструменты в первую очередь предназначались для настройки серверов, и они хорошо адаптировались к ранним дням облаков, когда основное внимание уделялось конфигурированию виртуальных машин.

От процедурной к декларативной IaC эпохи облачных вычислений

Переход к нативной облачной разработке привел к изменению стиля IaC. Ранние инструменты, о которых уже говорилось, были более процедурными по своей природе, подробно описывая шаги для достижения желаемого состояния. Это делало код более сложным для чтения и понимания.

С массовым внедрением облачных вычислений произошел переход к более декларативному стилю IaC, примером которого являются такие инструменты, как Terraform и AWS CloudFormation. При таком декларативном подходе основное внимание уделяется определению желаемого конечного состояния без подробного описания шагов по его достижению. Это делает код более читабельным, поскольку он в основном содержит параметры конфигурации.

Проблемы инфраструктуры как кода

Бремя разработчика. Традиционно разработчики занимались написанием и оптимизацией кода. С появлением IaC от них стали требовать понимания и управления конфигурацией инфраструктуры, что добавило еще один слой к их обязанностям.

Хотя существуют инструменты, которые могут облегчить эту задачу, бремя ответственности за правильную настройку все равно ложится на разработчика. Этот сдвиг стирает грани между традиционными ролями: если раньше существовали четкие границы между разработчиками и операционными командами, то с развитием DevOps и IaC эти роли сблизились.

Теперь разработчики вынуждены заниматься как разработкой приложений, так и управлением инфраструктурой, что, естественно, приводит к когнитивной перегрузке.

Проблема жизненного цикла разработки. Жизненный цикл разработки IaC заметно медленнее и сложнее, чем традиционная разработка ПО.

При развертывании кода IaC требуется значительный период ожидания, пока инфраструктура будет предоставлена. Это может быть особенно утомительно при отлаживании ошибок. Например, если разработчик разворачивает кластер Kubernetes и сталкивается с ошибкой, вынуждающей его откатиться назад, необходимо потратить дополнительное время на ожидание уничтожения уже предоставленной инфраструктуры, чтобы потом потратить еще больше времени на выявление проблемы и повторную попытку развертывания.

Отсутствие быстрой обратной связи. Темпы развертывания в IaC напрямую противоречат важнейшему аспекту разработки ПО, который заключается в необходимости получать немедленную обратную связь об успехах и неудачах. Такая обратная связь в настоящее время в IaC отсутствует.

Хотя существуют инструменты, которые пытаются имитировать развертывание инфраструктуры на локальном уровне, например LocalStack, они часто не подходят для сложных сценариев или нескольких облачных сред от разных провайдеров. Это означает, что разработчики тратят больше времени на ожидание успешной конфигурации и развертывания, вместо того чтобы получать необходимую обратную связь, что приводит к неэффективности процесса разработки.

Светлая сторона: преимущества инфраструктуры как кода

У IaC, безусловно, есть свои проблемы, но важно не упускать из виду огромное количество преимуществ, которые она дает. Эволюция IaC коренным образом изменила представление об инфраструктуре, ее управлении и развертывании, предложив массу плюсов, которые значительно перевешивают ее минусы.

Последовательность и воспроизводимость. Одно из самых значительных преимуществ IaC — возможность поддерживать согласованные среды. Определяя инфраструктуру в коде, организации могут гарантировать, что каждое развертывание, от разработки до производства, будет последовательным и относительно свободным от ошибок, вызванных человеческим фактором. Такая воспроизводимость означает, что команды могут каждый раз воссоздавать точно такую же среду, устраняя извечную проблему «это работает на моей машине».

Контроль версий и совместная работа. Подобно тому, как версионируется и отслеживается программный код, IaC позволяет версионировать изменения в инфраструктуре с помощью таких инструментов, как Git. Это означает, что команды могут отслеживать изменения с течением времени, при необходимости возвращаться к предыдущим конфигурациям и сотрудничать более эффективно. Многие члены команды могут одновременно работать над изменениями в инфраструктуре, просматривать изменения других и объединять их, способствуя развитию совместной работы.

Масштабируемость и эффективность. С помощью IaC масштабирование инфраструктуры становится простым делом. Будь то запуск нового сервера или развертывание целого кластера Kubernetes, инструменты IaC позволяют автоматизировать эти процессы, делая их быстрее и эффективнее. Такая автоматизация означает, что по мере роста пользовательской базы приложения инфраструктура может масштабироваться для удовлетворения спроса без ручного вмешательства.

Экономия. Автоматизируя развертывание и управление инфраструктурой, организации могут добиться значительной экономии средств. Ручные процессы отнимают много времени и чреваты ошибками, что приводит к напрасной трате ресурсов и ненужным расходам. С другой стороны, IaC помогает оптимизировать использование ресурсов, а значит, организации платят только за то, что используют.

Кроме того, благодаря снижению необходимости ручного вмешательства команды могут сосредоточиться на более важных задачах, что еще больше повышает производительность и оптимизирует расходы.

Лучшие практики IaC: за пределами кода

Лучшие практики IaC не сводятся исключительно к реализации — они должны быть сосредоточены на конфигурации, используемой для развертывания инфраструктуры. В конечном счете, выбранный вами инструмент будет выполнять ваши команды, и это говорит о том, что хорошо обученный инженер, знакомый с текущими стратегиями, может быть более ценным, чем используемый инструмент. Давайте рассмотрим, как выглядят некоторые из этих лучших практик.

Сосредоточьтесь на конечной цели: безопасная топология сети. Одним из основополагающих передовых методов при развертывании инфраструктуры в облаке является обеспечение безопасной топологии сети.

Например, для обеспечения сетевой безопасности важно, чтобы конфиденциальные ресурсы не размещались в публичных подсетях с прямым доступом в Интернет. Это означает, что такие компоненты, как базы данных, всегда должны размещаться в частных подсетях, если нет веских причин для иного.

Основной целью IaC всегда должно быть не только создание повторяемой инфраструктуры, но и приоритетное обеспечение безопасности того, что создано.

Опасности жесткого кодирования в IaC. Жесткое кодирование значений непосредственно в написанном коде может быть рискованным мероприятием, ставящим под угрозу как безопасность, так и гибкость. Когда определенные значения, особенно такие чувствительные, как пароли и ключи, жестко закодированы, они становятся доступными для любого, кто имеет доступ к коду, что увеличивает риск потенциальных нарушений.

Кроме того, жестко закодированные значения могут препятствовать адаптивности: потребности инфраструктуры могут меняться, а статические значения, встроенные в код, значительно усложняют процесс создания новых версий. Это не только замедляет процесс, но и повышает вероятность ошибок.

Использование внешних конфигурационных файлов, переменных окружения или инструментов управления секретами обеспечивает более динамичный, безопасный и удобный в обслуживании подход к IaC, гарантируя, что инфраструктура может быть легко адаптирована к изменяющимся потребностям без ущерба для безопасности.

Принять версионирование. Версионирование в IaC сродни машине времени для вашей инфраструктуры. По мере развития команд и усложнения инфраструктуры возможность отслеживания изменений, отката к предыдущим конфигурациям или просто понимания истории инфраструктурных решений становится бесценной. Благодаря версионированию каждое изменение, вносимое в инфраструктуру, документируется и маркируется по времени, что позволяет командам точно определить, когда и кем было внесено изменение.

Это не только повышает подотчетность, но и помогает в устранении неполадок, поскольку команды могут быстро выявить и вернуть потенциально проблемные изменения. Кроме того, версионирование способствует сотрудничеству между членами команды.

В динамичной среде, где несколько инженеров могут вносить изменения в инфраструктуру, версионирование гарантирует, что эти изменения не будут перезаписываться или конфликтовать друг с другом. Оно обеспечивает четкий путь для слияния обновлений и устранения несоответствий.

Заключение

IaC является свидетельством эволюции DevOps и разработки ПО, знаменуя собой трансформационный сдвиг в подходе к инфраструктуре и управлению ею. Обещание автоматизации, согласованности и масштабируемости стало переломным моментом, но важно признать нюансы и проблемы, которые она создает.

Хотя IaC упростила многие традиционные инфраструктурные задачи, она также требует от разработчиков новых навыков и внимания. История развития IaC, начиная с первоначальных процедурных конфигураций и заканчивая декларативной эрой облачных технологий, подчеркивает быстрый темп изменений и необходимость адаптации.

Проблемы есть, они хотя и реальные, но преодолимые. При наличии правильных практик, таких как фокусировка на топологической безопасности и использование инструментов версионирования, команды могут эффективно преодолевать эти сложности.

Как и в случае с любой другой технологией, главное — понять ее сильные и слабые стороны и использовать лучшие практики для полного раскрытия ее потенциала. Поскольку мы продолжаем расширять границы возможного с помощью IaC, очень важно оставаться информированными и адаптируемыми и всегда отдавать приоритет безопасному и эффективному развертыванию инфраструктуры.