Перевод оригинальной статьи, где автор пишет о подходе Infrastructure as Code с его основными концепциями, оценивает преимущества такого подхода и сравнивает главные инструменты для работы с IaC на сегодняшний день: Terraform, Pulumi и Crossplane.

Инфраструктура как код или Infrastructure as Code (IaC) — метод, который по умолчанию стали применять современные cloud-native компании для управления облачными ресурсами.

Не удивительно, что мировой рынок инструментов для работы с IaC стабильно растет: его прогнозируемая стоимость к 2028 году оценивается в 2,8 млрд долларов. Популярность этих инструментов обусловлена двумя факторами: 

• вследствие растущей сложности облачной архитектуры работа вручную отнимает слишком много времени (не говоря уже о количестве ошибок);

• ручные изменения необходимо повторять по нескольку раз, что ведет к неэффективному использованию финансов и времени команды инженеров.

Что такое Infrastructure as Code

IaC — это декларативный метод предоставления и управления ресурсами (инфраструктурой) в рамках системы контроля версий. Метод схож с тем, как обычно обрабатывают код. Некоторые из инструментов позволяют определить ресурсы, выходящие за рамки облачной инфраструктуры: приложения, конфигурации и т. д.

В дополнение к внедрению инфраструктурных компонентов приложения с помощью IaC можно внедрить соответствующие инструменты сети, мониторинга, безопасности и наблюдения. Файлы IaC часто хранятся вместе с кодом приложения в системах контроля версий.

Несколько ключевых концепций IaC

Декларативные определения

IaC декларативна по своей природе: она гарантирует, что конечное состояние системы точно соответствует заданному во входной конфигурации. Пользователи могут просто указать желаемое конечное состояние вместо императивного описания процедуры для его достижения. Это необходимо для управления несколькими ресурсами заданного масштаба в различных средах.

Есть два типичных подхода к IaC: декларативный и процедурный. Декларативное определение дает инструкции, как должна выглядеть система после завершения процесса настройки. Процедурное/императивное определение представляет собой пошаговые инструкции о том, что система должна сделать для достижения желаемой конфигурации.

Модели push и pull

Определение IaC необходимо запустить, чтобы повлиять на целевые системы и перевести их в желаемое состояние. Это достигается либо пулингом конфигураций уровнем управления (pull), либо запушиванием изменений в репозиторий всякий раз, когда в конфигурации происходят изменения (push).

Изменяемый и неизменяемый подход

В зависимости от варианта использования можно внедрить изменяемую или неизменяемую инфраструктуру.

Изменяемая инфраструктура обеспечивает большую гибкость, поскольку ее можно изменять или обновлять после внедрения. Так команды могут реализовывать специальные настройки, исправлять проблемы безопасности и обновлять требования. Несмотря на свою простоту благодаря предлагаемой гибкости, подобная инфраструктура требует наличия системы для документирования изменений. Иногда изменяемая инфраструктура необходима, но тогда важно учесть вероятность потенциального отклонения желаемой конфигурации от фактического состояния (дрифт).

Неизменяемую инфраструктуру нельзя менять или обновлять после внедрения. Если на более поздних этапах потребуются какие-либо изменения, существующий экземпляр инфраструктуры необходимо уничтожить и подготовить новую версию. Это, как правило, более надежная система.

Преимущества IaC

Основными факторами внедрения IaC являются: увеличение количества развертываний, растущая сложность облачных сервисов и архитектуры, а также необходимость масштабирования облачных систем в зависимости от нагрузки. 

Пройдемся по основным преимуществам от внедрения Infrastructure as Code.

1. Повторяемость развертываний

Представим, что команда перешла от нескольких развертываний в месяц к сотням развертываний ежедневно. При таких темпах крайне важно иметь надежную и автоматизированную систему управления инфраструктурой. IaC обеспечивает стабильную, протестированную и удобную платформу для развертывания и управления инфраструктурой в нужном масштабе и темпе.

2. Сложность облака

Основные облачные провайдеры предлагают от 150 до 200 инструментов и сервисов. Для всего этого (в дополнение к сложной гибридной облачной архитектуре) требуется глобальное и безопасное решение, которое можно быстро развернуть.

3. Требования масштабирования

После того, как требования к инфраструктуре определены в виде кода, масштабирование становится проще. Это означает снижение затрат времени и средств.

4. Контроль версий

Как и любой код, IaC предоставляет возможность контроля версий, поэтому в случае сбоя или аномалии в системе можно откатиться и затем разобраться в возникшей проблеме.

5. Декларативная парадигма

Благодаря IaC внедрение инфраструктуры стало значительно проще. Теперь нет необходимости просматривать тысячи страниц документации и постоянно возиться с состояниями. В декларативной парадигме вы устанавливаете желаемое состояние, а контроллер внедряет его и поддерживает конфигурацию системы в этом состоянии.

6. Возможность совместной работы

Поскольку IaC обрабатывается так же, как код, она предоставляет расширенные возможности для совместной работы. Например, через системы контроля версий или платформы облачного инжиниринга, такие как Pulumi.

7. Автоматизация процессов

Технические навыки и бюджет, необходимые для управления сложными облачными средами, могут быть неподъемными для компании. Благодаря IaC несколько инженеров могут легко управлять всей облачной инфраструктурой.

8. Лучшие практики

IaC дает возможность снизить риски эксплуатации системы, а также соблюсти все требования доступности и стандарты безопасности. Изменять и поддерживать конфигурации в соответствии с потребностями клиентов становится так же просто, как обновить одно значение в файле конфигурации.

Зачем нужны инструменты для работы с IaC

С настройкой и обслуживанием приложения и инфраструктуры связаны различные задачи: внедрение, развертывание, настройка, оркестровка. Сегодня существует множество инструментов IaC, помогающих по-разному решить эти задачи. Некоторые инструменты участвуют в настройке инфраструктуры, другие управляют инфраструктурой или приложениями в конкретной среде.

Топ-3 vendor-neutral инструмента для работы с IaC

Terraform

Terraform от HashiCorp — популярнейший инструмент для работы с IaC. Он поставляется в варианте с открытым исходным кодом для самостоятельного управления либо как Terraform Cloud (управляемый). Полезен своей способностью определять облачные и локальные ресурсы в удобочитаемом формате. Этот инструмент не зависит от облачной платформы, а создаваемые модули также могут иметь версии, повторно или совместно использоваться.

Плагины Terraform напрямую взаимодействуют с облачным провайдером, поставщиком SaaS и другими API. Список общедоступных поставщиков Terraform можно найти в Terraform Registry. Можно использовать один из общедоступных модулей из реестра напрямую или написать свой собственный.

Terraform не просто управляет конфигурацией инфраструктуры — он позволяет создавать инфраструктуру с нуля, определять сетевые ресурсы и комбинировать ресурсы от разных поставщиков.

Язык конфигурации декларативный. Поставщики автоматически вычисляют зависимости между ресурсами, чтобы они создавались и удалялись в правильном порядке. Terraform легко интегрируется с системами контроля версий, такими как GitHub, так что внести изменения в инфраструктуру можно простым Git Merge.

Crossplane

Crossplane — фреймворк для создания cloud-native уровней управления без необходимости написания кода. Создан специально для Kubernetes с поддержкой мультиоблачной, serverless и контейнерной разработки.

Crossplane предоставляет стандартные блоки, которые позволяют внедрять, формировать и использовать инфраструктуру с помощью Kubernetes API. Эти компоненты вместе обеспечивают мощное разделение, чтобы каждый член команды взаимодействовал с Crossplane на соответствующем уровне абстракции.

Upbound также предлагает Universal Crossplane (UXP) тем компаниям, которым нужно больше стабильности, лучшая поддержка и сниженные риски.

Pulumi

Pulumi основан в 2017 году ветеранами Microsoft и Google как бесплатный опенсорсный инструмент для работы с IaC, который делает управление инфраструктурой простым, надежным и безопасным. Доступен как в виде self-hosted решения, так и в виде SaaS. Поставку IaC можно осуществлять через существующие CI/CD пайплайны. Также существует возможность усиливать ограничения безопасности и следить за соответствием установленным требованиям.

Платформа облачного инжиниринга Pulumi помогает на этапах разработки, развертывания и управления инфраструктурой. Этот инструмент дает возможность использовать любимые языки (например, TypeScript, JavaScript, Go, .NET, YAML) для создания облачной инфраструктуры. Он также предоставляет доступ ко всему массиву услуг от AWS, GCP, Azure и более 60 других поставщиков. Код облачной инфраструктуры можно повторно использовать в виде Pulumi packages.

Главная причина успеха Pulumi — способность поддерживать команды и помогать им легко мигрировать на современные контейнерные среды и Kubernetes. Здесь можно посмотреть дорожную карту Pulumi и внести свой вклад в развитие инструмента.

Ниже представлена таблица сравнения 3 описанных инструментов для работы с IaC, которые предлагают бесплатные версии, высокую универсальность и дополнительные функции.

Автор советует

1. Ускорьте DevOps. Воспринимайте IaC в качестве средства автоматизации процесса предоставления ценности конечному пользователю. Используйте инфраструктуру, чтобы быстрее выполнять итерации, своевременно масштабировать и создавать более надежные системы.

2. IaC и GitOps. Внедряйте IaC с учетом совместной работы. Работа с инфраструктурой как с кодом позволяет быстрее планировать, запускать тесты и копировать среды. Эффективное управление доступом и установка ожиданий от новых конфигураций могут помочь контролировать расходы.