Infrastructure as Code: концепция и виды

Переход от использования физических серверов к облачной инфраструктуре произошел в результате возрастающей потребности в более гибком, масштабируемом и высокодоступном хранении данных и выполнении вычислительных задач. Вот несколько ключевых причин, которые способствовали этому переходу.

• Гибкость и масштабируемость. Облачные платформы позволяют легко масштабировать вычислительные ресурсы по мере необходимости. Это обеспечивает адаптивность к изменяющимся потребностям бизнеса.
•  Высокая доступность и надежность. Облачные провайдеры обычно предоставляют гарантии доступности, зафиксированные в SLA, а также несколько способов резервного копирования данных. IT-инфраструктуру можно реализовать таким образом, что в случае сбоя одного из серверов, данные и приложения будут автоматически перенесены на другой без перерыва в работе.
• Экономическая эффективность. Использование облачной инфраструктуры позволяет сократить затраты на приобретение, установку и обслуживание физических серверов. Появляется возможность платить только за использованные вычислительные ресурсы и масштабировать их по мере необходимости, что может быть выгоднее, особенно для малых и средних предприятий.
• Глобальная доступность и совместная работа. Облачные сервисы позволяют легко обмениваться данными и совместно работать  удаленным командам, тем самым повышая эффективность работы и сокращая затраты на командировки и физическое присутствие сотрудников в офисе.
• Быстрое развертывание и реагирование на рынок. С использованием облачных сервисов такие процессы, как развертывание приложений и обновление операционных систем, могут быть автоматизированы. Это позволяет быстро реагировать на требования рынка и запускать новые продукты или услуги.

Есть сферы, например, FinTech, где использование выделенных серверов — устоявшийся паттерн. Тем не менее в последние пять лет облака все чаще тестируют компании, которые ранее относились к такому типу построения IT-инфраструктуры с осторожностью. Многие банки постепенно тестируют и отдают облачным провайдерам различные узлы своей архитектуры, связывая ее с собственными on-premise-инсталляциями.

Что такое Infrastructure as code

Если компания ежедневно работает с рядом приложений, а инфраструктура постоянно изменяется под новые требования, важно автоматизировать процесс ее развертывания и масштабирования. IaC делает этот процесс возможным.

Infrastructure as Code (IaC) — это подход к автоматизации и управлению инфраструктурой через использование кода. Вместо ручной настройки и обслуживания инфраструктуры, IaC позволяет разработчикам и системным администраторам управлять инфраструктурой с помощью программного кода, выполняя автоматическую установку, конфигурацию и развертывание через специализированные инструменты, такие как Ansible, Terraform, Puppet, Chef и тд.

Основная идея IaC заключается в том, что инфраструктура управляется и модифицируется таким же образом, как и код приложения. Это позволяет реализовать принципы DevOps: консистентность, повторяемость и автоматизацию, а также обеспечивает более быстрое и надежное внедрение изменений в инфраструктуру.

Виды IaC

Infrastructure as Code (IaC) описывает методологию автоматизации процесса развертывания и управления инфраструктурой с использованием кода и конфигурационных файлов. Существует несколько подходов к реализации IaC. Рассмотрим основные.

• Декларативный подход. Инфраструктура описывается в виде конфигурационных файлов, которые указывают желаемое состояние системы, а инструменты IaC берут на себя всю остальную работу: развертывание виртуальной машины или контейнера, установка и настройка необходимого программного обеспечения, управление версиями и т.д. Главный недостаток декларативного подхода заключается в том, что для его настройки и управления обычно требуется опытный администратор. Terraform и CloudFormation являются примерами популярных инструментов, использующих декларативный подход.
• Императивный подход. Инфраструктура определяется путем применения команд и скриптов для создания и управления ресурсами. Несмотря на то, что по мере масштабирования инфраструктуры при использовании такого подхода может потребоваться проделать больше работы, системным администраторам может быть проще с ним разобраться, поскольку они могут использовать уже имеющиеся сценарии настройки. Примерами таких инструментов являются Ansible и Chef.
• Гибридный подход. Комбинация декларативного и императивного подходов, где описание инфраструктуры может включать в себя и декларативные файлы, а также императивные команды для настройки определенных частей инфраструктуры.

Каждый подход имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор конкретного подхода зависит от потребностей и экспертизы команды разработчиков/администраторов.

Инструменты IaC

Вот некоторые популярные инструменты, используемые для реализации IaC.

• Terraform. Открытое программное обеспечение от HashiCorp, позволяющее создавать, изменять и управлять инфраструктурой различных платформ, включая глобальные платформы.
• Ansible. Относительно легковесный и простой инструмент, который позволяет автоматизировать управление конфигурацией и развертывание программного обеспечения на различных хостах.
• AWS CloudFormation. Инструмент для автоматизации и управления инфраструктурой AWS с использованием предварительно созданных шаблонов JSON или YAML.
• Azure Resource Manager. Сервис управления ресурсами в Microsoft Azure, который позволяет создавать, обновлять и удалять различные ресурсы Azure с помощью шаблонов JSON.
• Google Cloud Deployment Manager. Инструмент Google Cloud Platform для описания и развертывания инфраструктуры и приложений с использованием шаблонов YAML или Python.
• Puppet. Открытый инструмент управления конфигурацией и автоматизацией развертывания, который позволяет описывать и управлять состоянием ресурсов и приложений на различных хостах.

Изменяемая и неизменяемая инфраструктуры

Одной из ключевых концепций инфраструктуры как кода (IaC) является разделение на изменяемую и неизменяемую инфраструктуру.

Изменяемая инфраструктура (Mutable Infrastructure) — это инфраструктура, которую можно изменить или обновить после первоначальной подготовки, изменения (такие как изменение конфигурации серверов, установка пакетов, настройка сетевых правил и прочее) применяются прямо на работающую инфраструктуру.

Неизменяемая инфраструктура (Immutable Infrastructure) является более современным подходом, при котором вместо применения изменений на работающую инфраструктуру создается ее новый экземпляр с новой конфигурацией. Это упрощает обслуживание и отслеживание версий инфраструктуры, а также позволяет при необходимости выполнять откат к любой версии.

Обычно инфраструктура как код предоставляет возможность создавать и управлять как изменяемой, так и неизменяемой инфраструктурой. Некоторые системы предоставляют гибридный подход, который позволяет комбинировать оба варианта для оптимального управления системой, однако большая часть IaC реализуется как неизменяемая инфраструктура.

Преимущества и недостатки IaC

Предоставление физической инфраструктуры — трудоемкий и дорогостоящий процесс, требующий физической настройки оборудования, установки и настройки программного обеспечения, а также подключения к сетям, хранилищам и т. д. квалифицированным персоналом.

Виртуализация устраняет проблему управления физическим оборудованием, позволяя использовать виртуальные серверы или контейнеры, но предоставление виртуализированной инфраструктуры по-прежнему требует повторять работу по подготовке и настройке для каждого нового развертывания и не дает возможность оперативно отслеживать изменения среды и предотвращать ошибки в ее настройке. В свою очередь IaC предоставляет возможность автоматизировать процесс развертывания и масштабирования инфраструктуры.

Преимущества IaC

• Автоматизация. IaC позволяет автоматизировать процесс развертывания и конфигурирования инфраструктуры, что сокращает время и усилия для выполнения задач.
• Повторяемость. IaC позволяет создавать инфраструктуру с использованием кода, что обеспечивает повторяемость и устранение человеческих ошибок при развертывании и конфигурировании.
• Масштабируемость. IaC обеспечивает возможность масштабирования инфраструктуры в зависимости от потребностей проекта, обеспечивая гибкость и простоту добавления или удаления ресурсов.
• Управление версиями. IaC позволяет контролировать изменения в инфраструктуре, используя системы контроля версий, такие как Git. Это обеспечивает отслеживаемость и возможность восстановления до предыдущих состояний системы.
• Совместимость. IaC позволяет унифицировать процесс развертывания и управления инфраструктурой в разных средах, таких как локальное развитие, тестирование и производство.

Недостатки IaC

• Настройка. Некоторые инфраструктурные сервисы требуют сложной настройки для работы с IaC, и это может потребовать дополнительного времени и усилий.
• Обучение и переобучение. IaC требует знания языка программирования и понимания инфраструктурных сервисов, поэтому может понадобиться время и ресурсы для обучения команды разработчиков и операционных инженеров.
• Зависимость от инструментов. IaC зависит от инфраструктурных инструментов, таких как Ansible, Terraform или CloudFormation. Если эти инструменты станут устаревшими или перестанут поддерживаться, это может потенциально повлиять на работоспособность и поддержку существующей инфраструктуры.
• Сложность. При работе с IaC могут возникать проблемы с управлением кода для развертывания и конфигурирования инфраструктуры. Это может потребовать дополнительной экспертизы в области программирования и инфраструктуры.

IaC имеет множество преимуществ и может упростить процесс развертывания и управления IT-инфраструктурой. Однако перед принятием решения об использовании IaC, необходимо тщательно оценить его преимущества и недостатки для конкретного случая использования.

Тенденции в области IaC

Область Infrastructure as Code (IaC) сейчас развивается в нескольких направлениях.

1. Улучшение инструментов. Консультанты и инженеры по разработке активно работают над созданием и улучшением инструментов IaC. Новые функции и возможности добавляются для облегчения создания и управления инфраструктурой через код. Это включает в себя интеграцию с популярными системами управления ресурсами, а также автоматические проверки и управление конфигурацией.
2. Расширение сферы применения. IaC в настоящее время чаще используется для автоматизации процессов создания и управления облачной инфраструктурой. Однако область применения расширяется, и IaC может использоваться для автоматизации управления другими типами инфраструктур, такими как серверы в дата-центре или IoT-устройства.
3. Развитие методологий и практик. Существуют различные методологии и практики, связанные с IaC, такие как Continuous Integration and Continuous Deployment (CI/CD) и DevOps. Развитие IaC служит основой для этих методологий и позволяет организациям автоматизировать и ускорить процессы разработки и доставки программного обеспечения.
4. Улучшение безопасности и надежности. С целью обеспечения безопасности и надежности инфраструктуры IaC продолжает развиваться в области средств контроля и проверки конфигурации. Новые функции и механизмы добавляются, чтобы обеспечить соответствие сетевой политики, управление доступом и защиту от уязвимостей.

Область IaC продолжает развиваться, освобождая ресурсы и ускоряя процессы разработки, что позволяет улучшить эффективность и гибкость разработки и поддержки IT-инфраструктуры.

Заключение

IaC позволяет автоматизировать процесс создания и управления инфраструктурой, обеспечивая быстрое и надежное развертывание приложений. Это помогает ускорить разработку, улучшить масштабируемость и гибкость системы, а также обеспечить повторяемость и аудит всех изменений. 

IaC также способствует снижению рисков и проблем, связанных с ручным внесением изменений в серверное окружение. IaC считается неотъемлемым компонентом культуры DevOps и оказывает значительное влияние на разработку и эксплуатацию современных систем вне зависимости от сферы деятельности.