基礎架構之百變魔方

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“基礎架構即程式碼(Infrastructure-as-Code,IaC)”是一種使用新的技術來構建和管理動態基礎設施的方式。它把基礎設施、工具和服務以及對基礎設施的管理本身作為一個軟體系統，採納軟體工程實踐以結構化的安全的方式來管理對系統的變更。

從開發的角度看提倡一切皆物件，從作業系統的角度看提倡一切皆檔案，那麼在多雲化的時代我們應該提倡把一切資源皆程式碼，透過程式碼的方式編排和管理我們的基礎資源，這樣才能滿足企業業務快速發展的需求。

針對一個複雜的業務系統我們如何藉助雲端的優勢進行部署？

傳統手工的部署方式大致要透過以上8個步驟完成一個應用的部署，如果我們的公有云環境是多個，那麼就意味著以上步驟要重複多次，這還僅僅是一個簡單的web環境，如果我們要部署的是一套業務系統，涉及多個應用系統的建立，我們的基礎平臺交付需要多長時間？顯然透過手工的方式是不現實的。

我們需要透過infrastructure as code的方式來管理我們的基礎架構，構建企業自己的技術中臺。

基礎設施即程式碼四項關鍵原則：

• 可再生性：環境中的任何元素可以輕鬆複製。

• 一致性：無論何時，建立的環境各個元素的配置是完全相同的。

• 快速反饋：能夠頻繁、容易地進行變更，並快速知道變更是否正確。

• 可見性：所有對環境的變更應該容易理解、可審計、受版本控制。

基礎設施即程式碼的目標：

• 標準化：以程式碼來定義環境，實現開發環境、測試環境、生產環境的標準化。

• 自動化：以自動化工具來驅動程式碼準備環境。包括建立環境、更新環境以及銷燬環境。

• 視覺化：以監控來視覺化環境資訊。環境當前狀態可視、環境變更歷史視覺化、可追溯。

infrastructure as code 的工具有哪些：

• Microsoft為使用者提供的IaC工具是：Azure Resource Manager。使用者可以透過Azure Resource Manager(ARM)的不同模板，配置出自己的基礎架構、並處理各種依賴項。可以在模板中使用那些已在JSON中宣告描述了的資源，也可以在同一個ARM模板中宣告多個Azure資源，以構建整體性的專案環境。ARM模板具有冪等性，因此可以無限次數地重複使用相同的模板，並獲得相同的結果。Resource Manager還支援伺服器的例項分組、以及對不同分組的統一管理。

• CloudFormation是專為那些在AWS雲中工作的使用者而設計的。目前已經配置了342種AWS資源型別。允許使用JSON或YAML定製各種模板來構建不同複雜程度的基礎架構模型。

• (CDM)是基於Google雲平臺的配置檔案(YAML)和模板(JINJA2或PYTHON)的一種自動化執行工具。它允許使用者自行定義和同步部署各種系統資源。Google CDM也支援預覽功能。這意味著：您在不直接提交更改的情況下，便可以直接瞭解到部署和變更所帶來的影響。可以幫助使用者避免出現人為的錯誤，還能夠起到加強與穩定整體基礎架構的作用。

• Terraform 是一個IT基礎架構自動化編排工具，可以用程式碼來管理維護 IT 資源。Terraform的命令列介面 (CLI) 提供一種簡單機制，用於將配置檔案部署到任意支援的雲上，並對其進行版本控制。透過配置檔案可以描述雲資源的拓撲基礎架構。

Terraform 支援的服務商眾多

安裝Terraform簡單

Terraform 可以隨意部署在任意的客戶端上，只要可以連通公網即可（Initializing provider plugins and Call Cloud OpenAPI） ，透過下載對應平臺的可執行二進位制包，解壓出來Executable Binary 放指定目錄，配置好相應的PATH則可使用terraform 指令。

$ terraform
Usage: terraform [--version] [--help] <command> [args]
Common commands:
    apply              Builds or changes infrastructure
    console            Interactive console for Terraform interpolations
    destroy            Destroy Terraform-managed infrastructure
    fmt                Rewrites config files to canonical format
    get                Download and install modules for the configuration
    graph              Create a visual graph of Terraform resources
    import             Import existing infrastructure into Terraform
    init               Initialize a new or existing Terraform configuration
    output             Read an output from a state file
    plan               Generate and show an execution plan
    providers          Prints a tree of the providers used in the configuration
    push               Upload this Terraform module to Terraform Enterprise to run
    refresh            Update local state file against real resources
    show               Inspect Terraform state or plan
    taint              Manually mark a resource for recreation
    untaint            Manually unmark a resource as tainted
    validate           Validates the Terraform files
    version            Prints the Terraform version
workspace          Workspace management

整個基礎架構的建設只需要terraform init，terraform plan , terraform apply 三步來完成。刪除整個環境只需要terraform  destroy一步來完成。

透過一個main.tf檔案（只需要是.tf 檔案）定義了ECS（映象、例項型別）、VPC（CIDR、VPC Name）、OSS資源（ACL、例項Name）資訊，透過Terraform 對資源配置引數做解析，呼叫阿里cloud OpenAPI 進行資源校驗於建立，同時把整個資源建立狀態化到一個.tf.state檔案中，基於該檔案則可以得知資源建立的所有資訊，包括資源數量調整，規格調整，例項變更都依賴這種非常重要的檔案。

terraform 具體使用案例

透過配置main.tf檔案定義各種資源

定義認證資源

} # Configure the Alicloud Provider
provider "alicloud" {
  access_key = "${var.access_key}"
  secret_key = "${var.secret_key}"
  region     = "${var.region}"

定義雲主機資源

# Create a web server
resource "alicloud_instance" "web" {
  # cn-beijing
  provider          = "alicloud"
  availability_zone = "cn-beijing-a"
  image_id          = "ubuntu_140405_32_40G_cloudinit_20161115.vhd"
  internet_charge_type  = "PayByBandwidth"
  instance_type        = "ecs.n1.medium"
  io_optimized         = "optimized"
  system_disk_category = "cloud_efficiency"
  security_groups      = ["${alicloud_security_group.default.id}"]
  instance_name        = "web"
}

定義安全組資源

# Create security group
resource "alicloud_security_group" "default" {
  name        = "default"
  provider    = "alicloud"
  description = "default"
}
resource "alicloud_security_group_rule" "allow_all_tcp" {
  type              = "ingress"
  ip_protocol       = "tcp"
  nic_type          = "intranet"
  policy            = "accept"
  port_range        = "1/65535"
  priority          = 1
  security_group_id = "${alicloud_security_group.default.id}"
  cidr_ip           = "0.0.0.0/0"
}

定義輸出結果資訊

# Output message
output "ecs instance name" {
  value = "${alicloud_instance.web.instance_name}"
}
output "ecs private ip" {
  value = "${alicloud_instance.web.private_ip}"
}

terraform init 

$ terraform init
Initializing provider plugins...
- Checking for available provider plugins on 
- Downloading plugin for provider "alicloud" (0.1.0)...
The following providers do not have any version constraints in configuration,
so the latest version was installed.
To prevent automatic upgrades to new major versions that may contain breaking
changes, it is recommended to add version = "..." constraints to the
corresponding provider blocks in configuration, with the constraint strings
suggested below.
* provider.alicloud: version = "~> 0.1"
Terraform has been successfully initialized!
You may now begin working with Terraform. Try running "terraform plan" to see
any changes that are required for your infrastructure. All Terraform commands
should now work.

執行terraform plan，檢視資源建立計劃 

An execution plan has been generated and is shown below.
Resource actions are indicated with the following symbols:
  + create
Terraform will perform the following actions:
  + alicloud_instance.web
      id:                   <computed>
      allocate_public_ip:   "false"
      availability_zone:    "cn-beijing-a"
      host_name:            <computed>
      image_id:             "ubuntu_140405_32_40G_cloudinit_20161115.vhd"
      instance_name:        "web"
      instance_type:        "ecs.n1.medium"
      internet_charge_type: "PayByBandwidth"
      io_optimized:         "optimized"
      private_ip:           <computed>
      public_ip:            <computed>
      security_groups.#:    <computed>
      status:               <computed>
      subnet_id:            <computed>
      system_disk_category: "cloud_efficiency"
      system_disk_size:     <computed>
  + alicloud_security_group.default
      id:                   <computed>
      description:          "default"
      name:                 "default"
Plan: 2 to add, 0 to change, 0 to destroy.

執行terraform apply，在雲端建立資源

$ terraform apply
alicloud_security_group.default: Creating...
  description: "" => "default"
  name:        "" => "default"
alicloud_security_group.default: Creation complete after 1s (ID: sg-2zec9v8aq2hgb244qrqf)
alicloud_instance.web: Creating...
  allocate_public_ip:         "" => "false"
  availability_zone:          "" => "cn-beijing-a"
  host_name:                  "" => "<computed>"
  image_id:                   "" => "ubuntu_140405_32_40G_cloudinit_20161115.vhd"
  instance_name:              "" => "web"
  instance_type:              "" => "ecs.n1.medium"
  internet_charge_type:       "" => "PayByBandwidth"
  io_optimized:               "" => "optimized"
  private_ip:                 "" => "<computed>"
  public_ip:                  "" => "<computed>"
  security_groups.#:          "" => "1"
  security_groups.2344301974: "" => "sg-2zec9v8aq2hgb244qrqf"
  status:                     "" => "<computed>"
  subnet_id:                  "" => "<computed>"
  system_disk_category:       "" => "cloud_efficiency"
  system_disk_size:           "" => "<computed>"
alicloud_instance.web: Still creating... (10s elapsed)
alicloud_instance.web: Still creating... (20s elapsed)
alicloud_instance.web: Creation complete after 51s (ID: i-2zedvfowy4m39sg1xdig)
Apply complete! Resources: 2 added, 0 changed, 0 destroyed.
Outputs:
ecs instance name = web
ecs private ip = 10.31.28.93