淺談 Infrastructure as Code - ianchen0119/Introduce-to-5GC GitHub Wiki

IaC（Infrastructure as Code）是近年來很夯的技術名詞之一，它的概念是為了更好的整合維運以及開發，舉例來說： 在 IaC 出現之前，當 Developer 交付新的程式碼後或是我們需要針對不同的需求、客戶來部署一個新的服務，可能會需要一個全新的環境部署這個服務，假設這個服務是部署在 GCP 好了，那麼開發者或是維運者至少需要手動的進行以下步驟：

  • 設定 VM 的網路環境（CIDR、Gateway、Firewall...）
  • 為它建立新的 VM Instance
  • 建立 Instance 的存取方法

而 IaC 正式為了解決大量人工部署所提出的概念。

Terraform 介紹

image

Terraform 是由 HashiCorp 推出的開源專案，它是一個 IaC 的解決方案（有廣大的社群資源和討論熱度，不怕出問題時求助無門），透過撰寫 terraform 的組態檔案，讓我們可以用寫程式的方式去部署我們的 infrastructure。

Terraform 的支援度

Terraform 支援多個熱門的雲端平台（至少 AWS、GCP 以及 Azure 都支援），換句話說，只要我們在本地的電腦設定好雲端平台對應的存取工具（以 AWS 來說就是 aws-cli），我們就能使用 Terraform 管理 infrastructure。

IaC 的優勢

Iac 的好處不單單只是避免工人智慧，使用程式碼管理、更新 infra 的最大好處就是我們能對它做版本控制，舉裡來說：在私有的 Terraform 專案上使用 Git 進行版本控制後，我們想要 review 最近 infrastructure 的改變，或是想退回更動之前都非常容易。

進入正題：如何使用 Terraform？

在學習 Terraform 之前，我們需要釐清一些觀念：

  • Terraform 使用的程式語言為 HCL（HashiCorp Configuration Language），它是一個用於描述架構的組態語言。
  • 使用 Terraform 部署與管理 infra，可以分成幾個階段：
    • Scope：描述專案中的 infrastructure
    • Author：為 infrastructure 撰寫 HCL
    • Init：安裝 infrastructure 所需要的 Terraform 插件（plugins）
    • Plan：預覽 Terraform 將對現有的 infra 帶來什麼改變
    • Apply：套用這些更動

有了這些基本觀念後，我們就可以更近一步認識 Terraform 啦！

安裝 Terraform

HashiCorp 的官方網站上有各個平台的安裝方式，以個人常用的 Mac 來說，我們可以使用 brew 來安裝 Terraform：

$ brew tap hashicorp/tap
$ brew install hashicorp/tap/terraform

執行完上述命令後，在終端機輸入 terraform 就能看到以下訊息：

image

如果相關訊息有正常顯示，那麼就代表 terraform 已經順利的安裝在你的個人環境上囉。

補充：啟用自動補齊 Terraform 支援命令的自動補齊，使用者可以在終端機輸入以下命令啟用它：

$ terraform -install-autocomplete

建置 Terraform 專案

作者的話：練習 Terraform 的使用之前，請先確保你有對應的雲端環境能夠使用。

首先，請先建立一個資料夾，用來存放你的專案程式碼：

$ mkdir myFirstTerrProject
$ cd myFirstTerrProject

接著，產生一個 main.tf 檔案，並且存入以下內容：

terraform {
  required_providers {
    aws = {
      source  = "hashicorp/aws"
      version = "3.5.0"
    }
  }
}

provider "aws" {
  profile = "default"
  region  = <AWS_SERVICE_REGION>
}

resource "aws_instance" "example" {
  ami           = <YOUR_AMI_IMAGE>
  instance_type = <EXPECTED_INSTANCE_TYPE>
}

觀察上方的程式碼，可以發現它由三個區塊所構成：

1. terraform：描述你會使用到的插件，以 main.tf 為例，我們希望用 Terraform 自動部署一個 EC2 到 AWS 上，所以我們會使用到 hashicorp/aws 套件。

2. provider：為你的 infra 提供資源的平台。

provider "aws" {
  profile = "default"
  region  = <AWS_SERVICE_REGION>
}

上方程式碼之中的 region 對應到 AWS 的 region，舉例來說，當我們打開 AWS 並且嘗試新增 S3 Bucket 時也會有很多區域供我們選擇：

image

3. resource：描述 provider 上需要部署什麼樣的資源。

resource "aws_instance" "example" {
  ami           = <YOUR_AMI_IMAGE>
  instance_type = <EXPECTED_INSTANCE_TYPE>
}

以上方程式碼來看，它是為了讓我們建立一個 EC2 Instance（沒有接觸過 AWS 的人可以把它想成是 Virtual Machine），而其中的參數則為分別我們決定了：

  • ami：EC2 Instance 執行的作業系統以及環境。

image

參考上圖，在新增 EC2 Instance 時，AWS 有提供許多 AMI 供我們選擇。此外，我們也可以客製化自己的 AMI，以網路服務的部署來說，我可以將 Application + Environment + OS 打包成一個 AMI，這樣 EC2 啟動的同時，我們也完成了新服務的部署（理想情況下啦）。

  • instance_type：EC2 的硬體資源，可參考下圖：

image

了解 main.tf 和 AWS 的部分概念後，我們就能把剛剛的保留欄位填充到 main.tf 內：

terraform {
  required_providers {
    aws = {
      source  = "hashicorp/aws"
      version = "3.5.0"
    }
  }
}

provider "aws" {
  profile = "default"
  region  = "ap-northeast-1"
}

resource "aws_instance" "example" {
  ami           = "ami-0461b11e2fad8c14a"
  instance_type = "t2.micro"
}

在專案新增 main.tf 後，在終端機輸入 terraform init 可以幫助我們完成專案的初始化：

image

輸入 terraform init 後也不難發現，這個步驟對應到了剛剛提到的 Init 階段。

作者的話： 如果需要對 infrastructure 做版本控制，也別忘記了 git init。

完成初始化後，對應到我們一開始提到的 Plan 階段：

$ terraform plan

image

terraform plan 的執行結果如上圖，這邊可以發現這個 infra 對 terraform 來說是沒有更動的（因為我們根本還沒做第一次的部署）。

看完 infra 的更動後，如果覺得沒有問題就能夠 apply 這些更動啦：

$ terraform apply

作者的話： 產出並部署 infra 後，如果想要將它們銷毀，可以使用以下命令：

$ terraform destroy

總結

本篇文章簡單介紹了 IaC 的概念以及 Terraform 的使用方法，內容涵蓋了 IaC 大部分的觀念與實作，但如果讀者想要部署一個比較複雜的架構，那麼可能要把變數也加入到組態設定檔案之中。 如果筆者之後有機會碰到 Terraform 的進階技巧（像是 TerraSpace 之類的），我會再找時間把內容補上。

References