基础设施即代码：核心优势、最佳实践与主流工具全解析
基础设施即代码 (IaC) 使开发者能用几行代码预配 IT 环境。与需要数小时甚至数天配置的手动基础设施设置不同，部署 IaC 系统仅需几分钟。
本文解释基础设施即代码背后的概念。您将了解 IaC 如何工作，以及自动配置如何让团队以更高速度、更低成本开发软件。
什么是基础设施即代码 (IaC)？
基础设施即代码是通过代码而非手动设置所需设备和系统来预配和配置环境的过程。一定代码参数后，开发者运行脚本，IaC 平台自动构建云基础设施。
这种自动 IT 设置使团队能快速创建所需云环境以测试和运行软件。基础设施即代码允许开发者生成所需的任何基础设施组件，包括网络、负载均衡器、数据库、虚拟机和连接类型。
基础设施即代码如何工作
以下是创建 IaC 环境的分步解释：
- 开发者用领域特定语言 (DCL) 定义配置参数。
- 指令文件发送到主服务器、管理 API 或代码仓库。
- IaC 平台遵循开发者指令创建和配置基础设施。
使用 IaC，用户无需每次开发、测试或部署软件时都配置环境。所有基础设施参数以称为清单的文件形式保存。
作为所有代码文件，清单易于复用、编辑、复制和共享。清单使构建、测试、预发布和部署基础设施更快、更一致。
开发者将配置文件编码并存入版本控制。若有人编辑文件，拉取请求和代码审查流程可检查变更正确性。
基础设施即代码解决了什么问题？
基础设施即代码解决了手动设置的三大问题：
- 高成本
- 安装缓慢
- 环境不一致
高成本
手动设置每个 IT 环境成本高昂。需要专职工程师设置硬件和软件。网络和硬件技术员需要主管，因此管理开销更大。
使用基础设施即代码，集中管理工具设置环境。您仅为消耗的资源付费，并能快速上下调整资源。
安装缓慢
手动设置基础设施时，工程师首先需要上架服务器。然后手动配置硬件和网络到所需设置。只有那时工程师才能开始满足操作系统和托管应用的要求。
此过程耗时且易出错。IaC 将设置时间缩短至几分钟并实现自动化。
环境不一致
当多人手动部署配置时，不一致不可避免。随时间推移，难以追踪和复现相同环境。这些不一致导致开发、QA 和生产环境间的关键差异。最终，设置差异必然导致部署问题。
基础设施即代码通过自动预配和配置相同环境确保连续性，无人为错误余地。
基础设施即代码在 DevOps 中的角色
基础设施即代码对 DevOps 至关重要。只有随时可用的 IT 基础设施运行和测试代码，敏捷流程和自动化才可能。
有了 IaC，DevOps 团队享受更好测试、更短恢复时间、更可预测部署。这些因素对快节奏软件交付至关重要。统一 IT 环境降低 DevOps 流水线中 Bug 产生几率。
IaC 方法无限制，DevOps 团队预配所需基础设施所有方面。工程师创建服务器、部署操作系统、容器、应用配置、设置数据存储、网络和组件集成。
IaC 还可与 CI/CD 工具集成。有了正确设置，代码可自动将应用版本在环境间移动以供测试。
基础设施即代码的优势
组织从基础设施即代码获得的优势：
速度
有了 IaC，团队能快速为开发、测试和生产预配和配置基础设施。快速设置加速整个软件开发生命周期。
对客户反馈的响应率也更快。开发者快速添加新功能，无需等待更多资源。快速响应用户请求提升客户满意度。
标准化
开发者在交付过程中依赖系统一致性。无配置漂移——即因频繁手动更新导致不同服务器产生独特设置的情况。漂移导致部署问题和安全顾虑。
IaC 通过每次运行相同清单预配相同环境防止配置漂移。
可复用性
DevOps 团队可在各种环境中复用现有 IaC 脚本。每次需要新基础设施无需从头开始。
协作
版本控制允许多人协作同一环境。得益于版本控制，开发者在不同基础设施部分工作，并以受控方式推出变更。
效率
基础设施即代码提升整个开发生命周期的效率和生产力。
程序员创建沙箱环境隔离开发。运维可快速为安全测试预配基础设施。QA 工程师在测试时拥有生产环境的完美副本。部署时，开发者一步将基础设施和代码推送到生产环境。
IaC 还在仓库中记录所有环境构建命令。遇到问题可快速回滚到先前实例或重新部署环境。
降低成本
IaC 降低软件开发成本。无需在手动设置环境上花费资源。
大多数 IaC 平台提供基于消费的成本结构。您仅为主动使用的资源付费，无不必要开销。
可扩展性
IaC 让向现有基础设施添加资源变得容易。升级快速预配且轻松，可在爆发期快速扩展。
例如，运行在线服务的组织可轻松扩展以满足用户需求。
灾难恢复
灾难发生时，用 IaC 易于快速恢复大型系统。只需重新运行相同清单，系统即可在需要时在不同位置重新上线。
基础设施即代码最佳实践
极少或无文档
在配置文件中定义规格和参数。无需额外文档，免得其与使用中的配置脱节。
所有配置文件纳入版本控制
将所有配置文件置于源代码控制下。版本控制提供管理基础设施的灵活性和透明度。也允许追踪、管理和恢复先前清单。
持续测试配置
推送变更到生产前测试和监控环境。为节省时间，考虑设置自动化测试，在配置代码修改时运行。
模块化设计
将基础设施分为多个组件，再通过自动化组合。IaC 分段提供诸多优势。您控制谁有权访问代码特定部分。也限制可对清单做出的变更数量。
基础设施即代码工具
IaC 工具加速和自动化云环境预配。大多数工具也监控先前创建的系统并回滚代码变更。
虽然功能各异，但基础设施即代码工具主要分两类：
- 命令式工具
- 声明式工具
命令式方法工具
命令式方法工具定义命令使基础设施达到期望状态。工程师创建逐步预配基础设施的脚本。由用户确定最佳部署流程。
命令式方法也称程序式方法。
与声明式方法工具相比，命令式 IaC 需更多手工工作。保持脚本更新需要更多任务。
命令式工具更适合有脚本背景的系统管理员。
const aws = require("@pulumi/aws"); let size = "t2.micro"; let ami = "ami-0ff8a91507f77f867" let group = new aws.ec2.SecurityGroup("webserver-secgrp", { ingress: [ {protocol: "tcp", fromPort: 22, toPort: 22, cidrBlocks: ["0.0.0.0/0"] }, ], }); let server = new aws.ec2.Instance("webserver-www", { instanceType: size, securityGroups: [ group.name ], ami: ami, }); exports.publicIp = server.publicIp; exports.publicHostName= server.publicDns;命令式 IaC 示例（使用 Pulumi）
声明式方法工具
声明式方法描述基础设施期望状态，而不列出达到该状态的步骤。IaC 工具处理需求并自动配置必要软件。
虽无需逐步指令，声明式方法仍需熟练管理员设置和管理环境。
声明式工具面向有强编程经验的用户。
resource "aws_instance" "myEC2" { ami = "ami-0ff8a91507f77f867" instance_type = "t2.micro" security_groups = ["sg-1234567"] }声明式基础设施即代码示例（使用 Terraform）
主流 IaC 工具
市场上最广泛使用的基础设施即代码工具包括：
- Terraform: 此开源声明式工具提供预写模块，您填入参数即可构建和管理基础设施。
- Pulumi: Pulumi 主要优势是用户可依赖偏爱语言描述期望基础设施。
- Puppet: 使用 Puppet 基于 Ruby 的 DSL，您定义基础设施期望状态，工具自动创建环境。
- Ansible: Ansible 通过描述组件和系统如何相互关联来建模基础设施。
- Chef: Chef 是市场上最流行的命令式工具。Chef 允许用户用其基于 Ruby 的 DSL 制作“配方”和“食谱书”。这些文件指定达到期望环境所需的确切步骤。
- SaltStack: SaltStack 独特之处在于预配和配置基础设施组件的简洁性。
想保持竞争力，IaC 非可选
基础设施即代码是跟上当前软件开发快节奏的有效方式。在 IT 环境必须每天构建、变更和拆除的时代，IaC 是任何希望保持竞争力的团队的必需品。
PhoenixNAP 的裸金属云平台支持服务器的 API 驱动预配。也与 Ansible 和 Terraform 两大领先 IaC 工具完全集成。
了解裸金属云更多信息，以及它如何助推组织的基础设施即代码工作。
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