Was ist Infrastruktur als Code? Vorteile, Best Practices und Tools

Infrastructure as Code (IaC) ermöglicht es Entwicklern, IT-Umgebungen mit mehreren Codezeilen bereitzustellen. Im Gegensatz zu manuellen Infrastruktureinrichtungen, die Stunden oder sogar Tage für die Konfiguration benötigen, dauert die Bereitstellung eines IaC-Systems Minuten.

Dieser Artikel erläutert die Konzepte hinter Infrastructure as Code. Sie erfahren, wie IaC funktioniert und wie automatische Konfigurationen es Teams ermöglichen, Software schneller und kostengünstiger zu entwickeln.

Was ist Infrastruktur als Code (IaC)?

Infrastruktur als Code ist der Prozess der Bereitstellung und Konfiguration einer Umgebung durch Code, anstatt die erforderlichen Geräte und Systeme manuell einzurichten. Sobald Codeparameter definiert sind, führen Entwickler Skripte aus und die IaC-Plattform baut die Cloud-Infrastruktur automatisch auf.

Solche automatischen IT-Setups ermöglichen es Teams, schnell die gewünschte Cloud-Einstellung zum Testen und Ausführen ihrer Software zu erstellen. Infrastructure as Code ermöglicht Entwicklern das Generieren aller Infrastrukturkomponenten, die sie benötigen, darunter Netzwerke, Load Balancer, Datenbanken, virtuelle Maschinen und Verbindungstypen.

Wie Infrastruktur als Code funktioniert

Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Erklärung, wie das Erstellen einer IaC-Umgebung funktioniert:

• Ein Entwickler definiert die Konfigurationsparameter in einer domänenspezifischen Sprache (DCL).
• Die Anweisungsdateien werden an einen Master-Server, eine Verwaltungs-API oder ein Code-Repository gesendet.
• Die IaC-Plattform folgt den Anweisungen des Entwicklers, um die Infrastruktur zu erstellen und zu konfigurieren.

Mit IaC müssen Benutzer nicht jedes Mal eine Umgebung konfigurieren, wenn sie Software entwickeln, testen oder bereitstellen möchten. Alle Infrastrukturparameter werden in Form von Dateien gespeichert, die als Manifeste bezeichnet werden.

Wie alle Codedateien lassen sich Manifeste einfach wiederverwenden, bearbeiten, kopieren und freigeben. Manifeste machen das Erstellen, Testen, Bereitstellen und Bereitstellen der Infrastruktur schneller und konsistenter.

Entwickler codieren die Konfigurationsdateien und speichern sie in der Versionskontrolle. Wenn jemand eine Datei bearbeitet, können Pull-Requests und Code-Review-Workflows die Korrektheit der Änderungen überprüfen.

Welche Probleme löst Infrastructure as Code?

Infrastructure as Code löst die drei Hauptprobleme manueller Setups:

• Hoher Preis
• Langsame Installationen
• Umgebungsinkonsistenzen

Hoher Preis

Die manuelle Einrichtung jeder IT-Umgebung ist teuer. Für die Einrichtung der Hard- und Software benötigen Sie engagierte Ingenieure. Netzwerk- und Hardwaretechniker benötigen Supervisoren, daher gibt es mehr Verwaltungsaufwand.

Bei Infrastructure as Code richtet ein zentral verwaltetes Tool eine Umgebung ein. Sie zahlen nur für die Ressourcen, die Sie verbrauchen, und können Ihre Ressourcen schnell hoch- und herunterskalieren.

Langsame Installationen

Um eine Infrastruktur manuell einzurichten, müssen Ingenieure zunächst die Server in ein Rack einbauen. Anschließend konfigurieren sie die Hardware und das Netzwerk manuell mit den gewünschten Einstellungen. Nur dann können Ingenieure damit beginnen, die Anforderungen des Betriebssystems und der gehosteten Anwendung zu erfüllen.

Dieser Prozess ist zeitaufwändig und fehleranfällig. IaC reduziert die Einrichtungszeit auf Minuten und automatisiert den Prozess.

Umgebungsinkonsistenzen

Wenn mehrere Personen Konfigurationen manuell bereitstellen, kommt es zwangsläufig zu Inkonsistenzen. Mit der Zeit wird es schwierig, dieselben Umgebungen zu verfolgen und zu reproduzieren. Diese Inkonsistenzen führen zu kritischen Unterschieden zwischen Entwicklungs-, QA- und Produktionsumgebungen. Letztendlich führen die Unterschiede in den Einstellungen unweigerlich zu Bereitstellungsproblemen.

Infrastructure as Code gewährleistet Kontinuität, da Umgebungen automatisch bereitgestellt und konfiguriert werden, ohne dass menschliche Fehler auftreten können.

Die Rolle der Infrastruktur als Code in DevOps

Infrastructure as Code ist für DevOps unerlässlich. Agile Prozesse und Automatisierung sind nur möglich, wenn es eine leicht verfügbare IT-Infrastruktur zum Ausführen und Testen des Codes gibt.

Mit IaC profitieren DevOps-Teams von besseren Tests, kürzeren Wiederherstellungszeiten und vorhersehbareren Bereitstellungen. Diese Faktoren sind für eine schnelle Softwarebereitstellung von entscheidender Bedeutung. Einheitliche IT-Umgebungen verringern die Wahrscheinlichkeit, dass Fehler in der DevOps-Pipeline auftreten.

Der IaC-Ansatz hat keine Einschränkungen, da DevOps-Teams alle Aspekte der erforderlichen Infrastruktur bereitstellen. Ingenieure erstellen Server, stellen Betriebssysteme, Container und Anwendungskonfigurationen bereit, richten Datenspeicher, Netzwerke und Komponentenintegrationen ein.

IaC kann auch in CI/CD-Tools integriert werden. Mit der richtigen Einrichtung kann der Code App-Versionen zu Testzwecken automatisch von einer Umgebung in eine andere verschieben.

Vorteile der Infrastruktur als Code

Hier sind die Vorteile, die eine Organisation durch Infrastructure as Code erhält:

Geschwindigkeit

Mit IaC können Teams schnell Infrastruktur für Entwicklung, Tests und Produktion bereitstellen und konfigurieren. Schnelle Einrichtung beschleunigt den gesamten Lebenszyklus der Softwareentwicklung.

Auch die Antwortquote auf Kundenfeedback ist schneller. Entwickler fügen schnell neue Funktionen hinzu, ohne auf weitere Ressourcen warten zu müssen. Schnelle Bearbeitung von Benutzeranfragen verbessert die Kundenzufriedenheit.

Standardisierung

Entwickler können sich während des Bereitstellungsprozesses auf Systemeinheitlichkeit verlassen. Es gibt keine Konfigurationsdrifts, eine Situation, in der verschiedene Server aufgrund häufiger manueller Updates einzigartige Einstellungen entwickeln. Abweichungen führen zu Problemen bei der Bereitstellung und Sicherheitsbedenken.

IaC verhindert Konfigurationsabweichungen, indem jedes Mal dieselbe Umgebung bereitgestellt wird, wenn Sie dasselbe Manifest ausführen.

Wiederverwendbarkeit

DevOps-Teams können vorhandene IaC-Skripte in verschiedenen Umgebungen wiederverwenden. Sie müssen nicht jedes Mal bei Null anfangen, wenn Sie eine neue Infrastruktur benötigen.

Zusammenarbeit

Die Versionskontrolle ermöglicht es mehreren Personen, an derselben Umgebung zusammenzuarbeiten. Dank Versionskontrolle arbeiten Entwickler an unterschiedlichen Infrastrukturabschnitten und rollen Änderungen kontrolliert aus.

Effizienz

Infrastructure as Code verbessert die Effizienz und Produktivität im gesamten Entwicklungslebenszyklus.

Programmierer erstellen Sandbox-Umgebungen, um isoliert zu entwickeln. Der Betrieb kann schnell eine Infrastruktur für Sicherheitstests bereitstellen. QA-Ingenieure verfügen während des Testens über perfekte Kopien der Produktionsumgebungen. Wenn es Zeit für die Bereitstellung ist, schieben Entwickler sowohl die Infrastruktur als auch den Code in einem Schritt in die Produktion.

IaC verfolgt auch alle Umgebungsaufbaubefehle in einem Repository. Sie können schnell zu einer vorherigen Instanz zurückkehren oder eine Umgebung erneut bereitstellen, wenn Sie auf ein Problem stoßen.

Geringere Kosten

IaC reduziert die Kosten für die Entwicklung von Software. Es müssen keine Ressourcen für die manuelle Einrichtung von Umgebungen aufgewendet werden.

Die meisten IaC-Plattformen bieten eine verbrauchsabhängige Kostenstruktur. Sie zahlen nur für die Ressourcen, die Sie aktiv nutzen, sodass kein unnötiger Overhead entsteht.

Skalierbarkeit

IaC erleichtert das Hinzufügen von Ressourcen zu vorhandener Infrastruktur. Upgrades werden schnell und einfach bereitgestellt, sodass Sie in Spitzenzeiten schnell erweitern können.

Beispielsweise können Organisationen, die Online-Dienste betreiben, problemlos skalieren, um mit den Benutzeranforderungen Schritt zu halten.

Notfallwiederherstellung

Im Katastrophenfall ist es mit IaC einfach, große Systeme schnell wiederherzustellen. Sie führen einfach dasselbe Manifest erneut aus, und das System ist bei Bedarf an einem anderen Ort wieder online.

Infrastruktur als Best Practices für Codes

Verwenden Sie wenig bis gar keine Dokumentation

Definieren Sie Spezifikationen und Parameter in Konfigurationsdateien. Es ist keine zusätzliche Dokumentation erforderlich, die mit den verwendeten Konfigurationen nicht mehr synchron ist.

Versionskontrolle aller Konfigurationsdateien

Platzieren Sie alle Ihre Konfigurationsdateien unter Quellcodeverwaltung. Die Versionierung bietet Flexibilität und Transparenz bei der Verwaltung der Infrastruktur. Außerdem können Sie frühere Manifeste verfolgen, verwalten und wiederherstellen.

Kontinuierlich die Konfigurationen testen

Testen und überwachen Sie Umgebungen, bevor Sie Änderungen an der Produktion vornehmen. Um Zeit zu sparen, sollten Sie erwägen, automatisierte Tests einzurichten, die immer dann ausgeführt werden, wenn der Konfigurationscode geändert wird.

Werden Sie modular

Teilen Sie Ihre Infrastruktur in mehrere Komponenten auf und kombinieren Sie diese dann durch Automatisierung. Die IaC-Segmentierung bietet viele Vorteile. Sie kontrollieren, wer Zugriff auf bestimmte Teile Ihres Codes hat. Sie begrenzen auch die Anzahl der Änderungen, die an Manifesten vorgenommen werden können.

Infrastruktur als Code-Werkzeuge

IaC-Tools beschleunigen und automatisieren die Bereitstellung von Cloud-Umgebungen. Die meisten Tools überwachen auch zuvor erstellte Systeme und machen Änderungen am Code rückgängig.

Obwohl sie sich in Bezug auf die Funktionen unterscheiden, gibt es zwei Haupttypen von Infrastructure-as-Code-Tools:

• Imperative Werkzeuge
• Deklarative Tools

Imperative Ansatzwerkzeuge

Tools mit einem imperativen Ansatz definieren Befehle, damit die Infrastruktur den gewünschten Zustand erreichen kann. Techniker erstellen Skripte, die die Infrastruktur Schritt für Schritt bereitstellen. Es ist Sache des Benutzers, den optimalen Bereitstellungsprozess zu bestimmen.

Der zwingende Ansatz wird auch als prozeduraler Ansatz bezeichnet.

Im Vergleich zu deklarativen Ansatz-Tools erfordert imperative IaC mehr manuelle Arbeit. Es sind weitere Aufgaben erforderlich, um die Skripte auf dem neuesten Stand zu halten.

Imperative Tools passen besser zu Systemadministratoren, die einen Hintergrund in Skripterstellung haben.

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;

Imperatives IaC-Beispiel (mit Pulumi)

Deklarative Ansatz-Tools

Ein deklarativer Ansatz beschreibt den gewünschten Zustand der Infrastruktur, ohne die Schritte aufzulisten, um diesen Zustand zu erreichen. Das IaC-Tool verarbeitet die Anforderungen und konfiguriert dann automatisch die notwendige Software.

Während keine Schritt-für-Schritt-Anleitung erforderlich ist, erfordert der deklarative Ansatz einen erfahrenen Administrator, um die Umgebung einzurichten und zu verwalten.

Deklarative Tools richten sich an Benutzer mit umfassender Programmiererfahrung.

resource "aws_instance" "myEC2" {
ami = "ami-0ff8a91507f77f867"
instance_type = "t2.micro"
security_groups = ["sg-1234567"]
}

Deklarative Infrastruktur als Codebeispiel (unter Verwendung von Terraform)

Beliebte IaC-Tools

Zu den am weitesten verbreiteten Infrastructure-as-Code-Tools auf dem Markt gehören:

• Terraform: Dieses deklarative Open-Source-Tool bietet vorgefertigte Module, die Sie mit Parametern füllen, um eine Infrastruktur aufzubauen und zu verwalten.
• Pulumi:  Der Hauptvorteil von Pulumi besteht darin, dass sich die Benutzer auf ihre bevorzugte Sprache verlassen können, um die gewünschte Infrastruktur zu beschreiben.
• Marionette: Mit der Ruby-basierten DSL von Puppet definieren Sie den gewünschten Zustand der Infrastruktur, und das Tool erstellt automatisch die Umgebung.
• Ansible: Mit Ansible können Sie die Infrastruktur modellieren, indem Sie beschreiben, wie die Komponenten und Systeme miteinander in Beziehung stehen.
• Chef: Chef ist das beliebteste imperative Werkzeug auf dem Markt. Chef ermöglicht es Benutzern, „Rezepte“ und „Kochbücher“ mit seiner Ruby-basierten DSL zu erstellen. Diese Dateien geben die genauen Schritte an, die zum Erreichen der gewünschten Umgebung erforderlich sind.
• SaltStack: Was SaltStack auszeichnet, ist die Einfachheit der Bereitstellung und Konfiguration von Infrastrukturkomponenten.

Wollen wettbewerbsfähig bleiben, IaC ist nicht optional

Infrastructure as Code ist ein effektiver Weg, um mit dem rasanten Tempo der aktuellen Softwareentwicklung Schritt zu halten. In einer Zeit, in der IT-Umgebungen täglich aufgebaut, geändert und abgebaut werden müssen, ist IaC eine Voraussetzung für jedes Team, das wettbewerbsfähig bleiben möchte.

Die Bare Metal Cloud-Plattform von PhoenixNAP unterstützt die API-gesteuerte Bereitstellung von Servern. Es ist auch vollständig in Ansible und Terraform integriert, zwei der führenden Infrastructure-as-Code-Tools.

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