Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã là gì? Làm thế nào nó hoạt động?

Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã (IaC) cho phép các nhà phát triển cung cấp cho môi trường CNTT một số dòng mã. Không giống như các thiết lập cơ sở hạ tầng thủ công đòi hỏi hàng giờ hoặc thậm chí vài ngày để định cấu hình, phải mất vài phút để triển khai hệ thống IaC.

Bài viết này giải thích các khái niệm đằng sau Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã. Bạn sẽ tìm hiểu cách IaC hoạt động và cách cấu hình tự động cho phép các nhóm phát triển phần mềm với tốc độ cao hơn và giảm chi phí.

Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã (IaC) là gì?

Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã là quá trình cung cấp và đặt cấu hình môi trường thông qua mã thay vì thiết lập thủ công các thiết bị và hệ thống cần thiết. Sau khi xác định tham số mã, nhà phát triển sẽ chạy tập lệnh và nền tảng IaC sẽ tự động xây dựng cơ sở hạ tầng đám mây.

Việc thiết lập CNTT tự động như vậy cho phép các nhóm nhanh chóng tạo cài đặt đám mây mong muốn để kiểm tra và chạy phần mềm của họ. Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã cho phép các nhà phát triển tạo bất kỳ thành phần cơ sở hạ tầng nào họ cần, bao gồm mạng, bộ cân bằng tải, cơ sở dữ liệu, máy ảo và các loại kết nối.

Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã hoạt động như thế nào

Dưới đây là giải thích từng bước về cách hoạt động của việc tạo môi trường IaC:

• Nhà phát triển xác định các tham số cấu hình bằng ngôn ngữ dành riêng cho miền (DCL).
• Các tệp hướng dẫn được gửi đến máy chủ chính, API quản lý hoặc kho lưu trữ mã.
• Nền tảng IaC tuân theo hướng dẫn của nhà phát triển để tạo và định cấu hình cơ sở hạ tầng.

Với IaC, người dùng không cần định cấu hình môi trường mỗi khi họ muốn phát triển, thử nghiệm hoặc triển khai phần mềm. Tất cả các tham số cơ sở hạ tầng được lưu dưới dạng tệp gọi là bảng kê khai.

Giống như tất cả các tệp mã, bảng kê khai rất dễ sử dụng lại, chỉnh sửa, sao chép và chia sẻ. Bản kê khai giúp việc xây dựng, thử nghiệm, dàn dựng và triển khai cơ sở hạ tầng nhanh chóng và nhất quán hơn.

Các nhà phát triển mã hóa các tệp cấu hình lưu trữ chúng trong phần kiểm soát phiên bản. Nếu ai đó chỉnh sửa tệp, yêu cầu kéo và quy trình đánh giá mã có thể kiểm tra tính chính xác của các thay đổi.

Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã giải quyết được những vấn đề gì?

Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã giải quyết ba vấn đề chính của thiết lập thủ công:

• Giá cao
• Cài đặt chậm
• Môi trường không nhất quán

Giá cao

Việc thiết lập thủ công từng môi trường CNTT rất tốn kém. Bạn cần các kỹ sư tận tâm để thiết lập phần cứng và phần mềm. Kỹ thuật viên mạng và phần cứng cần có người giám sát, do đó cần nhiều chi phí quản lý hơn.

Với Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã, một công cụ được quản lý tập trung sẽ thiết lập một môi trường. Bạn chỉ trả tiền cho những tài nguyên bạn sử dụng và bạn có thể nhanh chóng mở rộng quy mô tài nguyên của mình.

Cài đặt chậm

Để thiết lập cơ sở hạ tầng theo cách thủ công, trước tiên các kỹ sư cần phải sắp xếp các máy chủ. Sau đó, họ tự cấu hình phần cứng và mạng theo các cài đặt mong muốn. Chỉ khi đó các kỹ sư mới có thể bắt đầu đáp ứng các yêu cầu của hệ điều hành và ứng dụng được lưu trữ.

Quá trình này tốn thời gian và dễ xảy ra sai sót. IaC giảm thời gian thiết lập xuống còn vài phút và tự động hóa quy trình.

Môi trường không nhất quán

Bất cứ khi nào có nhiều người triển khai cấu hình theo cách thủ công thì chắc chắn sẽ xảy ra sự không nhất quán. Theo thời gian, việc theo dõi và tái tạo các môi trường giống nhau sẽ trở nên khó khăn hơn. Những mâu thuẫn này dẫn đến sự khác biệt quan trọng giữa môi trường phát triển, QA và sản xuất. Cuối cùng, sự khác biệt trong cài đặt chắc chắn sẽ gây ra các vấn đề về triển khai.

Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã đảm bảo tính liên tục khi các môi trường được cung cấp và đặt cấu hình tự động, không có chỗ cho lỗi của con người.

Vai trò của cơ sở hạ tầng dưới dạng mã trong DevOps

Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã rất cần thiết cho DevOps. Các quy trình linh hoạt và tự động hóa chỉ có thể thực hiện được nếu có sẵn cơ sở hạ tầng CNTT để chạy và kiểm tra mã.

Với IaC, các nhóm DevOps tận hưởng quá trình thử nghiệm tốt hơn, thời gian phục hồi ngắn hơn và triển khai dễ dự đoán hơn. Những yếu tố này rất quan trọng để phân phối phần mềm có nhịp độ nhanh. Môi trường CNTT thống nhất giúp giảm nguy cơ xảy ra lỗi trong quy trình DevOps.

Cách tiếp cận IaC không có giới hạn vì nhóm DevOps cung cấp tất cả các khía cạnh của cơ sở hạ tầng cần thiết. Các kỹ sư tạo máy chủ, triển khai hệ điều hành, bộ chứa, cấu hình ứng dụng, thiết lập bộ lưu trữ dữ liệu, mạng và tích hợp thành phần.

IaC cũng có thể được tích hợp với các công cụ CI/CD. Với thiết lập phù hợp, mã có thể tự động di chuyển các phiên bản ứng dụng từ môi trường này sang môi trường khác nhằm mục đích thử nghiệm.

Lợi ích của cơ sở hạ tầng dưới dạng mã

Dưới đây là những lợi ích mà tổ chức nhận được từ Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã:

Tốc độ

Với IaC, các nhóm nhanh chóng cung cấp và đặt cấu hình cơ sở hạ tầng để phát triển, thử nghiệm và sản xuất. Thiết lập nhanh sẽ tăng tốc toàn bộ vòng đời phát triển phần mềm.

Tốc độ phản hồi phản hồi của khách hàng cũng nhanh hơn. Các nhà phát triển thêm các tính năng mới một cách nhanh chóng mà không cần phải chờ thêm tài nguyên. Việc đáp ứng yêu cầu của người dùng nhanh chóng sẽ cải thiện sự hài lòng của khách hàng.

Tiêu chuẩn hóa

Các nhà phát triển có thể dựa vào tính đồng nhất của hệ thống trong quá trình phân phối. Không có hiện tượng lệch cấu hình, tình huống trong đó các máy chủ khác nhau phát triển các cài đặt riêng do cập nhật thủ công thường xuyên. Sự trôi dạt dẫn đến các vấn đề khi triển khai và lo ngại về bảo mật.

IaC ngăn ngừa tình trạng sai lệch cấu hình bằng cách cung cấp cùng một môi trường mỗi khi bạn chạy cùng một bảng kê khai.

Khả năng tái sử dụng

Các nhóm DevOps có thể sử dụng lại các tập lệnh IaC hiện có trong nhiều môi trường khác nhau. Không cần phải bắt đầu lại từ đầu mỗi khi bạn cần cơ sở hạ tầng mới.

Sự hợp tác

Kiểm soát phiên bản cho phép nhiều người cộng tác trên cùng một môi trường. Nhờ kiểm soát phiên bản, các nhà phát triển làm việc trên các phần cơ sở hạ tầng khác nhau và triển khai các thay đổi một cách có kiểm soát.

Hiệu quả

Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã cải thiện hiệu quả và năng suất trong suốt vòng đời phát triển.

Các lập trình viên tạo môi trường hộp cát để phát triển riêng biệt. Hoạt động có thể nhanh chóng cung cấp cơ sở hạ tầng để kiểm tra bảo mật. Kỹ sư QA có bản sao hoàn hảo của môi trường sản xuất trong quá trình thử nghiệm. Khi đến thời điểm triển khai, các nhà phát triển sẽ đẩy cả cơ sở hạ tầng và mã vào sản xuất trong một bước.

IaC cũng theo dõi tất cả các lệnh xây dựng môi trường trong kho lưu trữ. Bạn có thể nhanh chóng quay lại phiên bản trước hoặc triển khai lại môi trường nếu gặp sự cố.

Chi phí thấp hơn

IaC giảm chi phí phát triển phần mềm. Không cần phải tốn tài nguyên để thiết lập môi trường theo cách thủ công.

Hầu hết các nền tảng IaC đều cung cấp cấu trúc chi phí dựa trên mức tiêu thụ. Bạn chỉ trả tiền cho những tài nguyên bạn đang sử dụng tích cực, do đó không có chi phí không cần thiết.

Khả năng mở rộng

IaC giúp dễ dàng bổ sung tài nguyên vào cơ sở hạ tầng hiện có. Các bản nâng cấp được cung cấp nhanh chóng và dễ dàng nên bạn có thể nhanh chóng mở rộng trong thời gian bùng nổ.

Ví dụ: các tổ chức chạy dịch vụ trực tuyến có thể dễ dàng mở rộng quy mô để đáp ứng nhu cầu của người dùng.

Khắc phục thảm họa

Trong trường hợp xảy ra thảm họa, có thể dễ dàng khôi phục nhanh chóng các hệ thống lớn với IaC. Bạn chỉ cần chạy lại cùng một bảng kê khai và hệ thống sẽ trực tuyến trở lại ở một vị trí khác nếu cần.

Cơ sở hạ tầng dưới dạng các phương pháp hay nhất về mã

Sử dụng ít hoặc không cần tài liệu

Xác định thông số kỹ thuật và tham số trong tệp cấu hình. Không cần có tài liệu bổ sung không đồng bộ với các cấu hình đang sử dụng.

Kiểm soát phiên bản Tất cả các tệp cấu hình

Đặt tất cả các tệp cấu hình của bạn dưới sự kiểm soát nguồn. Phiên bản mang lại sự linh hoạt và minh bạch khi quản lý cơ sở hạ tầng. Nó cũng cho phép bạn theo dõi, quản lý và khôi phục các bảng kê khai trước đó.

Liên tục kiểm tra cấu hình

Kiểm tra và giám sát môi trường trước khi đưa ra bất kỳ thay đổi nào vào sản xuất. Để tiết kiệm thời gian, hãy cân nhắc việc thiết lập các thử nghiệm tự động để chạy bất cứ khi nào mã cấu hình được sửa đổi.

Đi theo mô-đun

Chia cơ sở hạ tầng của bạn thành nhiều thành phần và sau đó kết hợp chúng thông qua tự động hóa. Phân đoạn IaC mang lại nhiều lợi ích. Bạn kiểm soát ai có quyền truy cập vào một số phần nhất định trong mã của bạn. Bạn cũng giới hạn số lượng thay đổi có thể được thực hiện đối với bảng kê khai.

Cơ sở hạ tầng dưới dạng công cụ mã

Các công cụ IaC tăng tốc và tự động hóa việc cung cấp môi trường đám mây. Hầu hết các công cụ cũng giám sát các hệ thống đã tạo trước đó và khôi phục các thay đổi đối với mã.

Mặc dù chúng khác nhau về tính năng, nhưng có hai loại Cơ sở hạ tầng chính dưới dạng công cụ Mã:

• Công cụ bắt buộc
• Công cụ khai báo

Công cụ tiếp cận mệnh lệnh

Các công cụ có cách tiếp cận bắt buộc xác định các lệnh để cho phép cơ sở hạ tầng đạt đến trạng thái mong muốn. Các kỹ sư tạo các tập lệnh cung cấp cơ sở hạ tầng theo từng bước một. Người dùng có quyền quyết định quy trình triển khai tối ưu.

Cách tiếp cận bắt buộc còn được gọi là cách tiếp cận thủ tục.

Khi so sánh với các công cụ tiếp cận khai báo, IaC bắt buộc đòi hỏi nhiều thao tác thủ công hơn. Cần có nhiều nhiệm vụ hơn để cập nhật tập lệnh.

Các công cụ bắt buộc phù hợp hơn với quản trị viên hệ thống có nền tảng về viết kịch bản.

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;

Ví dụ IaC bắt buộc (sử dụng Pulumi)

Công cụ tiếp cận khai báo

Cách tiếp cận khai báo mô tả trạng thái mong muốn của cơ sở hạ tầng mà không liệt kê các bước để đạt được trạng thái đó. Công cụ IaC xử lý các yêu cầu và sau đó tự động cấu hình phần mềm cần thiết.

Mặc dù không cần hướng dẫn từng bước nhưng cách tiếp cận khai báo yêu cầu quản trị viên có kỹ năng thiết lập và quản lý môi trường.

Các công cụ khai báo được phục vụ cho người dùng có kinh nghiệm lập trình vững vàng.

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

Ví dụ về cơ sở hạ tầng khai báo dưới dạng mã (sử dụng Terraform)

Công cụ IaC phổ biến

Các công cụ Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã được sử dụng rộng rãi nhất trên thị trường bao gồm:

• Terraform: Công cụ khai báo nguồn mở này cung cấp các mô-đun viết sẵn mà bạn điền các tham số để xây dựng và quản lý cơ sở hạ tầng.
• Pulumi: Ưu điểm chính của Pulumi là người dùng có thể dựa vào ngôn ngữ yêu thích của mình để mô tả cơ sở hạ tầng mong muốn.
• Puppet: Khi sử dụng DSL dựa trên Ruby của Puppet, bạn xác định trạng thái mong muốn của cơ sở hạ tầng và công cụ này sẽ tự động tạo môi trường.
• Ansible: Ansible cho phép bạn lập mô hình cơ sở hạ tầng bằng cách mô tả cách các thành phần và hệ thống liên quan với nhau.
• Chef: Chef là công cụ mệnh lệnh phổ biến nhất trên thị trường. Chef cho phép người dùng tạo “công thức nấu ăn” và “sách dạy nấu ăn” bằng DSL dựa trên Ruby. Các tệp này chỉ định các bước chính xác cần thiết để đạt được môi trường mong muốn.
• SaltStack: Điều khiến SaltStack trở nên khác biệt là tính đơn giản trong việc cung cấp và định cấu hình các thành phần cơ sở hạ tầng.

Muốn duy trì tính cạnh tranh, IaC không phải là tùy chọn

Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã là một cách hiệu quả để theo kịp tốc độ phát triển phần mềm nhanh chóng hiện nay. Trong thời điểm môi trường CNTT phải được xây dựng, thay đổi và phá bỏ hàng ngày, IaC là yêu cầu bắt buộc đối với bất kỳ nhóm nào mong muốn duy trì tính cạnh tranh.

Nền tảng Bare Metal Cloud của PhoenixNAP hỗ trợ việc cung cấp máy chủ theo hướng API. Nó cũng được tích hợp hoàn toàn với Ansible và Terraform, hai trong số các công cụ Cơ sở hạ tầng dưới dạng Mã hàng đầu.

Tìm hiểu thêm về Bare Metal Cloud và cách nó có thể giúp thúc đẩy nỗ lực Cơ sở hạ tầng dưới dạng mã của tổ chức.