摘要：在数字化转型的浪潮中，现代企业正面临着前所未有的运维挑战。随着技术的发展和业务需求的日益复杂，传统的运维模式已经难以满足快速迭代和持续交付的需求。因此，探索新的运维实践，以提高软件开发和部署的效率，已成为企业的当务之急。本文旨在探讨基础设施即代码（IaC）技术
张秉瑞，华为技术有限公司，质量与流程IT部，负责资源编排系统的研发与维护，研发效能（DevOps）工程师（中级）课程学员
在数字化转型的浪潮中，现代企业正面临着前所未有的运维挑战。随着技术的发展和业务需求的日益复杂，传统的运维模式已经难以满足快速迭代和持续交付的需求。因此，探索新的运维实践，以提高软件开发和部署的效率，已成为企业的当务之急。本文旨在探讨基础设施即代码（IaC）技术如何在DevOps模式中发挥关键作用，解决现代企业的运维痛点，并促进开发与运维的协同工作。
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一、现代企业的运维痛点
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传统运维模式通常是基于手动操作和人工干预的。在这种模式下，基础设施的搭建、配置和管理主要依靠运维人员的经验和手动配置。这种方式缺乏标准化和自动化，导致运维工作繁琐且容易出错。此外，传统运维往往采用“救火式”的响应机制，即在问题发生后才进行处理，缺乏预防性和前瞻性的维护策略。
传统运维方式存在多个问题，其中最显著的是效率低下和错误率高。由于依赖手动操作，即使是简单的配置变更也可能耗费大量时间，且容易引入人为错误。此外，环境不一致性是另一个常见问题，不同的开发、测试和生产环境之间存在差异，导致在不同环境间迁移时出现问题。传统运维还缺乏灵活性和可扩展性，难以快速响应业务需求的变化，这在面对市场快速变化时尤为突出。安全性也是一个重要问题，手动管理难以保证及时更新安全补丁和配置，增加了安全风险。
这种运维方式严重阻碍了企业对于研发效能的提升。首先，它限制了软件交付的速度，因为手动部署和配置过程缓慢，无法满足快速迭代的需求。其次，中大型企业的IT运行环境错综复杂，需要部署和管理的应用程序成千上万，而且相互之间存在各种关联和依赖关系，企业在日常研发运营过程中，经常存在应用的快速交付、更新、迁移的需求，而且大部分应用程序都与基础架构资源如计算、容器、存储、网络、数据库、中间件等有关，要想应用程序正常运行，往往需要上述基础资源提前准备和配置完成，且需要保证网络环境畅通、计算资源满足实际需要、存储空间足够等一系列前提条件。在传统运维方式下，这些都要依赖运维人员的手工操作和反复核对，最终完成软件的交付，非常耗时耗力，而且还影响了团队的协作，开发和运维团队之间缺乏有效的沟通和协作机制，导致最后的部署交付过程中存在不可预知的问题且难以快速解决。最终，这些问题导致了研发效能的下降，企业难以快速响应市场变化，创新能力受限，竞争力下降。
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二、什么是IaC技术
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基础设施即代码（Infrastructure as Code，简称IaC）是一种将基础设施管理任务自动化的方法，它涉及到将数据中心、云资源和其他基础设施的配置和部署过程转化为可版本控制的代码。IaC的核心理念是将基础设施的配置信息以代码的形式表达出来，使得基础设施的构建和管理变得更加一致、可重复和高效。
IaC的核心在于将基础设施的配置视为软件代码来处理。这意味着基础设施的配置可以通过版本控制系统进行管理，就像软件开发中的源代码一样。IaC工具和框架允许开发者和运维人员使用声明式的代码来定义基础设施的所需状态，而不是传统的命令式脚本。这种声明式的方法使得基础设施的配置更加清晰、易于理解和维护。
IaC的技术实现通常依赖于特定的工具和框架，如Terraform、AWS CloudFormation、Azure Resource Manager模板、Google Cloud Deployment Manager等。这些工具允许用户编写配置文件，定义虚拟机、网络、存储和其他云资源的配置。一旦编写完成，这些配置文件可以被版本控制工具（如Git）管理，并且可以通过持续集成/持续部署（CI/CD）管道自动化部署。
IaC带来了多方面的优势。首先，它提高了基础设施管理的一致性和可重复性，因为基础设施的配置是通过代码定义的，可以确保在不同环境间部署的一致性。其次，IaC促进了开发和运维之间的协作，因为它允许团队使用相同的工具和流程来管理基础设施和应用程序。此外，IaC还提高了部署的速度和灵活性，因为基础设施的变更可以通过代码快速实施和回滚。最后，IaC通过自动化减少了人为错误，提高了运维的可靠性。
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三、IaC技术为什么
可以促进开发运维协同
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基础设施即代码（IaC）技术在促进开发（Dev）与运维（Ops）协同工作方面发挥着至关重要的作用。IaC的核心优势在于其能够将基础设施的配置和管理过程标准化、自动化，从而打破开发与运维之间的传统壁垒，实现更高效的协作。
1. 标准化与自动化
IaC技术通过将基础设施配置转化为代码，实现了基础设施管理的标准化。这种标准化使得开发和运维团队能够使用相同的语言和工具来沟通和协作。自动化的部署流程减少了手动配置的需要，降低了人为错误的风险，同时提高了部署的速度和一致性。这种一致性确保了开发、测试和生产环境之间的无缝过渡，减少了环境差异导致的问题。
2. 提高透明度和可追溯性
IaC技术使得基础设施的变更可以通过代码的形式进行追踪和审计。这种透明度对于开发和运维团队来说是至关重要的，因为它允许团队成员理解变更的背景和影响，从而更快地响应问题。版本控制系统的使用也使得回滚变更变得简单，这在出现问题时尤其重要。
3. 加速迭代和部署
IaC技术通过自动化部署流程，使得开发团队能够快速地将代码变更部署到生产环境。这种快速迭代能力不仅加快了产品上市时间，也使得运维团队能够更快地响应业务需求的变化。此外，自动化的测试和部署流程也减少了等待时间，提高了整体的研发效能。
4. 促进文化变革
IaC技术是DevOps文化的一部分，它鼓励开发和运维团队之间的沟通和协作。通过共同维护基础设施代码，两个团队可以更好地理解彼此的工作和挑战，从而促进跨部门的协作和知识共享。这种文化变革有助于打破传统的“开发 vs 运维”对立，建立以业务成果为导向的团队合作模式。
5. 提升安全性和合规性
IaC技术通过自动化和标准化基础设施配置，有助于确保安全性和合规性。基础设施的配置可以被审查和测试，就像代码一样，这有助于及时发现和修复安全漏洞。此外，自动化的合规性检查可以集成到部署流程中，确保所有部署都符合企业的安全政策和行业标准。
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四、IaC技术如何在
DevOps模式中进行落地实现
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在DevOps模式中落地实现基础设施即代码（IaC）技术，涉及到将IaC的理念和工具集成到现有的软件开发和运维流程中，以实现自动化、标准化和一致性的基础设施管理。以下是实现IaC技术在DevOps模式中的几个关键步骤：
1. 制定IaC策略
首先，组织需要制定一个清晰的IaC策略，明确IaC的目标和范围。这包括确定哪些基础设施组件将被代码化，以及如何管理和维护这些代码。策略还应包括对团队成员的培训计划，以确保他们理解IaC的概念和工具。
2. 选择合适的IaC工具
选择合适的IaC工具是实现IaC的关键。流行的IaC工具包括Terraform、AWS CloudFormation、Puppet和Ansible等。选择时应考虑工具的社区支持、集成能力、灵活性和学习曲线。工具的选择应与组织的云服务提供商和技术栈相匹配。
3. 代码化基础设施
将现有的基础设施组件转换为代码是IaC实施的核心。这涉及到编写配置文件，定义虚拟机、网络、存储和其他资源的配置。这些代码应该遵循最佳实践，如模块化、可重用性和文档化。
4. 集成到CI/CD流程
IaC代码应集成到组织的持续集成/持续部署（CI/CD）流程中。这意味着IaC代码的变更应触发自动化的构建和部署流程，确保基础设施的变更能够快速、一致地部署到不同的环境。
5. 自动化测试
为了确保IaC代码的变更不会导致环境的不稳定，自动化测试是必不可少的。这包括单元测试、集成测试和验收测试，以验证基础设施的配置是否符合预期。
6. 监控和日志
实施IaC后，监控和日志记录变得尤为重要。组织应集成监控工具，以实时跟踪基础设施的性能和健康状况。同时，日志记录可以帮助团队快速定位和解决问题。
7. 审计和合规性
IaC代码的审计和合规性检查是确保安全性和合规性的关键。这包括定期审查IaC代码，以确保它们符合安全政策和行业标准。
8. 文化和组织变革
IaC的实施不仅仅是技术变革，还涉及到文化和组织结构的变革。开发和运维团队需要更紧密地合作，共同维护IaC代码。这可能需要重新定义团队的角色和责任，以及建立跨部门的沟通和协作机制。
9. 持续改进
最后，IaC的实施是一个持续改进的过程。组织应定期回顾IaC实践的效果，并根据反馈进行调整。这包括优化IaC代码、改进CI/CD流程和增强监控能力。
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五、总结
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基础设施即代码（IaC）技术实现了标准化和自动化基础设施的配置和管理，从而提高运维的一致性、可重复性和效率。通过将基础设施配置转化为代码，IaC促进了开发与运维团队之间的沟通和协作，增强了透明度和可追溯性，加速了软件的迭代和部署流程。此外，IaC技术还提升了软件研发的效率，包括加快产品上市时间、减少环境差异导致的问题、提高系统的安全性和合规性，以及通过自动化测试和监控增强了软件交付质量。总体而言，IaC技术不仅优化了软件交付的效率和质量，还为企业在快速变化的市场环境中保持竞争力提供了强有力的支持。
参考书籍
1.《基础设施即代码：云服务时代的运维实践》，Kief Morris，人民邮电出版社
2.《DevOps：软件架构师行动指南》，Viktor Farcic，电子工业出版社
来源：opendotnet
