Infrastruttura Kubernetes come codice: definizione e concetti chiave

Scopri come Infrastructure as Code (IaC) può semplificare e ottimizzare le tue implementazioni Kubernetes per garantire efficienza, coerenza e facile replicabilità. Perfetto per sviluppatori, ingegneri e professionisti della sicurezza!

Immagina di essere uno sviluppatore di un team incaricato di distribuire una nuova applicazione web su Kubernetes. Ma vorresti portare a termine questo compito in modo efficiente, coerente e facilmente replicabile. Bene, parliamo dell'infrastruttura come codice (IaC) per Kubernetes!

In questo postesploreremo come l'IaC può semplificare la gestione del tuo cluster Kubernetes. Che tu sia uno sviluppatore curioso, un ingegnere di piattaforma o anche un ingegnere della sicurezza che sta esplorando il funzionamento dell'IaC, questo post fa al caso tuo. Alla fine di questo post, avrai una solida base per utilizzare l'IaC con Kubernetes.

Concetti chiave in Kubernetes IaC

Prima di addentrarci nell'argomento, familiarizziamo con alcuni concetti chiave.useremo un'applicazione web come esempio per illustrare queste idee e cercherò di utilizzare alcune analogie per facilitare la spiegazione e l'apprendimento dei concetti e delle idee chiave.

Supponiamo che stiate descrivendo la casa dei vostri sogni a un architetto. Non gligli dite come posare ogni mattone, ma descrivete il risultato finale che desiderate. Questa è, in poche parole, una configurazione dichiarativa. Con la nostra applicazione web, diremo a Kubernetes ciò che vogliamo (ad esempio, tre istanze del nostro server web in esecuzione) e lui capirà come realizzarlo.lt;/p>

Ora, cosa succederebbe se invece di ristrutturare la vostra casa poteste crearne istantaneamente una nuova versione aggiornata? Questa è l'idea alla base dell'infrastruttura immutabile. Quando abbiamo bisogno di aggiornare la nostra applicazione web,creiamo versioni completamente nuove e aggiornate invece di modificare le risorse esistenti. Un altro concetto chiave dell'IaC è il controllo delle versioni con strumenti come Git, ad esempio. Questo ti permette di tenere traccia delle modifiche, collaborare con il tuo team e persino tornare indietro nel tempo se qualcosa va storto (cosa che potrebbe non accadere troppo spesso se rivedi e testi le modifiche prima che vengano pubblicate).

Infine, immagina di avere un incantesimo magico che potrebbe ricreare istantaneamente l'intera configurazione della tua applicazione web, esattamente com'era, in qualsiasi parte del mondo. Questo è il potere della riproducibilità e della coerenza nell'IaC. Potreste creare un ambiente completamente nuovo in una regione diversa, o almeno questo dovrebbe essere il vostro modo di pensare.

Strumenti standard per Kubernetes IaC

Ora che abbiamo le basi, esploriamo alcuni strumenti che possiamo utilizzare per costruire l'infrastruttura della nostra applicazione web. Ci concentreremo su tre strumenti principali: i file YAML di Kubernetes, Helm e Terraform.

1. File YAML di Kubernetes

I file YAML sono come i progetti delle vostre creazioni Kubernetes. Indicano a Kubernetes esattamente cosa volete costruire e come dovrebbe apparire. Vediamo come possiamo utilizzarli per configurare la nostra applicazione web su un cluster Kubernetes.

Configurazione di un cluster Kubernetes con IaC

Per prima cosa, dobbiamo preparare il nostro spazio di lavoro. Assicuratevi di avere installato e configurato la CLI kubectl. Successivamente, scriveremo i nostri manifesti YAML Kubernetes. Ecco un semplice esempio:

_{apiVersion: apps/v1}

_{kind: Deployment}

_metadata:

_{nome: web-app}

_spec:

_{repliche: 3}

_selettore:

_matchLabels:

_{app: web}

_template:

_metadata:

_etichette:

_{app: web}

_spec:

_containers:

_{- name: web-container}

_{immagine: your-web-app:latest}

_porte:

_{- containerPort: 80}

Questo file YAML comunica a Kubernetes: "Desidero un'applicazione web con tre istanze identiche, ciascuna in esecuzione in un container che ascolta sulla porta 80."

Per realizzare i nostri piani, utilizziamo il comando kubectl apply:

_{kubectl apply -f web-app.yaml}

E proprio così, abbiamo utilizzato IaC per creare la nostra applicazione web nel nostro cluster Kubernetes.

2. Helm: gestione dei pacchetti Kubernetes

Ora, immaginate di avere dei modelli predefiniti per le strutture comuni della vostra applicazione web, come database o livelli di cache. Questo è ciò che Helm fa per Kubernetes. Ci aiuta a creare pacchetti, condividere e gestire le applicazioni Kubernetes. Vediamo come possiamo utilizzare Helm nella nostra avventura con le applicazioni web.

Creazione di un grafico Helm

Pensate a un grafico Helm come a una ricetta per un'applicazione Kubernetes. Per crearne uno per la nostra applicazione web, iniziamo eseguendo:

_{helm create web-app-chart}

Questo crea una nuova directory con alcuni file modello, come un nuovo ricettario con alcune ricette di base. Possiamo quindi personalizzare questi file in base alle esigenze della nostra applicazione web.

Ad esempio, potremmo modificare il file values.yaml per impostare il numero di repliche per la nostra applicazione:

_{replicaCount: 3}

_image:

_{repository: your-web-app}

_{tag: "latest"}

Distribuzione di applicazioni con Helm

Per distribuire la nostra applicazione web utilizzando Helm, utilizziamo il comando Helm install:

_{helm install web-app ./web-app-chart}

Questo comando indica a Helm di installare il nostro grafico e di denominare la versione "web-app".”

3. Terraform per Kubernetes IaC

Se i file YAML di Kubernetes e i grafici Helm sono come progetti architettonici, allora Terraform è come una macchina da costruzione universale in grado di costruire quasi tutto, compreso il terreno su cui stai costruendo! Vediamo come possiamo utilizzare Terraform per configurare il nostro cluster AWS EKS per la nostra applicazione web.

Configurazione di un cluster AWS EKS con Terraform

Ecco un semplice esempio di come potremmo utilizzare Terraform per creare un cluster EKS:

_{provider "aws" {}

_{region = "us-west-2"}

_}

_{module "eks" {}

_{source = "terraform-aws-modules/eks/aws"}

_{cluster_name = "web-app-cluster"}

_{cluster_version = "1.30"}

_{subnets = ["subnet-abcde012", "subnet-bcde012a"]}

_{vpc_id = "vpc-1234556abcdef"}

_{node_groups = {}

_{web_app_nodes = {}

_{desired_capacity = 3}

_{capacità_massima = 5}

_{capacità_minima = 1}

_{instance_type = "t3.medium"}

_}

_}

_}

Questo codice Terraform è come dare istruzioni a un capomastro. Dice: "Crea un cluster EKS denominato "web-app-cluster" in queste aree specifiche di AWS e configura un gruppo di nodi di lavoro per eseguire la nostra applicazione web."”

Per applicare questa configurazione, eseguiamo:

_{terraform apply}

Et voilà! Terraform creerà il nostro cluster EKS, completo di rete, gruppi di sicurezza e nodi di lavoro.

Best practice per Kubernetes IaC

Ora che abbiamo imparato a conoscere alcuni strumenti, parliamo di come usarli e trarne vantaggio. Queste best practice sono come le tecniche segrete che i maestri costruttori utilizzano per creare strutture straordinarie. Potrei passare l'intera giornata a parlarne in dettaglio, ma mi limiterò a illustrare le più importanti:

1. Modularizza le tue configurazioni: Invece di creare un'unica struttura complessa e complessa, suddividete le configurazioni delle vostre applicazioni web in parti più piccole e riutilizzabili. Ad esempio, create un pacchetto Helm per separare le responsabilità. In questo modo saranno più facili da gestire e aggiornare. Il modulo EKS che avete utilizzato in Terraform per creare il cluster è un buon esempio di questa pratica.
2. Utilizza configurazioni specifiche per l'ambiente: Crea configurazioni diverse per il tuo ambiente di sviluppo, l'area di staging e l'ambiente di produzione live. Questo aiuta a prevenire errori e a mantenere l'organizzazione, utilizzando lo stesso IaC. Mantenere la coerenza tra i diversi ambienti è fondamentale per la ripetibilità e aiuta a ridurre gli errori.
3. Best practice per il controllo delle versioni: Utilizza sempre il controllo delle versioni per i tuoi file IaC, sempre! Questo ti consente di tenere traccia delle modifiche e collaborare con il tuo team.&
4. Strategie di integrazione CI/CD: Integra il tuo IaC nella tua pipeline CI/CD. Questo automatizza il processo di applicazione delle modifiche all'infrastruttura.
5. Considerazioni sulla sicurezza: Segui sempre le migliori pratiche di sicurezza. Ciò include l'utilizzo dei principi del privilegio minimo e l'aggiornamento regolare delle configurazioni.

Esempi reali e casi d'uso

Esploriamo8217;s esploriamo alcuni scenari reali in cui Kubernetes IaC eccelle. Immaginiamo che la nostra applicazione web stia crescendo rapidamente e che abbiamo bisogno di scalarla e gestirla in modo efficiente. Ecco come potremmo utilizzare IaC in questo percorso. Ancora una volta, potrei scrivere un libro su questo argomento, ma mi limiterò a fornirvi alcune idee ed esempi su come potreste farlo con IaC.

1. Distribuzione di applicazioni multilivello

La nostra applicazione web si è evoluta in una struttura complessa con un front-end, un server API e un database. Con IaC, possiamo definire ogni componente in file separati:

_{# frontend.yaml}

_{apiVersion: apps/v1}

_{kind: Deployment}

_metadata:

_{name: frontend}

_spec:

_{replicas: 3}

_{# ... altre specifiche}

_---

_{# api-server.yaml}

_{apiVersion: apps/v1}

_{kind: Deployment}

_metadata:

_{nome: api-server}

_spec:

_{replicas: 2}

_{# ... altre specifiche}

_---

_{# database.yaml}

_{apiVersion: apps/v1}

_{kind: StatefulSet}

_metadata:

_{name: database}

_spec:

_{serviceName: "database"}

_{repliche: 1}

_{# ... altre specifiche}

Separando questi componenti, è possibile gestire e scalare ogni parte della nostra applicazione web in modo indipendente.

2. Gestione dei cluster Kubernetes su larga scala

Immaginiamo ora che la nostra applicazione web diventi globale! Abbiamo bisogno di gestire più cluster in diverse regioni. Ecco che Terraform viene in nostro soccorso:

_{module "eks_us_west" {}

_{source = "./modules/eks-cluster"}

_{region = "us-west-2"}

_{cluster_name = "web-app-us-west"}

_}

_{module "eks_eu_central" {}

_{source = "./modules/eks-cluster"}

_{region = "eu-central-1"}

_{cluster_name = "web-app-eu-central"}

_}

Questa configurazione Terraform consente di creare e gestire più cluster EKS utilizzando lo stesso modulo.

3. Strategie di disaster recovery e backup

È possibile implementare un piano di disaster recovery utilizzando IaC. Ad esempio, è possibile creare un modulo Terraform che configuri un cluster EKS di backup in una regione diversa:

_{module "backup_cluster" {}

_{source = "./modules/eks-cluster"}

_{region = "us-east-1"}

_{cluster_name = "web-app-backup"}

_}

_{resource "aws_db_instance" "backup_db" {}

_{engine = "postgres"}

_{classe_istanza = "db.t3.micro"}

_{# ... altre specifiche}

_}

Questa configurazione garantisce la possibilità di avviare rapidamente un ambiente di backup in caso di guasto del cluster primario. È come avere una copia completa dell'infrastruttura della nostra applicazione web archiviata in modo sicuro in un'altra posizione, pronta per essere utilizzata in qualsiasi momento.lt;/p>

Sfide e soluzioni in Kubernetes IaC

Poiché Kubernetes viene adottato dalle organizzazioni per l'orchestrazione dei container, IaC rimane fondamentale per la sua gestione efficace. Tuttavia, esistono diversi ostacoli nell'implementazione di IaC in Kubernetes. In primo luogo, la gestione di configurazioni complesse si rivela l'ostacolo più difficile da superare. Anche se il suo approccio dichiarativo è piuttosto vantaggioso, a volte può portare a manifesti YAML molto intricati, rendendo davvero difficile la gestione e il controllo delle versioni di configurazioni complesse. Per ovviare a questo problema, le organizzazioni possono utilizzare strumenti come Helm per la creazione di modelli e Terraform per il provisioning dell'infrastruttura, che rendono più facile la gestione delle configurazioni complesse.

Un'altra sfida importante è rappresentata dalla sicurezza e dalla conformità. Esistono molti modi per proteggere l'accesso all'API di Kubernetes, applicare le politiche di rete e implementare l'RBAC. Tuttavia, è necessario un monitoraggio costante e prolungato contro altre vulnerabilità, poiché gli aggiornamenti sono sempre dietro l'angolo. È indispensabile eseguire scansioni regolari dei container e applicare patch di sicurezza. È necessario integrare le migliori pratiche di sicurezza IaC per automatizzare i controlli di conformità, che altrimenti potrebbero essere soggetti a errori umani.

La gestione dei dati segreti e di configurazione è importante. Le organizzazioni devono garantire che le informazioni sensibili non siano hardcoded all'interno delle configurazioni IaC. Integrate strumenti di gestione dei segreti con Kubernetes per archiviare e gestire i vostri dati sensibili; proteggete l'accesso a essi e limitatelo solo ai servizi autorizzati.

Infine, monitorate e controllate le modifiche alle vostre configurazioni IaC per garantire l'integrità e la tracciabilità di tali modifiche. L'utilizzo del controllo di versione nei file IaC e degli strumenti di controllo consentirà una chiara visibilità di tutte le modifiche, una rapida risoluzione dei problemi e una semplificazione della reportistica di conformità. In questo modo, con gli strumenti e le pratiche adeguati per affrontare queste sfide, le organizzazioni possono realizzare appieno il potenziale di Kubernetes IaC.

Prossimi passi nel tuo percorso Kubernetes IaC

Concludendo la nostra (brevissima) esplorazione di Kubernetes e dell'infrastruttura come codice, èè il momento di considerare i passi successivi. Iniziate applicando questi concetti a un piccolo componente della vostra applicazione web. Iniziate con qualcosa di semplice, come la codifica dell'infrastruttura per il vostro front-end. Man mano che vedrete la vostra configurazione prendere vita, acquisirete esperienza pratica e sicurezza.

Ogni strumento di cui abbiamodiscusso (YAML di Kubernetes, pacchetti Helm e moduli Terraform) offre vantaggi unici. Sperimentali per comprenderne i punti di forza e determinare quale si adatta meglio alle tue esigenze e al tuo flusso di lavoro. In realtà, potresti anche usarli tutti contemporaneamente.

Ricorda che adottare l'IaC significa tanto cambiare il tuo approccio quanto utilizzare nuovi strumenti. Inizia a pensare alla tua infrastruttura nello stesso modo in cui pensi al codice delle tue applicazioni. Creane delle versioni, rivedile e cerca modi per migliorarle continuamente. Man mano che procedi, non trascurare la sicurezza e il disaster recovery. Questi aspetti diventano sempre più importanti man mano che la tua infrastruttura diventa più complessa.

Ecco un suggerimento per iniziare: questa settimana, identifica un aspetto del tuo progetto attuale che non utilizza IaC. Dedica un po' di tempo a tradurlo in un formato IaC utilizzando uno degli strumenti di cui abbiamo parlato. Distribuiscilo, testalo e ripeti il processo. Documenta ciò che impari durante il processo.

Sei pronto per saperne di più? Prenota una chiamata per dare un'occhiata più da vicino allo strumento di sicurezza Kubernetes di SentinelOne’s Kubernetes security tool qui.

FAQs

Che cos'è Kubernetes IaC?

L'infrastruttura come codice (IaC) di Kubernetes è un approccio alla gestione e al provisioning dei cluster e delle risorse Kubernetes che utilizza il codice anziché processi manuali. Consente di definire l'infrastruttura in file di testo, che possono essere controllati con Git, condivisi e distribuiti automaticamente con pochi comandi. Questo metodo applica le pratiche di sviluppo software alla gestione dell'infrastruttura, rendendola più coerente, ripetibile e più facile da mantenere nel lungo periodo.

Perché Kubernetes ha bisogno dell'infrastruttura come codice?

Gli ambienti Kubernetes possono diventare rapidamente complessi e difficili da gestire manualmente. L'infrastruttura come codice risolve questo problema fornendo un modo per automatizzare e standardizzare la creazione e la gestione dei cluster. Consente di distribuire e scalare rapidamente le applicazioni, mantenere la coerenza tra diversi ambienti e ripristinare facilmente i guasti.

Inoltre, l'IaC facilita la collaborazione, poiché le configurazioni dell'infrastruttura possono essere condivise, riviste e migliorate come qualsiasi altro codice.

Kubernetes è considerato infrastruttura come codice?

Sebbene Kubernetes di per sé non sia strettamente infrastruttura come codice, supporta e integra fortemente le pratiche IaC. Kubernetes utilizza configurazioni dichiarative per definire gli stati desiderati, in linea con i principi IaC.

Tuttavia, Kubernetes da solo non fornisce tutte le funzionalità di una soluzione IaC completa. È più accurato dire che Kubernetes funziona bene con gli strumenti IaC, consentendo di gestire sia il livello di orchestrazione dei container che la definizione dell'applicazione utilizzando il codice.

Quali sono gli strumenti per l'infrastruttura come codice in Kubernetes?

Diversi strumenti supportano l'infrastruttura come codice negli ambienti Kubernetes. Terraform è popolare per il provisioning e la gestione dei cluster Kubernetes su vari provider cloud. Helm aiuta a impacchettare e distribuire le applicazioni Kubernetes, fungendo da gestore di pacchetti.

Per chi preferisce un approccio nativo Kubernetes, le risorse personalizzate e gli operatori consentono di estendere l'API Kubernetes per scopi IaC. Ogni strumento ha i suoi punti di forza e molti team ne utilizzano una combinazione per coprire diversi aspetti delle loro esigenze di gestione dell'infrastruttura.