Kubernetes Infrastructure as Code: definitie en belangrijke concepten

Ontdek hoe Infrastructure as Code (IaC) uw Kubernetes-implementaties kan vereenvoudigen en stroomlijnen voor efficiëntie, consistentie en eenvoudige replicatie. Perfect voor ontwikkelaars, ingenieurs en beveiligingsprofessionals!

Stel je voor dat je een ontwikkelaar bent in een team dat een nieuwe webapplicatie moet implementeren op Kubernetes. Maar jedeze taak efficiënt, consistent en op een manier wilt uitvoeren die gemakkelijk te repliceren is. Laten we het eens hebben over infrastructuur als code (IaC) voor Kubernetes!

In dit bericht gaan we bekijken hoe IaC het beheer van uw Kubernetes-cluster kan stroomlijnen. Of u nueen nieuwsgierige ontwikkelaar, een platformingenieur of zelfs een beveiligingsingenieur bent die wil ontdekken hoe IaC werkt, dit artikel is voor u bedoeld. Aan het einde van dit artikel heeft u een solide basis voor het gebruik van IaC met Kubernetes.

Belangrijke concepten in Kubernetes IaC

Voordat we verder gaan, gaan we eerst enkele belangrijke concepten bekijken. We gebruiken een webapplicatie als voorbeeld om deze ideeën te illustreren en ik zal een paar analogieën gebruiken om het voor mij gemakkelijker te maken om uit te leggen en voor u om de belangrijkste concepten en ideeën te onthouden.

Stel dat u uw droomhuis aan een architect beschrijft. U vertelt hem niet hoe hij elke steen moet leggen; maar beschrijft u het eindresultaat dat u wilt. Dat is in een notendop een declaratieve configuratie. Met onze webapplicatie vertellen we Kubernetes wat we willen (bijvoorbeeld drie exemplaren van onze webserver die draaien), en Kubernetes zoekt uit hoe dat gerealiseerd kan worden.

Wat als je in plaats van je huis te renoveren, direct een gloednieuwe, bijgewerkte versie zou kunnen creëren? Datis het idee achter onveranderlijke infrastructuur. Wanneer we onze webapp moeten updaten, maken we volledig nieuwe, bijgewerkte versies in plaats van bestaande bronnen aan te passen. Een ander belangrijk concept bij IaC is versiebeheer met tools zoals Git. Hiermee kunt u wijzigingen bijhouden, samenwerken met uw team en zelfs de tijd terugdraaien als er iets misgaat (wat waarschijnlijk niet vaak voorkomt als u wijzigingen controleert en test voordat ze live gaan).

Tot slot stel je voor dat je een toverspreuk hebt waarmee je je volledige webapplicatie-installatie onmiddellijk kunt herscheppen, precies zoals hij was, waar ook ter wereld. Dat is de kracht van reproduceerbaarheid en consistentie in IaC. Je zou een volledig nieuwe omgeving in een andere regio kunnen opzetten, of dat zou tenminste de mentaliteit moeten zijn.

Standaardtools voor Kubernetes IaC

Nu we de basis hebben, gaan we kijken naar enkele tools die we kunnen gebruiken om de infrastructuur van onze webapplicatie te bouwen. We richten ons op drie belangrijke tools: Kubernetes YAML-bestanden, Helm en Terraform.

1. Kubernetes YAML-bestanden

YAML-bestanden zijn als het ware de blauwdrukken voor uw Kubernetes-creaties. Ze vertellen Kubernetes precies wat u wilt bouwen en hoe het eruit moet zien. Laten we eens kijken hoe we ze kunnen gebruiken om onze webapplicatie op een Kubernetes-cluster in te stellen.

Een Kubernetes-cluster opzetten met IaC

Eerst moeten we onze werkruimte voorbereiden. Zorg ervoor dat u de kubectl CLI hebt geïnstalleerd en geconfigureerd. Vervolgens schrijven we onze Kubernetes YAML-manifesten. Hier is een eenvoudig voorbeeld:

_{apiVersion: apps/v1}

_{kind: Deployment}

_metadata:

_{naam: web-app}

_spec:

_{replica's: 3}

_selector:

_matchLabels:

_{app: web}

_sjabloon:

_metadata:

_labels:

_{app: web}

_spec:

_containers:

_{- name: web-container}

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

_poorten:

_{- containerPort: 80}

Dit YAML-bestand vertelt Kubernetes: "Ik wil een webapplicatie met drie identieke instanties, die elk draaien in een container die luistert op poort 80."

Om onze plannen te realiseren, gebruiken we het kubectl apply-commando:

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

En zo hebben we met IaC onze webapplicatie in onze Kubernetes-cluster gemaakt.

2. Helm: Kubernetes-pakketbeheer

Stel je nu eens voor dat je vooraf gemaakte blauwdrukken had voor veelvoorkomende structuren in je webapplicatie, zoals databases of cachinglagen. Dat is wat Helm doet voor Kubernetes. Het helpt ons bij het verpakken, delen en beheren van Kubernetes-applicaties. Laten we eens kijken hoe we Helm kunnen gebruiken in ons webapp-avontuur.

Een Helm-chart maken

Zie een Helm-chart als een recept voor een Kubernetes-applicatie. Om er een te maken voor onze webapp, beginnen we met het uitvoeren van:

_{helm create web-app-chart}

Hiermee wordt een nieuwe map aangemaakt met enkele sjabloonbestanden, zoals een nieuw kookboek met enkele basisrecepten. We kunnen deze bestanden vervolgens aanpassen aan de behoeften van onze webapplicatie.

We kunnen bijvoorbeeld kunnen we het bestand values.yaml aanpassen om het aantal replica's voor onze applicatie in te stellen:

_{replicaCount: 3}

_image:

_{repository: your-web-app}

_{tag: "latest"}

Applicaties implementeren met Helm

Om onze webapplicatie met Helm te implementeren, gebruiken we het Helm-installatiecommando:

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

Dit commando geeft Helm de opdracht om onze chart te installeren en de release de naam "web-app" te geven.”

3. Terraform voor Kubernetes IaC

Als Kubernetes YAML-bestanden en Helm-charts architecturale blauwdrukken zijn, dan is Terraform een universele bouwmachine waarmee je bijna alles kunt bouwen, inclusief het terrein waarop je! Laten we eens kijken hoe we Terraform kunnen gebruiken om onze AWS EKS-cluster voor onze webapplicatie in te stellen.

Een AWS EKS-cluster instellen met Terraform

Hier is een eenvoudig voorbeeld van hoe we Terraform kunnen gebruiken om een EKS-cluster te maken:

_{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 = {}

_{gewenste_capaciteit = 3}

_{max_capaciteit = 5}

_{min_capacity = 1}

_{instance_type = "t3.medium"}

_}

_}

_}

Deze Terraform-code is te vergelijken met het geven van instructies aan een bouwmeester. Er staat: "Maak een EKS-cluster met de naam 'web-app-cluster' in deze specifieke gebieden van AWS en stel een groep werkknooppunten in om onze webapplicatie uit te voeren."

Om deze configuratie toe te passen, voeren we het volgende uit:

_{terraform apply}

En voilà! Terraform maakt onze EKS-cluster aan, compleet met netwerken, beveiligingsgroepen en werknoodsen.

Best practices voor Kubernetes IaC

Nu we enkele tools hebben leren kennen, gaan we het hebben over hoe we ze kunnen gebruiken en benutten. Deze best practices zijn als de geheime technieken die meesterbouwers gebruiken om verbazingwekkende bouwwerken te creëren. Ik zou hier de hele dag in detail over kunnen praten, maar ik zal me beperken tot de belangrijkste:

1. Modulariseer uw configuraties: In plaats van één enorme, complexe structuur te bouwen, kunt u de configuraties van uw webapplicatie opsplitsen in kleinere, herbruikbare delen. Bouw bijvoorbeeld een Helm-pakket om verantwoordelijkheden te scheiden. Dit maakt ze gemakkelijker te beheren en bij te werken. De EKS-module die u in Terraform hebt gebruikt om de cluster te maken, is een goed voorbeeld van deze praktijk.
2. Gebruik omgevingsspecifieke configuraties: Maak verschillende configuraties voor uw ontwikkelomgeving, uw staging-omgeving en uw live productieomgeving. Dit helpt fouten te voorkomen en zorgt voor een goede organisatie, met gebruikmaking van dezelfde IaC. Consistentie tussen verschillende omgevingen is essentieel voor herhaalbaarheid en helpt u fouten te verminderen.
3. Best practices voor versiebeheer: Gebruik altijd versiebeheer voor uw IaC-bestanden, altijd! Zo kunt u wijzigingen bijhouden en samenwerken met uw team.
4. CI/CD-integratiestrategieën: Integreer uw IaC in uw CI/CD-pijplijn. Dit automatiseert het proces van het toepassen van uw infrastructuurwijzigingen.
5. Beveiligingsoverwegingen: Volg altijd de best practices op het gebied van beveiliging. Dit omvat het gebruik van het principe van minimale rechten en het regelmatig bijwerken van uw configuraties.

Voorbeelden en gebruiksscenario's uit de praktijk-Wereldvoorbeelden en gebruiksscenario's

Laten we eens kijken naar enkele praktijkvoorbeelden waarin Kubernetes IaC uitblinkt. Stel dat onze webapplicatie snel groeit en we deze efficiënt moeten schalen en beheren. Hieronder leest u hoe we IaC tijdens dit traject kunnen gebruiken. Ook hierover zou ik een heel boek kunnen schrijven, maar ik zal u een paar ideeën en voorbeelden geven van hoe u dit met IaC kunt doen.

1. Implementatie van meerlaagse applicaties

Onze webapplicatie is uitgegroeid tot een complex geheel met een front-end, een API-server en een database. Met IaC kunnen we elke component in afzonderlijke bestanden definiëren:

_{# frontend.yaml}

_{apiVersion: apps/v1}

_{kind: Deployment}

_metadata:

_{name: frontend}

_spec:

_{replica's: 3}

_{# ... andere specificaties}

_---

_{# api-server.yaml}

_{apiVersion: apps/v1}

_{kind: Deployment}

_metadata:

_{name: api-server}

_spec:

_{replicas: 2}

_{# ... andere specificaties}

_---

_{# database.yaml}

_{apiVersion: apps/v1}

_{kind: StatefulSet}

_metadata:

 

_{name: database}

_spec:

_{serviceName: "database"}

_{replicas: 1}

_{# ... andere specificaties}

Door deze componenten te scheiden, kunt u elk onderdeel van onze webapplicatie afzonderlijk beheren en schalen.

2. Kubernetes-clusterbeheer op schaal

Stel je vervolgens voor dat onze webapplicatie wereldwijd gaat! We moeten meerdere clusters in verschillende regio's beheren. Hier komt Terraform te hulp:

_{module "eks_us_west" {}

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

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

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

_}

_{module "eks_eu_central" {}

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

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

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

_}

Met deze Terraform-configuratie kunt u meerdere EKS-clusters maken en beheren met dezelfde module.

3. Strategieën voor noodherstel en back-ups

U kunt een noodherstelplan implementeren met behulp van IaC. U kunt bijvoorbeeld een Terraform-module maken die een back-up EKS-cluster in een andere regio opzet:

_{module "backup_cluster" {}

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

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

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

_}

_{resource "aws_db_instance" "backup_db" {}

_{engine = "postgres"}

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

_{# ... andere specificaties}

_}

Deze opstelling zorgt ervoor dat u snel een back-upomgeving kunt opzetten als onze primaire cluster uitvalt. Het is alsof we een volledige kopie van de infrastructuur van onze webapplicatie veilig op een andere locatie hebben opgeslagen, klaar voor gebruik op elk moment.

Uitdagingen en oplossingen in Kubernetes IaC

Aangezien Kubernetes door organisaties wordt gebruikt voor de orkestratie van containers, blijft IaC essentieel voor een effectief beheer ervan. Er zijn echter nogal wat hindernissen bij de implementatie van IaC in Kubernetes. Ten eerste blijkt het omgaan met ingewikkelde configuraties de grootste uitdaging te zijn. Hoewel de declaratieve aanpak zeer voordelig is, kan dit soms leiden tot zeer ingewikkelde YAML-manifesten, waardoor het erg moeilijk is om complexe opstellingen te beheren en versiebeheer toe te passen. Om dit aan te pakken, kunnen organisaties tools zoals Helm gebruiken voor het maken van sjablonen en Terraform voor het creëren van infrastructuurprovisioning, waardoor complexe configuraties gemakkelijker te beheren zijn.

Een andere grote uitdaging is beveiliging en compliance. Er zijn veel manieren om de toegang tot de Kubernetes API te beveiligen, het netwerkbeleid af te dwingen en RBAC te implementeren. Er is echter constante en langdurige monitoring van andere kwetsbaarheden nodig, aangezien er altijd een update op komst is. Regelmatige containerscans en het toepassen van beveiligingspatches zijn vaak een must. U moet de beste IaC-beveiligingspraktijken integreren om nalevingscontroles te automatiseren, die anders vatbaar kunnen zijn voor menselijke fouten.

Het beheer van geheime en configuratiegegevens is belangrijk. Organisaties moeten ervoor zorgen dat gevoelige informatie niet hard gecodeerd is in IaC-configuraties. Integreer tools voor geheimenbeheer met Kubernetes om uw gevoelige gegevens op te slaan en te beheren, de toegang ertoe te beveiligen en deze te beperken tot alleen geautoriseerde diensten.

Ten slotte moet u wijzigingen in uw IaC-configuraties monitoren en controleren om de integriteit en traceerbaarheid van dergelijke wijzigingen te waarborgen. Door versiebeheer in IaC-bestanden en audittools zorgt voor duidelijk inzicht in alle wijzigingen, maakt snelle probleemoplossing mogelijk en stroomlijnt de nalevingsrapportage. Op deze manier kunnen organisaties, met de juiste tools en praktijken om deze uitdagingen aan te pakken, het potentieel van Kubernetes IaC volledig benutten.

Volgende stappen in uw Kubernetes IaC-traject

Nu we onze (zeer) korte verkenning van Kubernetes en infrastructuur als code afronden, is het tijd om na te denken over uw volgende stappen. Begin met het toepassen van deze concepten op een klein onderdeel van uw webapplicatie. Begin met iets eenvoudigs, zoals het coderen van de infrastructuur voor uw front-end. Naarmate u uw configuratie tot leven ziet komen, doet u praktische ervaring en zelfvertrouwen op.

Elke tool die we hebben besproken – Kubernetes YAML's, Helm-pakketten en Terraform-modules – biedt unieke voordelen. Experimenteer ermee om hun sterke punten te begrijpen en te bepalen welke het beste bij uw behoeften en workflow passen. U kunt ze zelfs allemaal tegelijk gebruiken.

Onthoud dat het invoeren van IaC net zozeer gaat om het veranderen van uw aanpak als om het gebruik van nieuwe tools. Begin uw infrastructuur op dezelfde manier te bekijken als uw applicatiecode. Versieer het, bekijk het en zoek naar manieren om het continu te verbeteren. Naarmate u vordert, mag u de beveiliging en noodherstel niet verwaarlozen. Deze aspecten worden steeds belangrijker naarmate uw infrastructuur complexer wordt.

Hier is een suggestie om mee te beginnen: zoek deze week één aspect van uw huidige project dat geen gebruik maakt van IaC. Besteed wat tijd aan het omzetten ervan naar een IaC-formaat met behulp van een van de tools die we hebben besproken. Implementeer het, test het en herhaal het. Documenteer wat je tijdens dit proces leert.

Klaar om meer te ontdekken? Maak een afspraak voor een nadere kennismaking met de Kubernetes-beveiligingstool van SentinelOne hier.

FAQs

Wat is Kubernetes IaC?

Kubernetes Infrastructure as Code (IaC) is een benadering voor het beheren en inrichten van Kubernetes-clusters en -bronnen met behulp van code in plaats van handmatige processen. Hiermee kunt u infrastructuur definiëren in tekstbestanden, die met Git versiebeheer kunnen worden beheerd, gedeeld en automatisch worden geïmplementeerd met een paar commando's. Deze methode brengt softwareontwikkelingspraktijken naar infrastructuurbeheer, waardoor het consistenter, herhaalbaar en op de lange termijn gemakkelijker te onderhouden is.

Waarom heeft Kubernetes infrastructuur als code nodig?

Kubernetes-omgevingen kunnen snel complex worden en moeilijk handmatig te beheren zijn. Infrastructuur als code biedt hiervoor een oplossing door een manier te bieden om het aanmaken en beheren van clusters te automatiseren en te standaardiseren. Hiermee kunt u snel applicaties implementeren en schalen, consistentie tussen verschillende omgevingen handhaven en gemakkelijk herstellen van storingen.

Bovendien vergemakkelijkt IaC de samenwerking, omdat infrastructuurconfiguraties net als elke andere code kunnen worden gedeeld, beoordeeld en verbeterd.

Wordt Kubernetes beschouwd als infrastructuur als code?

Hoewel Kubernetes zelf strikt genomen geen infrastructuur als code is, ondersteunt en vult het IaC-praktijken sterk aan. Kubernetes gebruikt declaratieve configuraties om gewenste statussen te definiëren, wat in overeenstemming is met IaC-principes.

Kubernetes alleen biedt echter niet alle functies van een volledige IaC-oplossing. Het is juister om te zeggen dat Kubernetes goed samenwerkt met IaC-tools, waardoor u zowel de containerorkestratielaag als de definitie van de applicatie met behulp van code kunt beheren.

Wat zijn de tools voor infrastructuur als code in Kubernetes?

Er zijn verschillende tools die infrastructuur als code in Kubernetes-omgevingen ondersteunen. Terraform is populair voor het inrichten en beheren van Kubernetes-clusters bij verschillende cloudproviders. Helm helpt bij het verpakken en implementeren van Kubernetes-applicaties en fungeert als een pakketbeheerder.

Voor degenen die de voorkeur geven aan een Kubernetes-native aanpak, maken aangepaste bronnen en operators het mogelijk om de Kubernetes API uit te breiden voor IaC-doeleinden. Elke tool heeft zijn sterke punten en veel teams gebruiken een combinatie om verschillende aspecten van hun infrastructuurbeheerbehoeften te dekken.