Infrastruktur als Code: Terraform Best Practices für globale Teams

In der heutigen Cloud-zentrierten Welt ist Infrastruktur als Code (IaC) zu einer unverzichtbaren Praxis für die Verwaltung und Automatisierung von Infrastruktur-Bereitstellungen geworden. Terraform, ein beliebtes IaC-Tool von HashiCorp, ermöglicht es Teams, Infrastruktur mithilfe einer deklarativen Konfigurationssprache zu definieren und bereitzustellen. Dieser Blogbeitrag skizziert essenzielle Terraform Best Practices, um globalen Teams zu helfen, ihre Infrastruktur effektiv zu verwalten, die Zusammenarbeit zu verbessern und Konsistenz in verschiedenen Umgebungen zu gewährleisten.

Warum Terraform und Infrastruktur als Code?

Bevor wir uns mit den Best Practices befassen, wollen wir die Vorteile der Nutzung von Terraform und IaC verstehen:

• Automatisierung: Automatisiert die Infrastruktur-Bereitstellung, reduziert den manuellen Aufwand und potenzielle Fehler.
• Versionskontrolle: Infrastrukturkonfigurationen werden als Code behandelt, was Versionskontrolle, Zusammenarbeit und Nachvollziehbarkeit ermöglicht.
• Konsistenz: Gewährleistet konsistente Infrastruktur-Bereitstellungen in verschiedenen Umgebungen (Entwicklung, Staging, Produktion).
• Wiederholbarkeit: Ermöglicht die einfache Reproduktion von Infrastruktur-Setups, was die Notfallwiederherstellung und Skalierung vereinfacht.
• Zusammenarbeit: Erleichtert die Zusammenarbeit zwischen Teammitgliedern durch Code-Reviews und gemeinsame Konfigurationen.
• Kostenreduzierung: Optimiert die Ressourcennutzung und reduziert den Betriebsaufwand.

Terraforms deklarativer Ansatz, das Anbieter-Ökosystem und die starke Community-Unterstützung machen es zu einer leistungsstarken Wahl für die Verwaltung von Infrastruktur über verschiedene Cloud-Anbieter und On-Premise-Umgebungen hinweg. Beispielsweise könnte ein globales E-Commerce-Unternehmen Terraform verwenden, um seine Infrastruktur über AWS-Regionen in Nordamerika, Europa und dem asiatisch-pazifischen Raum zu verwalten und so konsistente Bereitstellungen und eine effiziente Ressourcennutzung weltweit zu gewährleisten.

Terraform Best Practices

1. Modularisieren Sie Ihre Infrastruktur

Terraform-Module sind wiederverwendbare, eigenständige Pakete von Infrastrukturcode. Die Modularisierung Ihrer Infrastruktur fördert die Wiederverwendbarkeit des Codes, vereinfacht die Wartung und verbessert die Zusammenarbeit. Ein gut konzipiertes Modul kapselt bestimmte Infrastrukturkomponenten, wodurch es einfacher zu verstehen, zu testen und bereitzustellen ist.

Vorteile der Modularisierung:

• Wiederverwendbarkeit: Verwenden Sie dasselbe Modul in mehreren Projekten oder Umgebungen.
• Wartbarkeit: Einfacher, bestimmte Komponenten zu aktualisieren und zu warten, ohne andere Teile der Infrastruktur zu beeinträchtigen.
• Testbarkeit: Testen Sie Module isoliert, um sicherzustellen, dass sie korrekt funktionieren.
• Zusammenarbeit: Ermöglicht Teams, gleichzeitig an verschiedenen Modulen zu arbeiten.

Beispiel:

Betrachten Sie ein Modul zur Erstellung einer Virtual Private Cloud (VPC) auf AWS. Das Modul würde die Erstellung von VPC, Subnetzen, Routing-Tabellen und Sicherheitsgruppen kapseln. Andere Teams können dieses Modul dann wiederverwenden, um VPCs in verschiedenen AWS-Konten oder Regionen zu erstellen.

            # vpc_module/main.tf
resource "aws_vpc" "main" {
 cidr_block = var.cidr_block
 enable_dns_hostnames = true
 enable_dns_support = true

 tags = {
 Name = var.vpc_name
 }
}

resource "aws_subnet" "private" {
 count = length(var.private_subnet_cidrs)
 vpc_id = aws_vpc.main.id
 cidr_block = var.private_subnet_cidrs[count.index]
 availability_zone = data.aws_availability_zones.available.names[count.index]

 tags = {
 Name = format("%s-private-%02d", var.vpc_name, count.index + 1)
 }
}

output "vpc_id" {
 value = aws_vpc.main.id
}

            

              
                Copy
              
            
          

            # main.tf (using the VPC module)
module "vpc" {
 source = "./vpc_module"
 vpc_name = "my-global-vpc"
 cidr_block = "10.0.0.0/16"
 private_subnet_cidrs = ["10.0.1.0/24", "10.0.2.0/24"]
}

output "vpc_id" {
 value = module.vpc.vpc_id
}

            

              
                Copy
              
            
          

2. Terraform State effektiv verwalten

Der Terraform State ist eine entscheidende Komponente, die reale Ressourcen Ihrer Konfiguration zuordnet. Es ist unerlässlich, den Terraform State effektiv zu verwalten, um die Integrität und Konsistenz Ihrer Infrastruktur zu gewährleisten. Die Verwendung von Remote-State-Speicher ist eine bewährte Methode, insbesondere für Teams, die kollaborativ arbeiten.

Vorteile der Remote-State-Speicherung:

• Zusammenarbeit: Ermöglicht mehreren Teammitgliedern, gleichzeitig an derselben Infrastruktur zu arbeiten.
• Sicherheit: Speichert den State sicher in einem Remote-Backend (z. B. AWS S3, Azure Blob Storage, Google Cloud Storage).
• Versionierung: Bietet Versionierung und Nachvollziehbarkeit von State-Änderungen.
• Sperrung: Verhindert gleichzeitige Änderungen am State, um Konflikte zu vermeiden.

Beispiel:

Verwendung von AWS S3 und DynamoDB für die Remote-State-Speicherung und Sperrung:

            terraform {
 backend "s3" {
 bucket = "my-terraform-state-bucket"
 key = "global/terraform.tfstate"
 region = "us-east-1"
 dynamodb_table = "terraform-locks"
 encrypt = true
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Wichtige Überlegungen:

• Verschlüsselung: Verschlüsseln Sie Ihren Terraform State, um sensible Informationen zu schützen.
• Zugriffskontrolle: Implementieren Sie strenge Zugriffskontrollrichtlinien, um einzuschränken, wer auf den State zugreifen und ihn ändern kann.
• Backup: Sichern Sie Ihren Terraform State regelmäßig, um Datenverlust zu vermeiden.

3. Variablen und Eingabevalidierung verwenden

Variablen ermöglichen es Ihnen, Ihre Terraform-Konfigurationen zu parametrisieren, wodurch sie flexibler und wiederverwendbarer werden. Verwenden Sie Variablen, um konfigurierbare Werte wie Instanzgrößen, Regionsnamen und Ressourcen-Tags zu definieren. Implementieren Sie eine Eingabevalidierung, um sicherzustellen, dass Variablen die korrekten Typen haben und bestimmte Einschränkungen erfüllen.

Vorteile von Variablen und Eingabevalidierung:

• Flexibilität: Konfigurationen einfach ändern, ohne den zugrunde liegenden Code zu ändern.
• Wiederverwendbarkeit: Dieselbe Konfiguration in verschiedenen Umgebungen verwenden, indem die Eingabevariablen variiert werden.
• Validierung: Fehler vermeiden, indem die Eingabewerte vor dem Anwenden der Konfiguration validiert werden.

Beispiel:

            # variables.tf
variable "instance_type" {
 type = string
 description = "The type of EC2 instance to launch."
 default = "t2.micro"
 validation {
 condition = contains(["t2.micro", "t3.small", "m5.large"], var.instance_type)
 error_message = "Invalid instance type. Choose from t2.micro, t3.small, or m5.large."
 }
}

variable "region" {
 type = string
 description = "The AWS region to deploy resources to."
 default = "us-east-1"
}

            

              
                Copy
              
            
          

            # main.tf
resource "aws_instance" "example" {
 ami = data.aws_ami.amazon_linux.id
 instance_type = var.instance_type
 tags = {
 Name = "Example Instance"
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

4. Versionskontrolle und CI/CD implementieren

Speichern Sie Ihre Terraform-Konfigurationen in einem Versionskontrollsystem (z. B. Git), um Änderungen zu verfolgen, mit Teammitgliedern zusammenzuarbeiten und bei Bedarf zu früheren Versionen zurückzukehren. Integrieren Sie Terraform in eine Continuous Integration/Continuous Deployment (CI/CD) Pipeline, um das Testen und Bereitstellen Ihrer Infrastruktur zu automatisieren.

Vorteile von Versionskontrolle und CI/CD:

• Zusammenarbeit: Erleichtert die Zusammenarbeit durch Branching, Merging und Code-Reviews.
• Nachvollziehbarkeit: Bietet einen Änderungsverlauf und wer diese vorgenommen hat.
• Automatisierung: Automatisiert den Test- und Bereitstellungsprozess, reduziert manuelle Eingriffe.
• Zuverlässigkeit: Gewährleistet konsistente und zuverlässige Infrastruktur-Bereitstellungen.

Beispiel eines CI/CD-Workflows:

1. Entwickler committen Änderungen an der Terraform-Konfiguration in einem Git-Repository.
2. Ein CI/CD-Tool (z. B. Jenkins, GitLab CI, GitHub Actions) löst eine Pipeline aus.
3. Die Pipeline führt Terraform validate aus, um die Syntax der Konfiguration zu überprüfen.
4. Die Pipeline führt Terraform plan aus, um die anzuwendenden Änderungen in der Vorschau anzuzeigen.
5. Die Pipeline erfordert die Genehmigung eines Teammitglieds, um mit der Bereitstellung fortzufahren.
6. Nach Genehmigung führt die Pipeline Terraform apply aus, um die Änderungen an der Infrastruktur bereitzustellen.

            # .gitlab-ci.yml
stages:
 - validate
 - plan
 - apply

validate:
 stage: validate
 image: hashicorp/terraform:latest
 script:
 - terraform init
 - terraform validate

plan:
 stage: plan
 image: hashicorp/terraform:latest
 script:
 - terraform init
 - terraform plan -out=tfplan
 artifacts:
 paths:
 - tfplan

apply:
 stage: apply
 image: hashicorp/terraform:latest
 script:
 - terraform init
 - terraform apply tfplan
 only:
 - master
 when: manual

            

              
                Copy
              
            
          

5. Eine konsistente Namenskonvention befolgen

Etablieren Sie eine konsistente Namenskonvention für Ihre Infrastrukturressourcen, um die Lesbarkeit, Wartbarkeit und Auffindbarkeit zu verbessern. Verwenden Sie aussagekräftige und beschreibende Namen, die den Zweck und die Umgebung der Ressource klar angeben. Anstatt beispielsweise nur "ec2_instance" zu verwenden, nutzen Sie "web-server-prod-ec2".

Vorteile einer konsistenten Namenskonvention:

• Lesbarkeit: Macht es einfacher, den Zweck einer Ressource auf einen Blick zu verstehen.
• Wartbarkeit: Vereinfacht Wartung und Fehlerbehebung durch Bereitstellung eines klaren Kontextes.
• Auffindbarkeit: Ermöglicht das einfache Auffinden von Ressourcen mithilfe konsistenter Namensmuster.

Beispiel:

Eine Namenskonvention könnte den Ressourcentyp, die Umgebung und eine eindeutige Kennung umfassen:

• vpc-prod-001 (Produktions-VPC)
• db-staging-002 (Staging-Datenbank)
• lb-public-prod (Öffentlicher Load Balancer in Produktion)

Verwenden Sie Variablen, um Ressourcennamen dynamisch basierend auf Ihrer Namenskonvention zu generieren:

            variable "environment" {
 type = string
 description = "The environment (e.g., prod, staging, dev)."
}

resource "aws_instance" "example" {
 ami = data.aws_ami.amazon_linux.id
 instance_type = "t2.micro"
 tags = {
 Name = format("web-server-%s", var.environment)
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

6. Sensible Daten sichern

Vermeiden Sie es, sensible Daten (z. B. Passwörter, API-Schlüssel, Zertifikate) direkt in Ihre Terraform-Konfigurationen zu kodieren. Verwenden Sie stattdessen sichere Methoden, um sensible Daten in Ihre Infrastruktur zu verwalten und einzuschleusen.

Methoden zur Sicherung sensibler Daten:

• Terraform Cloud/Enterprise: Verwenden Sie Terraform Cloud oder Enterprise zum Speichern und Verwalten von Geheimnissen.
• Vault by HashiCorp: Verwenden Sie Vault, um Geheimnisse sicher zu speichern und zu verwalten, und integrieren Sie es mit Terraform.
• Cloud Provider Secret Management: Verwenden Sie Geheimnisverwaltungsdienste Ihres Cloud-Anbieters (z. B. AWS Secrets Manager, Azure Key Vault, Google Cloud Secret Manager).
• Umgebungsvariablen: Verwenden Sie Umgebungsvariablen, um sensible Daten an Terraform-Konfigurationen zu übergeben (mit Vorsicht verwenden und angemessene Sicherheitsmaßnahmen gewährleisten).

Beispiel mit AWS Secrets Manager:

            # data.tf
data "aws_secretsmanager_secret" "db_password" {
 name = "db_password"
}

data "aws_secretsmanager_secret_version" "db_password" {
 secret_id = data.aws_secretsmanager_secret.db_password.id
}

output "database_password" {
 value = data.aws_secretsmanager_secret_version.db_password.secret_string
 sensitive = true
}

            

              
                Copy
              
            
          

Wichtige Sicherheitsüberlegungen:

• Verschlüsselung: Stellen Sie sicher, dass sensible Daten sowohl während der Übertragung als auch im Ruhezustand verschlüsselt sind.
• Zugriffskontrolle: Implementieren Sie strenge Zugriffskontrollrichtlinien, um einzuschränken, wer auf sensible Daten zugreifen kann.
• Rotation: Rotieren Sie Ihre Geheimnisse regelmäßig, um die Auswirkungen potenzieller Verstöße zu minimieren.

7. Ihren Infrastrukturcode testen

Implementieren Sie Teststrategien, um die Korrektheit und Zuverlässigkeit Ihrer Terraform-Konfigurationen zu gewährleisten. Tests können Ihnen helfen, Fehler frühzeitig im Entwicklungsprozess zu erkennen, das Risiko von Infrastrukturausfällen zu reduzieren und die Gesamtqualität Ihres Codes zu verbessern.

Teststrategien:

• Unit-Tests: Einzelne Module oder Komponenten isoliert testen.
• Integrationstests: Die Interaktion zwischen verschiedenen Modulen oder Komponenten testen.
• End-to-End-Tests: Die gesamte Infrastruktur-Bereitstellung von Anfang bis Ende testen.
• Statische Analyse: Tools verwenden, um Ihren Code auf potenzielle Probleme zu analysieren und Kodierungsstandards durchzusetzen.

Tools zum Testen von Terraform:

• Terratest: Eine Go-Bibliothek zum Testen von Terraform-Code.
• Kitchen-Terraform: Ein Tool zum Testen von Terraform-Konfigurationen mit Test Kitchen.
• tfsec: Ein statisches Analysetool zum Erkennen von Sicherheitslücken in Terraform-Code.

Beispiel mit Terratest:

            // test/vpc_test.go
package test

import (
 "testing"

 "github.com/gruntwork-io/terratest/modules/terraform"
 "github.com/stretchr/testify/assert"
)

func TestVPC(t *testing.T) {
 t.Parallel()

 terraformOptions := &terraform.Options{
 TerraformDir: "../vpc_module",
 Variables: map[string]interface{}{
 "vpc_name": "test-vpc",
 "cidr_block": "10.0.0.0/16",
 "private_subnet_cidrs": []string{"10.0.1.0/24", "10.0.2.0/24"},
 },
 }

 defer terraform.Destroy(t, terraformOptions)

 terraform.InitAndApply(t, terraformOptions)

 vpcID := terraform.Output(t, terraformOptions, "vpc_id")

 assert.NotEmpty(t, vpcID)
}

            

              
                Copy
              
            
          

8. Das DRY-Prinzip (Don't Repeat Yourself) befolgen

Das DRY-Prinzip (Don't Repeat Yourself) plädiert dafür, Code-Duplikate zu vermeiden. In Terraform bedeutet dies, Module, Variablen und Datenquellen zu verwenden, um gemeinsame Konfigurationen zu abstrahieren und denselben Code nicht an mehreren Stellen zu wiederholen. Die Einhaltung des DRY-Prinzips verbessert die Wartbarkeit, reduziert das Fehlerrisiko und macht Ihren Code prägnanter und lesbarer.

Beispiel:

Anstatt dieselben Sicherheitsgruppenregeln in mehreren Ressourcenblöcken zu definieren, erstellen Sie ein Modul, das die Sicherheitsgruppe und ihre Regeln kapselt. Verwenden Sie dann das Modul an verschiedenen Stellen wieder und übergeben Sie Variablen, um die Regeln nach Bedarf anzupassen.

9. Terraform- und Provider-Versionen regelmäßig aktualisieren

Halten Sie Ihre Terraform- und Provider-Versionen aktuell, um von neuen Funktionen, Fehlerbehebungen und Sicherheitspatches zu profitieren. Überprüfen Sie regelmäßig die Release Notes für Terraform und Ihren Provider, um die Änderungen und deren potenzielle Auswirkungen auf Ihre Infrastruktur zu verstehen. Verwenden Sie die Versionsbeschränkungen von Terraform, um die akzeptablen Versionen von Terraform und Providern in Ihrer Konfiguration festzulegen.

Beispiel:

            terraform {
 required_version = ">= 1.0.0"

 required_providers {
 aws = {
 source = "hashicorp/aws"
 version = "~> 3.0"
 }
 }
}

            

              
                Copy
              
            
          

10. Ihre Infrastruktur dokumentieren

Dokumentieren Sie Ihren Infrastrukturcode, um den Zweck, die Funktionalität und die Verwendung der verschiedenen Komponenten zu erläutern. Eine gute Dokumentation erleichtert es Teammitgliedern, die Infrastruktur zu verstehen und zu warten, insbesondere in komplexen Umgebungen. Verwenden Sie Kommentare in Ihrem Code, um komplexe Logik und Entscheidungen zu erklären. Erstellen Sie eine README-Datei für jedes Modul, um einen Überblick über dessen Funktionalität und Verwendung zu geben.

Elemente einer guten Dokumentation:

• Modulübersicht: Eine kurze Beschreibung des Zwecks und der Funktionalität des Moduls.
• Eingabevariablen: Eine Beschreibung jeder Eingabevariable, ihres Typs und ihres Standardwerts.
• Ausgabewerte: Eine Beschreibung jedes Ausgabewerts und seines Zwecks.
• Anwendungsbeispiele: Beispiele zur Verwendung des Moduls in verschiedenen Szenarien.
• Abhängigkeiten: Eine Liste aller Abhängigkeiten, die das Modul hat.

Fazit

Die Implementierung dieser Terraform Best Practices kann die Effizienz, Zuverlässigkeit und Sicherheit Ihrer Infrastruktur-Bereitstellungen erheblich verbessern. Durch die Modularisierung Ihres Codes, die effektive Verwaltung des States, die Verwendung von Variablen und Eingabevalidierung, die Implementierung von Versionskontrolle und CI/CD, die Einhaltung einer konsistenten Namenskonvention, die Sicherung sensibler Daten, das Testen Ihres Codes, die Einhaltung des DRY-Prinzips, das regelmäßige Aktualisieren Ihrer Versionen und die Dokumentation Ihrer Infrastruktur können Sie eine robuste und skalierbare Infrastruktur aufbauen, die den Anforderungen Ihres globalen Teams gerecht wird. Denken Sie daran, dass IaC ein fortlaufender Prozess ist, verfeinern Sie Ihre Praktiken daher kontinuierlich basierend auf Ihren Erfahrungen und sich ändernden Anforderungen. Nutzen Sie die Leistungsfähigkeit von Terraform, um Ihr Infrastrukturmanagement zu automatisieren und zu optimieren, damit sich Ihr Team auf die Wertschöpfung für Ihr Unternehmen konzentrieren kann.