Generična infrastruktura: Tipna varnost platforme v oblaku

V hitro razvijajočem se okolju računalništva v oblaku se organizacije vse bolj zanašajo na generično infrastrukturo za uvajanje in upravljanje svojih aplikacij. Ta pristop, čeprav ponuja znatne koristi v smislu prilagodljivosti in razširljivosti, uvaja tudi kompleksnosti, ki jih je treba obravnavati, da se zagotovi zanesljivost in vzdržljivost. Eden ključnih vidikov upravljanja teh kompleksnosti je tipna varnost. Ta objava v spletnem dnevniku bo raziskala pomen tipne varnosti v generični infrastrukturi v oblaku, razpravljala o njenih prednostih, strategijah izvajanja in morebitnih izzivih.

Kaj je generična infrastruktura?

Generična infrastruktura se nanaša na ustvarjanje komponent infrastrukture, ki jih je mogoče ponovno uporabiti in konfigurirati, ki se lahko uporabljajo v različnih aplikacijah in okoljih. To vključuje abstrahiranje specifičnih podrobnosti posameznih aplikacij in določanje infrastrukturnih elementov na bolj splošen in parametričen način. To se pogosto doseže z orodji Infrastructure as Code (IaC), kot so Terraform, AWS CloudFormation, Azure Resource Manager in Google Cloud Deployment Manager.

Na primer, namesto ustvarjanja specifične konfiguracije navideznega stroja (VM) za vsako aplikacijo, je mogoče ustvariti generični modul VM s konfigurabilnimi parametri, kot so CPU, pomnilnik, velikost diska in operacijski sistem. Ta modul se nato lahko ponovno uporabi v več aplikacijah tako, da preprosto določite ustrezne vrednosti parametrov.

Prednosti generične infrastrukture:

• Zmanjšana redundanca: Z ustvarjanjem komponent za ponovno uporabo se lahko organizacije izognejo podvajanju definicij in konfiguracij infrastrukture.
• Povečana doslednost: Generična infrastruktura spodbuja doslednost v različnih okoljih, kar zmanjšuje tveganje odstopanj in napak v konfiguraciji.
• Izboljšana razširljivost: Komponente za ponovno uporabo je mogoče enostavno razširiti in prilagoditi tako, da ustrezajo spreminjajočim se zahtevam aplikacij.
• Hitrejša uvedba: Uvajanje novih aplikacij in okolij postane hitrejše in učinkovitejše s predhodno definiranimi in preizkušenimi infrastrukturnimi moduli.
• Izboljšana vzdržljivost: Upravljanje in posodabljanje infrastrukture postane lažje s centraliziranimi in dobro definiranimi komponentami.

Pomen tipne varnosti

Tipna varnost je lastnost programskega jezika, ki zagotavlja, da se operacije izvajajo na podatkih pravilnega tipa. V kontekstu generične infrastrukture se tipna varnost nanaša na zagotavljanje, da so parametri in konfiguracije, ki se uporabljajo za definiranje in zagotavljanje virov infrastrukture, pravilnih tipov in vrednosti.

Na primer, če modul VM pričakuje, da je parameter velikosti pomnilnika celo število, ki predstavlja število gigabajtov, bi tipna varnost uporabniku preprečila, da bi po naključju posredoval niz ali negativno število. Podobno, če omrežni modul pričakuje veljaven blok CIDR za podomrežje, bi tipna varnost zagotovila, da je posredovana vrednost res veljaven CIDR.

Zakaj je tipna varnost pomembna v generični infrastrukturi?

• Preprečevanje napak: Tipna varnost pomaga ujeti napake zgodaj v procesu razvoja in uvajanja, kar preprečuje nepričakovane napake in izpade v proizvodnih okoljih.
• Izboljšanje zanesljivosti: S tem, ko zagotavlja pravilno konfiguracijo infrastrukturnih komponent, tipna varnost prispeva k splošni zanesljivosti in stabilnosti sistema.
• Izboljšanje varnosti: Tipna varnost lahko pomaga preprečiti varnostne ranljivosti, tako da zagotovi, da se občutljivi parametri, kot so API ključi in gesla, obravnavajo varno in pravilno.
• Olakšanje sodelovanja: Tipna varnost zagotavlja jasne pogodbe in pričakovanja za infrastrukturne komponente, kar ekipam olajša sodelovanje in vzdrževanje infrastrukture skozi čas.
• Poenostavitev odpravljanja napak: Ko se pojavijo napake, lahko tipna varnost pomaga hitreje in učinkoviteje ugotoviti temeljni vzrok.

Strategije za izvajanje tipne varnosti

Obstaja več strategij, ki jih lahko organizacije uporabijo za izvajanje tipne varnosti v svoji generični infrastrukturi v oblaku. Te strategije segajo od preprostih tehnik validacije do bolj sofisticiranih tipskih sistemov in orodij za generiranje kode.

1. Validacija vnosa

Najosnovnejši pristop k tipni varnosti je izvajanje validacije vnosa na vseh parametrih in konfiguracijah, ki se uporabljajo v definicijah infrastrukture. To vključuje preverjanje, ali se posredovane vrednosti ujemajo s pričakovanimi tipi in omejitvami.

Primer (Terraform):

resource "aws_instance" "example" {
  ami           = var.ami
  instance_type = var.instance_type

  tags = {
    Name = var.instance_name
  }
}

variable "ami" {
  type = string
  validation {
    condition     = can(regex("^ami-[0-9a-f]+", var.ami))
    error_message = "ID AMI mora biti veljaven ID AMI, ki se začne z 'ami-' in mu sledijo šestnajstiški znaki."
  }
}

variable "instance_type" {
  type = string
  default = "t2.micro"
  validation {
    condition = contains(["t2.micro", "t2.small", "t2.medium"], var.instance_type)
    error_message = "Tip primerka mora biti eden izmed 't2.micro', 't2.small' ali 't2.medium'."
  }
}

variable "instance_name" {
  type = string
  description = "Ime primerka"
}

V tem primeru so spremenljivke Terraform definirane s posebnimi tipi (npr. `string`) in pravili validacije, da se zagotovi, da posredovane vrednosti izpolnjujejo določena merila. Če posredovana vrednost za spremenljivko `ami` ne ustreza pričakovani obliki ID-ja AMI, se bo med uvajanjem prikazalo sporočilo o napaki.

2. Statična analiza

Orodja za statično analizo se lahko uporabijo za samodejno analizo kode infrastrukture in prepoznavanje morebitnih tipskih napak in drugih težav. Ta orodja lahko zaznajo nedoslednosti, neuporabljene spremenljivke in druge težave, ki morda niso takoj očitne med razvojem.

Primeri orodij za statično analizo vključujejo Checkov, Terrascan in tfsec. Ta orodja je mogoče integrirati v cevovod CI/CD, da se zagotovi temeljita analiza vse kode infrastrukture pred uvedbo.

3. Tipski sistemi

Bolj napredni pristopi vključujejo uporabo tipskih sistemov za določanje in uveljavljanje tipskih omejitev za infrastrukturne vire. Tipski sistemi zagotavljajo formalen način za določanje tipov podatkov, ki se lahko uporabljajo v definicijah infrastrukture, in za zagotavljanje, da se vse operacije izvajajo na podatkih pravilnega tipa.

Nekatera orodja IaC, kot je Pulumi, ponujajo vgrajeno podporo za tipske sisteme. Pulumi razvijalcem omogoča definiranje infrastrukturnih virov z uporabo programskih jezikov, kot so TypeScript, Python in Go, ki zagotavljajo zmožnosti močnega preverjanja tipov.

Primer (Pulumi s TypeScript):

import * as aws from "@pulumi/aws";

const vpc = new aws.ec2.Vpc("my-vpc", {
    cidrBlock: "10.0.0.0/16",
    tags: {
        Name: "my-vpc",
    },
});

const subnet = new aws.ec2.Subnet("my-subnet", {
    vpcId: vpc.id,
    cidrBlock: "10.0.1.0/24",
    availabilityZone: "us-west-2a",
    tags: {
        Name: "my-subnet",
    },
});

const instance = new aws.ec2.Instance("my-instance", {
    ami: "ami-0c55b25a9b8e31e23", // Zamenjajte z veljavnim ID-jem AMI
    instanceType: "t2.micro",
    subnetId: subnet.id,
    tags: {
        Name: "my-instance",
    },
});

export const publicIp = instance.publicIp;

V tem primeru Pulumi uporablja TypeScript za definiranje virov AWS. Kompilator TypeScript izvaja preverjanje tipov v kodi, s čimer zagotavlja, da so vsi parametri pravilnega tipa in da so vse operacije veljavne. Na primer, lastnost `vpcId` vira `aws.ec2.Subnet` naj bi bila niz in kompilator TypeScript bo uveljavljal to omejitev.

4. Generiranje kode

Drug pristop k tipni varnosti je uporaba orodij za generiranje kode za samodejno generiranje kode infrastrukture iz specifikacije na visoki ravni. Ta orodja lahko uveljavljajo tipske omejitve in zagotovijo, da je generirana koda veljavna in dosledna.

Na primer, lahko določite shemo za vaše infrastrukturne vire in nato uporabite orodje za generiranje kode za generiranje predlog Terraform ali CloudFormation na podlagi te sheme. Orodje za generiranje kode bi zagotovilo, da je vsa generirana koda skladna z določenimi tipi in omejitvami.

Izzivi in ​​preudarki

Čeprav tipna varnost ponuja znatne koristi v generični infrastrukturi v oblaku, je treba upoštevati tudi nekatere izzive in preudarke:

• Kompleksnost: Izvajanje tipne varnosti lahko doda kompleksnost procesu razvoja infrastrukture. Zahteva skrbno načrtovanje in zasnovo, da se zagotovi pravilna opredelitev in uveljavitev tipskih omejitev.
• Orodja: Vsa orodja IaC ne ponujajo vgrajene podpore za tipske sisteme. Organizacije se bodo morda morale zanašati na zunanja orodja in knjižnice za izvajanje tipne varnosti.
• Učna krivulja: Razvijalci se bodo morda morali naučiti novih programskih jezikov in konceptov, da bi učinkovito uporabljali tipske sisteme in orodja za generiranje kode.
• Vzdrževanje: Vzdrževanje tipskih definicij in pravil validacije je lahko zahtevno, zlasti ko se infrastruktura razvija skozi čas.
• Runtime vs. preverjanja v času prevajanja: Čeprav lahko statična analiza in tipski sistemi ulovijo veliko napak v času prevajanja, se nekatere napake lahko zaznajo le v času izvajanja. Pomembno je, da imate vzpostavljeno celovito spremljanje in beleženje, da zaznate in odpravite te napake med izvajanjem.

Najboljše prakse za tipno varnost

Za učinkovito izvajanje tipne varnosti v generični infrastrukturi v oblaku bi morale organizacije upoštevati te najboljše prakse:

• Določite jasne definicije tipov: Jasno določite tipe podatkov, ki se pričakujejo za vse vire in parametre infrastrukture.
• Uveljavljajte tipske omejitve: Uporabite validacijo vnosa, statično analizo in tipske sisteme za uveljavljanje tipskih omejitev v vsej kodi infrastrukture.
• Avtomatizirajte preverjanje tipov: Integrirajte preverjanje tipov v cevovod CI/CD, da se zagotovi temeljita validacija vse kode pred uvedbo.
• Uporabite orodja za generiranje kode: Razmislite o uporabi orodij za generiranje kode za samodejno generiranje kode infrastrukture iz specifikacije na visoki ravni.
• Spremljajte in beležite: Implementirajte celovito spremljanje in beleženje za zaznavanje in odpravljanje napak med izvajanjem.
• Dokumentirajte definicije tipov: Dokumentirajte definicije tipov in pravila validacije, da olajšate sodelovanje in vzdrževanje infrastrukture skozi čas.
• Redno pregledujte in posodabljajte: Redno pregledujte in posodabljajte definicije tipov in pravila validacije, da odražajo spremembe v infrastrukturnih in aplikacijskih zahtevah.
• Izberite prava orodja: Izberite orodja in knjižnice IaC, ki zagotavljajo ustrezno podporo za tipno varnost in so usklajena s tehničnim strokovnim znanjem in zahtevami organizacije. Na primer, razmislite o orodjih, kot je Pulumi s TypeScript/Python/Go za njihovo močno tipizacijo, ali vključite Linterje (npr. tflint za Terraform) v vaš potek dela.

Primeri na različnih platformah v oblaku

Izvedba tipne varnosti se nekoliko razlikuje med različnimi platformami v oblaku in orodji IaC. Tukaj je nekaj primerov:

AWS CloudFormation

CloudFormation uporablja JSON ali YAML za določanje virov infrastrukture. Čeprav nima močnega tipskega sistema, kot je Pulumi, lahko uporabite intrinzične funkcije in pravila validacije CloudFormation, da uveljavite določeno stopnjo tipne varnosti.

Resources:
  MyEC2Instance:
    Type: AWS::EC2::Instance
    Properties:
      ImageId: !Ref AMI
      InstanceType: !Ref InstanceType
Parameters:
  AMI:
    Type: AWS::SSM::Parameter::Value
    Default: /aws/service/ami-amazon-linux-latest/amzn2-ami-hvm-x86_64-gp2
    Description: AMI ID
  InstanceType:
    Type: String
    Default: t2.micro
    AllowedValues:
      - t2.micro
      - t2.small
      - t2.medium

V tem primeru `AllowedValues` omogoča omejitev dovoljenih vrednosti za parameter `InstanceType`.

Azure Resource Manager (ARM) Templates

Predloge ARM prav tako uporabljajo JSON za določanje virov. Podobno kot CloudFormation lahko uporabite parametre in pravila validacije za uveljavljanje tipskih omejitev.

{
  "$schema": "https://schema.management.azure.com/schemas/2019-04-01/deploymentTemplate.json#",
  "contentVersion": "1.0.0.0",
  "parameters": {
    "storageAccountType": {
      "type": "string",
      "defaultValue": "Standard_LRS",
      "allowedValues": [
        "Standard_LRS",
        "Standard_GRS",
        "Standard_RAGRS",
        "Premium_LRS"
      ],
      "metadata": {
        "description": "Vrsta računa za shranjevanje"
      }
    }
  },
  "resources": [
    {
      "type": "Microsoft.Storage/storageAccounts",
      "apiVersion": "2019-04-01",
      "name": "[parameters('storageAccountName')]",
      "location": "[parameters('location')]",
      "sku": {
        "name": "[parameters('storageAccountType')]",
        "tier": "Standard"
      },
      "kind": "StorageV2",
      "properties": {}
    }
  ]
}

Lastnost `allowedValues` v razdelku `parameters` omejuje dovoljene vrednosti za parameter `storageAccountType`.

Google Cloud Deployment Manager

Deployment Manager uporablja YAML za določanje infrastrukturnih virov. Za uveljavljanje tipskih omejitev lahko uporabite validacijo sheme.

resources:
- name: the-vm
  type: compute.v1.instance
  properties:
    zone: us-central1-f
    machineType: zones/us-central1-f/machineTypes/n1-standard-1
    disks:
    - deviceName: boot
      type: PERSISTENT
      boot: true
      autoDelete: true
      initializeParams:
        sourceImage: projects/debian-cloud/global/images/family/debian-9

# Shemo validacije lahko definirate v razdelku sheme
# vendar za preprostost ta primer to izpušča.

Čeprav Deployment Manager podpira validacijo sheme, pogosto zahteva več ročne konfiguracije v primerjavi z orodji z vgrajenimi tipskimi sistemi.

Zaključek

Tipna varnost je ključni vidik upravljanja kompleksnosti in zagotavljanja zanesljivosti v generični infrastrukturi v oblaku. Z izvajanjem validacije tipov, statične analize in tipskih sistemov lahko organizacije preprečujejo napake, izboljšajo varnost, olajšajo sodelovanje in poenostavijo odpravljanje napak. Čeprav je treba upoštevati izzive in preudarke, koristi tipne varnosti daleč presegajo stroške. Z upoštevanjem najboljših praks in izbiro pravih orodij lahko organizacije učinkovito izvajajo tipno varnost in gradijo bolj robustno in vzdržljivo infrastrukturo v oblaku. Ker se platforme v oblaku še naprej razvijajo, se bo pomen tipne varnosti le povečal, zaradi česar je bistvena premislek za vsako organizacijo, ki gradi in upravlja aplikacije, ki temeljijo na oblaku.

Skratka, sprejetje tipne varnosti v vaši strategiji generične infrastrukture ni le najboljša praksa; je naložba v dolgoročno stabilnost, varnost in razširljivost vaših uvedb v oblaku. Z dajanjem prednosti dobro definiranih tipov, strogi validaciji in avtomatiziranim preverjanjem lahko organizacije zmanjšajo tveganja, poenostavijo delovanje in spodbujajo kulturo zanesljivosti v svojih okoljih v oblaku. To se na koncu prevede v hitrejše inovacije, zmanjšane izpade in povečano zaupanje v infrastrukturo, ki podpira njihove kritične aplikacije.