Bewährte Verfahren für Terraform und Kubernetes

Terraform und Kubernetes

Moderne Unternehmen stehen vor einer infrastrukturellen Herausforderung: der Verwaltung einer Infrastruktur, die sich über virtuelle Maschinen (VMs), Container und Cloud-native Anwendungen in mehreren Umgebungen erstreckt.

„Infrastructure as Code“ (IaC) hat die Art und Weise verändert, wie Unternehmen ihre Technologie-Stacks bereitstellen und verwalten. Der IaC-Markt wird im Jahr 2024 auf 850,6 Millionen US-Dollar geschätzt und soll bis 2034 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 24,1 % wachsen. Dieses Wachstum spiegelt den Bedarf an einem automatisierten, wiederholbaren Infrastrukturmanagement wider, das menschliche Fehler reduziert und Bereitstellungszyklen beschleunigt.

Die Kombination aus der deklarativen Infrastrukturbereitstellung von Terraform und den Container-Orchestrierungsfunktionen von Kubernetes schafft eine leistungsstarke Grundlage für die Bereitstellung moderner Anwendungen.

Terraform und Kubernetes: Überblick

Terraform, entwickelt von HashiCorp, dient als deklaratives IaC-Tool, das Cloud-Ressourcen über mehrere Anbieter hinweg bereitstellt, verwaltet und aktualisiert. Seine Stärke liegt in der Fähigkeit, Infrastruktur über Code zu definieren und so reproduzierbare Umgebungen zu schaffen, die dazu beitragen, Konfigurationsabweichungen und manuelle Fehler zu vermeiden.

Kubernetes fungiert als leistungsstarke Open-Source-Plattform zur Orchestrierung, Skalierung und Verwaltung containerisierter Anwendungen in Clustern. Kubernetes hat sich zum De-facto-Standard für das Container-Management entwickelt und ermöglicht es Unternehmen, Anwendungen konsistent in unterschiedlichen Umgebungen bereitzustellen.

Wenn diese Technologien zusammenarbeiten, übernimmt Terraform die aufwendige Bereitstellung der Infrastruktur, während Kubernetes die Bereitstellung und Skalierung der Anwendungen verwaltet. Diese Aufgabenteilung sorgt für eine klare Trennung der Zuständigkeiten: Terraform stellt die zugrunde liegende Infrastruktur und die Kubernetes-Ressourcen bereit, während Kubernetes die eigentlichen Anwendungscontainer und deren Lebenszyklusmanagement orchestriert.

Terraform-Kubernetes-Provider: Wichtigste Features

Der Terraform-Kubernetes-Provider fungiert als Brücke zwischen den Funktionen zur Infrastrukturbereitstellung von Terraform und der Ressourcenverwaltung von Kubernetes. Er ermöglicht es Teams, Kubernetes-Ressourcen mithilfe der HashiCorp Configuration Language (HCL) von Terraform zu definieren und so einen einheitlichen Workflow für die Verwaltung sowohl von Infrastruktur- als auch von Anwendungsressourcen zu schaffen.

Versionskontrolliertes IaC verändert grundlegend die Herangehensweise von Teams an Risikomanagement und Wiederholbarkeit. Durch die Speicherung von Infrastrukturdefinitionen in Git-Repositorys erstellen Unternehmen einen Prüfpfad für jede Änderung und ermöglichen gleichzeitig Rollback-Funktionen sowie Peer-Review-Prozesse, die Konfigurationsfehler erheblich reduzieren können.

Die Nutzungsmuster variieren je nach Bereitstellungsmodell erheblich. Bei Public-Cloud-Bereitstellungen kommen anbieterspezifische Features wie AWS EKS, Azure AKS oder Google Cloud GKE zum Einsatz, während On-Premises-Cluster andere Authentifizierungsmethoden und Netzwerkkonfigurationen erfordern. Hybridbereitstellungen erhöhen die Komplexität zusätzlich und erfordern eine sorgfältige Abwägung hinsichtlich Konnektivität, Sicherheitsrichtlinien und Ressourcenzuweisung über verschiedene Umgebungen hinweg.

Empfohlene Best Practices für die Anbieter-Konfiguration

Hier sind einige Richtlinien zur Organisation von Anbieter-Konfigurationen, um die Wartbarkeit zu maximieren:

• Trennen Sie die Umgebungskonfigurationen: Verwenden Sie separate Verzeichnisse für Entwicklungs-, Staging- und Produktionsumgebungen.
• Verwendung von Variablendateien: Speichern Sie umgebungsspezifische Werte in .tfvars-Dateien.
• Implementieren Sie „Remote-State“: Verwenden Sie Backend-Konfigurationen, um Statusdateien sicher zu speichern.
• Modulorganisation: Erstellen Sie wiederverwendbare Module für gängige Kubernetes-Muster.
• Sicherheit bei der Authentifizierung: Geben Sie Anmeldedaten niemals fest ein; verwenden Sie stattdessen Umgebungsvariablen oder sichere Speicherorte.

Der Terraform-Kubernetes-Provider bietet mehrere wesentliche Vorteile:

• Einheitlicher IaC-Workflow für Netzwerk-, VM- und Container-Ressourcen: Teams verwalten alle Infrastrukturkomponenten über ein einziges Tool, was Kontextwechsel reduziert und die Konsistenz über alle Ressourcentypen hinweg verbessert.
• Deklarative, fehlertolerante Syntax (HCL vs. YAML): Die Struktur von HCL verhindert häufige YAML-Formatierungsfehler und bietet gleichzeitig eine bessere Validierung und Typprüfung während der Planausführung.
• Leistungsstarkes Statusmanagement: Die Statusdatei von Terraform verfolgt die tatsächliche Clusterkonfiguration, erkennt Abweichungen und hilft dabei, widersprüchliche Änderungen zwischen Teammitgliedern zu verhindern.
• Modularität: Mit Terraform-Modulen können Teams gängige Kubernetes-Muster in wiederverwendbare Komponenten bündeln, was die Bereitstellung beschleunigt und gleichzeitig zur Wahrung der Konsistenz beiträgt.
• Umgebungsmanagement: Mithilfe von Workspaces können Teams separate Statusdateien für verschiedene Umgebungen verwalten, wodurch versehentliche umgebungsübergreifende Änderungen verhindert werden, während derselbe Konfigurationscode gemeinsam genutzt wird.

Terraform-Bereitstellungsstrategien für Kubernetes

• End-to-End-Automatisierung: Unternehmen können eine Infrastrukturautomatisierung erreichen, indem sie mit Terraform ganze Kubernetes-Cluster bereitstellen, bevor sie Anwendungen bereitstellen. Bei cloudgehosteten Kubernetes-Clustern, die auf verwalteten Distributionen wie EKS, GKE oder AKS basieren, zeichnet sich Terraform durch die Standardisierung der Clustererstellung über verschiedene Anbieter hinweg aus.
• Die Integration in CI/CD-Pipelines transformiert die Bereitstellungsabläufe. Hochqualifizierte DevOps-Teams führen mehrmals täglich Bereitstellungen über ausgereifte Pipelines durch, die Terraform-Läufe für Infrastrukturänderungen und Kubernetes-Bereitstellungen für Anwendungsupdates auslösen. Diese Trennung ermöglicht es Infrastrukturteams, die Clusterspezifikationen zu verwalten, während sich die Entwicklungsteams auf die Anwendungsbereitstellung konzentrieren.
• Agilität in Multi-Cloud-Umgebungen: Die Anbieter-Abstraktionsschicht von Terraform ermöglicht es Unternehmen, Kubernetes-Cluster über mehrere Cloud-Anbieter hinweg zu verwalten, ohne Infrastrukturcode neu schreiben zu müssen.
• Deklaratives Ressourcenmanagement: Das Schreiben von Kubernetes-Ressourcen in HCL reduziert häufige YAML-Fallstricke wie Einrückungsfehler und Typkonflikte. Die Planungsphase von Terraform hilft dabei, Konfigurationsfehler zu erkennen, bevor sie den Cluster erreichen, während der Abhängigkeitsgraph automatisch die richtige Reihenfolge für die Erstellung von Ressourcen ermittelt.
• Terraform und Helm: In fortgeschrittenen Bereitstellungen wird das Infrastrukturmanagement von Terraform mit den Funktionen von Helm zur Anwendungsverpackung kombiniert. Terraform stellt den Cluster und die Kerndienste bereit, während Helm anwendungsspezifische Konfigurationen verwaltet, wodurch eine klare Trennung zwischen Infrastruktur- und Anwendungsaspekten entsteht.

Wesentliche Unterschiede: Terraform vs. Kubernetes

Obwohl Terraform und Kubernetes Hand in Hand arbeiten, finden Sie in der folgenden Tabelle die wichtigsten Unterschiede.

Empfohlene Best Practices für die IaC-Integration

Hier finden Sie umsetzbare Empfehlungen für die Integration von IaC in bestehende Richtlinienrahmen:

• Governance-Standards festlegen: Definieren Sie zulässige Module und Ressourcenkonfigurationen.
• Richtlinien als Code implementieren: Verwenden Sie Tools wie Open Policy Agent, um die Einhaltung der Richtlinien durchzusetzen.
• Erstellen Sie Genehmigungsworkflows: Verlangen Sie eine Peer-Review für Änderungen an der Infrastruktur.
• Konfigurationsabweichungen überwachen: Richten Sie Warnmeldungen für unbefugte manuelle Änderungen ein.
• Architektonische Entscheidungen dokumentieren: Führen Sie klare Aufzeichnungen über Designentscheidungen.

Vorteile und Herausforderungen von „Infrastructure as Code“ in Kubernetes-Umgebungen

Die folgende Tabelle fasst wichtige Überlegungen bei der Einführung von „Infrastructure as Code“ für Kubernetes-Bereitstellungen zusammen:

Wichtige Vorteile für Unternehmen, die Terraform und Kubernetes einsetzen

Einheitliche Sicherheitsrichtlinien, die über eine einzige Codebasis angewendet werden, verändern die Herangehensweise von Unternehmen an das Thema Compliance. Durch die Definition von Sicherheitskontrollen in Terraform können Teams konsistente Richtlinien über alle Infrastrukturebenen hinweg durchsetzen – von der Netzwerksegmentierung bis hin zu Pod-Sicherheitsrichtlinien.

Eine zentralisierte Ressourcenverwaltung kann Backup and Recovery-Abläufe vereinfachen. Unternehmen können Backup-Richtlinien parallel zu den Infrastrukturdefinitionen festlegen und so den Schutz sowohl für persistente Volumes als auch für Anwendungskonfigurationen automatisieren.

Automatisierte Skalierung, Tests und Versionsfixierung beschleunigen die Anwendungsbereitstellungszyklen.

Empfohlene Best Practices für Sicherheit und Effizienz in Multi-Cloud-Umgebungen

Die folgenden Empfehlungen können dazu beitragen, Sicherheit und Effizienz in Multi-Cloud-Umgebungen aufrechtzuerhalten:

• Speichern Sie Terraform-Konfigurationen in einem Versionskontrollsystem (Git) für wiederholbare Bereitstellungen: Jede Infrastrukturänderung wird durch den Versionsverlauf von Git nachvollziehbar, überprüfbar und rückgängig machbar.
• Verwenden Sie Module für skalierbare, wiederverwendbare Infrastrukturmuster: Gut konzipierte Module können Code-Duplikate reduzieren und gleichzeitig unternehmensweite Standards teamübergreifend durchsetzen.
• Verwalten Sie Geheimnisse sicher und nutzen Sie das Abhängigkeitsmanagement zur Ressourcenkoordination: Integrieren Sie HashiCorp Vault oder cloudnative Dienste zur Verwaltung von Geheimnissen, um die Offenlegung von Anmeldedaten zu verhindern.
• Nutzen Sie Terraform-Workspaces für Cluster mit mehreren Umgebungen: Mit Workspaces können Teams separate Statusdateien für verschiedene Umgebungen verwalten und gleichzeitig den Konfigurationscode gemeinsam nutzen.
• Testen Sie mit Terratest und richten Sie eine Überwachung zur Drift-Erkennung und zur Einhaltung von Compliance-Vorgaben ein: Automatisierte Tests validieren Infrastrukturänderungen vor der Bereitstellung in der Produktion, während die Drift-Erkennung Teams auf unbefugte Änderungen hinweist.

Die Rolle von Commvault in Terraform-Kubernetes-Workflows

Commvault lässt sich in die von Terraform verwaltete Infrastruktur integrieren, um die Datenresilienz in Multi-Cloud-Kubernetes-Bereitstellungen zu gewährleisten. Die API-gesteuerte Architektur der Plattform ermöglicht es Terraform, Backup-Richtlinien parallel zu Infrastrukturressourcen bereitzustellen und so einen einheitlichen Ansatz für Infrastruktur und Datenschutz zu schaffen.

Automatisierte Schutzmaßnahmen durch richtliniengesteuerte Backups reduzieren manuelle Eingriffe in Datensicherungs-Workflows. Die intelligenten Richtlinien von Commvault können neue Kubernetes-Workloads automatisch erkennen und schützen, sobald Terraform sie bereitstellt, und tragen so dazu bei, einen konsistenten Schutz in dynamischen Umgebungen aufrechtzuerhalten.

Die Integration von Terraform und Kubernetes schafft eine robuste Grundlage für moderne Unternehmensinfrastrukturen und ermöglicht es Unternehmen, ihre Anwendungen zuverlässig zu automatisieren, zu skalieren und zu schützen. Durch die Kombination dieser leistungsstarken Tools mit umfassendem Datenschutz können Unternehmen widerstandsfähige Umgebungen aufbauen, die schnelle Innovationen fördern und gleichzeitig Sicherheit und Compliance gewährleisten.

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