Tutorial: Infraestructura como código con Terraform
Esta ocasión quiero hablar sobre qué es la Infraestructura como código y cómo empezar a usarla con Terraform. Terraform es un software de código libre que permite a partir de un lenguaje de alto nivel crear el plan de construcción de una infraestructura compleja, esto sería Infrastructura como código (Infrastructure as Code).
Los puntos que cubre esta guía son:
- ¿Qué es infraestructura cómo código?
- Gestión de configuración vs orquestación
- Introducción a Terraform
- Instalación de Terraform
- Primeros pasos con Terraform
- Ejemplo: Crear una base de datos de MySQL con Terraform
- Día 2: Actualizar la configuración de la base de datos
¿Qué es Infraestructura cómo código?
Infraestructura como código hace referencia a la práctica de utilizar scripts para configurar la infraestructura de una aplicación como máquinas virtuales, en lugar de configurar estas máquinas de forma manual.
La infraestructura como código permite a las máquinas virtuales gestionarse de manera programada, lo que elimina la necesidad de realizar configuraciones manuales (y actualizaciones) de componentes individuales. Esto es una construcción de infraestructura más consistente y de mayor calidad con mejores capacidades de administración, maximizando la eficiencia y evitando el error humano.
El resultado es una infraestructura muy elástica, escalable y replicable gracias a la capacidad de modificar, configurar y apagar cientos de máquinas en cuestión de minutos con solo presionar un botón.
Las mejores prácticas de DevOps, incluido el control de versiones, las pruebas y el monitoreo continuo, se aplican al código que gobierna la creación y administración de la infraestructura. Básicamente, la infraestructura es tratada de la misma manera que cualquier otro código.
Los equipos ahora pueden implementar o actualizar una infraestructura formada por docenas de servidores en cuestión de minutos sin necesidad de instalar nada. Simplemente se activa el proceso que se ha escrito en el código y las máquinas hacen el trabajo. Si es necesario es posible retroceder a la última versión estable de la configuración del servidor haciendo que las pruebas sean más sencillas.
Gestión de configuración vs orquestación
Establecido lo que es la infraestructura cómo código, queda una importante aclaración que hacer ¿Entonces cual es la diferencia de usar Ansible o Chef para gestionar la configuración?
Chef, Puppet, Ansible y SaltStack son herramientas de “gestión de configuración” lo que significa que están diseñadas para instalar y administrar software en servidores existentes.
Terraform, CloudFormation, OpenStack Heat y otros, son “herramientas de orquestación” lo que significa que están diseñadas para aprovisionar los servidores, dejando el trabajo de configurar esos servidores para otras herramientas.
Estas dos categorías no se excluyen, ya que la mayoría de las herramientas de gestión de configuración pueden realizar cierto grado de aprovisionamiento y la mayoría de las herramientas de orquestación pueden realizar cierto grado de gestión de configuración. Pero el enfoque en la gestión de la configuración o la orquestación significa que algunas de las herramientas se adaptarán mejor a ciertos tipos de tareas.
Ambas tareas, gestión de configuración y orquestación forman parte del ciclo de vida de las aplicaciones y la infraestructura en un equipo DevOps. Ambas son tareas de automatización, pero con enfoques distintos.
Una buena comparativa de estos puntos se encuentra un articulo en medium de Yevgeniy Brikman: Why we use Terraform and not Chef, Puppet, Ansible, SaltStack, or CloudFormation.
Introducción a Terraform
“Terraform es una herramienta para construir, combinar y poner en marcha de manera segura y eficiente la infraestructura. Desde servidores físicos a contenedores hasta productos SaaS (Software como un Servicio), Terraform es capaz de crear y componer todos los componentes necesarios para ejecutar cualquier servicio o aplicación.”
Se define la infraestructura completa como código, incluso si se extiende a múltiples proveedores de servicios. Por ejemplo los servidores pueden estar de Openstack, el DNS en AWS, terraform construirá todos los recursos a través de estos proveedores en paralelo, con esto se proporciona un flujo de trabajo y se usa como herramientas para cambiar y actualizar la infraestructura con seguridad.
Los archivos de configuración describen en Terraform los componentes necesarios para ejecutar una sola aplicación o el centro de datos completo. Terraform genera un plan de ejecución que describe lo que hará para alcanzar el estado deseado y luego lo ejecuta para construir la infraestructura descrita. A medida que cambia la configuración, Terraform puede determinar qué ha cambiado y crear planes de ejecución incrementales que se pueden aplicar.
La infraestructura que Terraform puede administrar incluye componentes de bajo nivel, como instancias de cómputo, almacenamiento y redes, así como componentes de alto nivel como entradas de DNS, características de SaaS, etc.
Las principales características de Terraform son:
Infraestructura como código: La infraestructura se describe utilizando una sintaxis de alto nivel. Esto permite que un blueprint sea versionado y tratado como lo haría con cualquier otro código. Estos archivos que describen la infraestructura pueden ser compartidos y reutilizados.
Planes de Ejecución: Terraform tiene un paso de “planificación” donde genera un plan de ejecución. El plan de ejecución muestra lo que hará Terraform cuando se ejecute. Esto permite evitar sorpresas.
Gráfico de recursos: Terraform crea un gráfico de todos los recursos y paraleliza la creación y modificación de cualquier recurso. Con esto los operadores obtienen información sobre las dependencias en la infraestructura.
Automatización de cambios: Los conjuntos de cambios complejos se pueden aplicar a su infraestructura con una mínima interacción humana. Con el plan de ejecución y el gráfico de recursos mencionados anteriormente, se sabe exactamente qué cambiará Terraform y en qué orden, evitando muchos posibles errores humanos.
Instalación de Terraform
Este tutorial sigue los pasos para de instalación para Linux - Fedora 29.
1. Descargar el paquete
Descargar el paquete según la plataforma. El paquete debe descargarse desde https://www.terraform.io/downloads.html.
Sistemas operativos compatibles con Terraform:
- Linux: 32bit | 64bit | Arm
- Windows: 32bit | 64bit
- Mac OS X: 64bit
- FreeBSD: 32bit | 64bit | Arm
- OpenBSD: 32bit | 64bit
- Solaris: 64bit
Seleccionamos el sistema operativo y la arquitectura, en mi caso elegiremos Linux 64bit puesto que lo instalaremos en una maquina con Fedora 29.
2. Instalación
2.1 Crear un directorio para los binarios de Terraform:
[root@zenbook Descargas]# mkdir /opt/terraform
2.2 Mover el archivo descargado anteriormente al interior del directorio:
[root@zenbook Descargas]# mv terraform_0.11.13_linux_amd64.zip /opt/terraform/
2.3 Nos situamos en el directorio terraformy descomprimimos los binarios:
[root@zenbook Descargas]# cd /opt/terraform/
[root@zenbook terraform]# unzip terraform_0.11.13_linux_amd64.zip
Archive: terraform_0.11.13_linux_amd64.zip
inflating: terraform
2.4 Exportamos las variables de entorno para añadir el directorio de Terraform al PATH del sistema (variable $PATH):
[root@zenbook terraform]# export PATH="$PATH:/opt/terraform"
Para hacer persistente el cambio y que el binario de terraform sea reconocido después de esta sesión la terminar debemos agregarlo en ~/.profile o ~/.bashrc:
[root@zenbook ~]# echo PATH="$PATH:/opt/terraform" >> ~/.bashrc
[root@zenbook ~]# source .bashrc
2.5 Por último comprobamos que se ha instalado bien ejecutando el comando siguiente:
[root@zenbook terraform]# terraform --version
Terraform v0.11.13
Primeros pasos con Terraform
Antes de ejecutar un ejemplo es necesario conocer algunos conceptos de terraform:
1. Archivos de configuración
Terraform utiliza archivos de texto para describir la infraestructura y establecer variables. El lenguaje de los ficheros de configuración de Terraform se llama HashiCorp Configuration Language (HCL). Los ficheros se deberán crear con la extensión “.tf”.
El formato de los archivos de configuración puede estar en dos formatos: formato Terraform y JSON. El formato de Terraform es más legible, admite comentarios y es el formato generalmente recomendado para la mayoría de los archivos de Terraform. El formato JSON está destinado a las máquinas para crear, modificar y actualizar, pero los operadores de Terraform también pueden hacerlo si lo prefiere. El formato Terraform termina en .tf y el formato JSON termina en .tf.json.
Ejemplo de archivo Terraform, en el cual conectamos a una nube OpenStack para crear una máquina virtual:
[root@zenbook terraform-example]# cat openstack-example.tf
# Configure the OpenStack Provider
provider "openstack" {
user_name = "admin"
tenant_name = "admin"
password = "somestrongpass"
auth_url = "http://controller01:5000/v3"
region = "RegionOne"
}
# Create a RHEL server
resource "openstack_compute_instance_v2" "basic" {
name = "vm_from_terraform"
image_id = "567887bd-2635-4c2e-9feb-248a1b770745"
flavor_id = "i78478b4-2d58-42f6-940e-15bdea5a7849"
metadata = {
this = "that"
}
network {
name = "Some_Network"
}
}
2. Proveedores de Terraform
Terraform se utiliza para crear, administrar y actualizar recursos de infraestructura como máquinas físicas, máquinas virtuales, routers , contenedores y más. Casi cualquier tipo de infraestructura puede representarse como un recurso en Terraform.
Un proveedor es responsable de comprender las interacciones de API entre terraform y la plataforma proveedora de los recursos y crear los recursos.
Los proveedores generalmente son IaaS, por ejemplo:
- AWS
- GCP
- Microsoft Azure
- OpenStack
- Digital Ocean
Proveedores de PaaS:
- Heroku
- Nutanix
- Rancher
- Kubernetes (No es completamente un PaaS)
Servicios SaaS:
- Terraform Enterprise
- DNSimple
- CloudFlare
- Bitbucket
- Datadog
La lista completa de proveedores se encuentra en la documentación oficial: https://www.terraform.io/docs/providers/index.html
La mayoría de los proveedores requieren algún tipo de configuración para proporcionar información de autenticación, URLs, etc. Cuando se requiere una configuración explícita, se utiliza un bloque de proveedor dentro de la configuración, como se ilustra a continuación:
Configuración para conectar a OpenStack como proveedor:
# Configure the OpenStack Provider
provider "openstack" {
user_name = "admin"
tenant_name = "admin"
password = "pwd"
auth_url = "http://myauthurl:5000/3"
region = "RegionOne"
}
Configuración para conectar a AWS como proveedor:
# Configure the AWS Provider
provider "aws" {
access_key = "${var.aws_access_key}"
secret_key = "${var.aws_secret_key}"
region = "us-east-1"
}
3. Inicialización
Cada vez que se agrega un nuevo proveedor a la configuración, ya sea explícitamente a través de un bloque de proveedores o agregando un recurso de ese proveedor, es necesario inicializar ese proveedor antes de usarlo. La inicialización descarga e instala el plugin del proveedor y lo prepara para su uso.
La inicialización del proveedor es una de las acciones de terraform init. Al ejecutar este comando se descargará e inicializará cualquier proveedor que aún no esté inicializado.
Los proveedores descargados por terraform init solo se instalan para el directorio de trabajo actual, otros directorios de trabajo pueden tener sus propias versiones de proveedor instaladas.
Crear una base de datos de MySQL con Terraform
Como ejemplo en este tutorial crearemos una base de datos de MySQL. El código del ejemplo está en el siguiente repositorio de Github: https://github.com/galvarado/terraform-examples
1. Crear archivo de configuración
El arhivo de configuración define el proveedor, en este caso MySQL y contiene los datos para poder conectar al motor de base de datos y crear los recursos. También se definen los recursos a crear que serían una base de datos llamada “some_db_name” y un usuario para la misma con su password.
mysql-example.tf:
provider "mysql" {
endpoint = "localhost:3306" # MySQL Endpoint
username = "root" # Some existing ser with privileges
password = "Pb5c2.<:-Gf7vc4M" # User pass
}
# Crear base de datos
resource "mysql_database" "some_db" {
name = "some_db_name" #Database to be created
}
# Crear usuario
resource "mysql_user" "demo" {
user = "demo" # User to be created
host = "localhost" #host where database will be created
password = "Xd5c2.<:-Gf7vc5M" # Some strong pass for demo user
}
2. Inicializar el proveedor
Dentro del directorio que contiene el archivo mysql-example.tf:
[root@zenbook mysql]# terraform init
3. Ejecutar el plan
[root@zenbook mysql]# terraform plan
Con esto nos aseguramos que configuraciones se vana realizar antes de verdaderamente aplicarlas, es un double check para asegurarnos.
4. Aplicar los cambios
[root@zenbook mysql]# terraform aply
Después de aplicar los cambios podemos ver un resumen de los recursos se agregaron o cambiaron.
Día 2: actualizar la configuración de la base de datos
5. Hacer una actualización
En un escenario real quizá necesitemos actualizar el password constantemente, por tanto para realizar esta actualización cambié el password del usuario demo, para aplicar este cambio en la base de datos realizaré los comandos plan y aply:
Como podemos ver terraform conoce que la acción es un cambio de password. Ahora aplicamos el cambio:
Con esto conocemos ahora como interactuar con Terraform para realizar despliegue recursos y actualizaciones sobre recursos existentes.
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Referencias: