DevOps/SRE 必懂概念：不可变基础设施

如果你正在学习或刚开始接触DevOps和基础设施自动化，这篇文章将帮助你详细了解不可变基础设施（Immutable infrastructure）模型。,在进入技术解释之前，首先，你应该对可变和不可变这两个词的字面意思有一个清晰的认识。,现在让我们看一个真实世界的例子，即一所房子。在一所房子里，有一些你可以改变的对象（可变的），也有一些必须被替换的对象（不可变的），如果它们发生了什么变化。例如，你可以给一扇门涂上不同的颜色，更换门把手，给它一个不同的外观。在这里门是一个可变的对象。同时，一个洗脸盆是一个不可变的对象。如果你想改变脸盆的颜色，你需要用一个新的脸盆来替换它。这一点也适用于地砖。,在IT界，我们在软件工程和DevOps中都有可变性和不可变性的概念。在软件工程中，这一概念被应用于面向对象的编程，而在DevOps中，它被应用于基础设施自动化。在本指南中，我们将从DevOps的角度重点讨论不可变的基础设施。,要理解不可变的基础设施，首先，你应该知道服务器的生命周期。,下面是一个带有应用程序的服务器的简略的生命周期（仅供参考，各组织的流程有所不同）。,正如你所看到的，上面提到的步骤是一个可变的模型。这是因为我们正在根据要求对服务器进行修改。因此，当你使用Ansible、Puppet或Chef等配置管理工具来管理服务器时，你遵循的是可变模式。,「不可变」，就像它的字面意思一样，不可变的基础设施是一个概念，在你部署服务器之后，你不会对它做任何改变。意思是说，服务器在部署的时候已经预先配置好了配置、安装好了工具和应用程序。服务器出现的那一刻，应用程序就开始运行。,如果您想进行任何更改，则应销毁现有服务并用新服务替换。更改可能是打补丁、应用程序升级、服务器配置更改等。,图片,你可以为大多数现代应用遵循不可变的基础设施模型，包括数据库集群。,例如，如果你有应用程序在自动缩放组中运行，而你遵循的是不可变的服务器部署模型。每当你想部署新的代码时，你需要销毁现有的虚拟机，这样由自动缩放启动的新虚拟机就会下载最新的代码。另一种方法是，你需要用带有代码的最新镜像来改变启动模板。,在一个不可变的模型中，在配置方面应遵循标准的最佳实践。,例如，使用配置存储或服务发现工具，将经常改变的配置外部化。一个典型的例子是Nginx的upstream配置。,这样一来，你就不必为小的变化和配置而重新生成服务器。,如果你知道容器，它是不可变基础设施的最好例子。除了外部化的配置，对容器的任何改变都会导致重建。,那么，不可变的基础设施模式如何用在CI/CD过程？,当你在虚拟机环境的CI管道中遵循不可变的基础设施模式时，可部署的工件将是一个虚拟机镜像或一个docker镜像。,例如，一旦CI完成，利用Docker或packer等工具，你可以把程序代码塞到容器或虚拟机镜像（AWS AMI）中，并使用它在相关环境中进行部署。,当涉及到部署时，你可以遵循蓝绿部署或金丝雀部署。让我们来看看这两种方法。,在不可改变的基础设施模型中，虚拟机或容器镜像的创建和修补起到了关键作用。你需要利用CI/CD工具，制定良好的镜像生命周期管理。,在云和容器环境中，首先我们需要一个基础镜像。之后基于这个基础镜像创建应用镜像。在实际的项目环境中，这个过程会比较复杂。,下面我们来聊一下这一切在实际项目环境中是如何发生的，以及如何根据公司的安全策略建立应用程序镜像。,因此，这里列出了在安全的项目环境中遵循的通用镜像生命周期管理（虚拟机和容器）步骤。,图片,我们已经看了不可变的基础设施的关键概念。,作为一名DevOps工程师，你应该在构建和部署不可变镜像时遵循所有标准的最佳实践，以减少攻击面。,如果你正在使用容器或容器编排工具（如Kubernetes），你已经在遵循应用程序部署的不可变模式。