微服務佈署與基礎設施即程式碼實踐

– 12 分鐘閱讀

隨著微服務架構的普及，如何有效地佈署和管理微服務成為了開發者們關注的焦點。本文將深入探討微服務的佈署策略，從手動佈署到自動佈署，並介紹如何利用基礎設施即程式碼 (IaC) 工具 Terraform 來簡化和自動化基礎設施的管理。同時，我們也會探討如何使用 Azure CLI 和 Kubectl 等工具來管理 Kubernetes 叢集，並介紹如何利用 GitHub Actions 實作持續整合和持續佈署，以確保程式碼的品質和佈署的效率。最後，我們將討論自動化測試在微服務架構中的重要性，以及如何有效地進行自動化測試，以確保微服務的穩定性和可靠性。

刪除佈署

當我們完成了微服務的測試和驗證後，我們可以刪除佈署以釋放資源。這可以透過 Azure CLI 或 Kubectl 工具來完成。

摧毀基礎設施

在刪除佈署後，我們還需要摧毀基礎設施以避免不必要的費用。這可以透過 Azure CLI 或 Terraform 工具來完成。

Azure CLI 工具回顧

Azure CLI 工具是一個強大的工具，允許我們從命令列管理和佈署 Azure 資源。它提供了一個簡單和直觀的方式來管理 Azure 資源，並且可以與其他工具和服務整合。

Kubectl 工具回顧

Kubectl 工具是一個用於管理 Kubernetes 叢集的命令列工具。它提供了一個簡單和直觀的方式來管理 Kubernetes 資源，並且可以與其他工具和服務整合。

繼續學習

在本章中，我們已經學習瞭如何使用 Azure CLI 和 Kubectl 工具來佈署和管理微服務。同時，我們也介紹了 Infrastructure as Code (IaC) 工具 Terraform，並學習瞭如何使用它來自動化基礎設施的建立和管理。如果您想要繼續學習更多關於 Azure、Kubernetes 和 Terraform 的知識，可以參考以下資源：

  • Azure 官方檔案：https://docs.microsoft.com/zh-tw/azure/
  • Kubernetes 官方檔案：https://kubernetes.io/zh/docs/
  • Terraform 官方檔案：https://www.terraform.io/docs/

基礎設施即程式碼

基礎設施即程式碼 (IaC) 是一種管理基礎設施的方法，使用程式碼來定義和組態基礎設施。這種方法可以幫助我們自動化基礎設施的建立和管理，減少人工錯誤和提高效率。

新工具

在本章中，我們將介紹一個新的工具：Terraform。Terraform 是一種流行的 IaC 工具，允許我們使用程式碼來定義和組態基礎設施。

取得程式碼

要開始使用 Terraform，我們需要取得 Terraform 的程式碼。這可以透過 Terraform 官方網站來完成。

原型化基礎設施

在取得 Terraform 程式碼後，我們可以開始原型化基礎設施。這涉及到定義基礎設施的架構和組態。

基礎設施即程式碼

使用 Terraform，我們可以將基礎設施定義為程式碼。這允許我們使用版本控制系統來管理基礎設施的變化，並且可以自動化基礎設施的建立和管理。

驗證 Azure 帳戶

在使用 Terraform 時，我們需要驗證 Azure 帳戶。這可以透過 Azure CLI 工具來完成。

選擇 Kubernetes 版本

在使用 Terraform 時，我們需要選擇 Kubernetes 版本。這可以透過 Terraform 的組態檔案來完成。

使用 Terraform 建立基礎設施

在驗證 Azure 帳戶和選擇 Kubernetes 版本後，我們可以使用 Terraform 建立基礎設施。這涉及到執行 Terraform 的組態檔案，以建立基礎設施。

為什麼選擇 Terraform？

Terraform 是一種流行的 IaC 工具，允許我們使用程式碼來定義和組態基礎設施。它提供了一個簡單和直觀的方式來管理基礎設施，並且可以與其他工具和服務整合。

使用 Terraform 進行基礎設施自動化

在開始使用 Terraform 進行基礎設施自動化之前，我們需要先了解 Terraform 的基本概念和安裝過程。Terraform 是一個開源的基礎設施自動化工具，允許使用者定義和管理基礎設施資源，例如虛擬機器、網路和儲存等。

安裝 Terraform

要安裝 Terraform，首先需要下載並安裝 Terraform 的二進位檔案。您可以從官方網站下載 Terraform 的最新版本。安裝完成後，需要將 Terraform 的執行檔案增加到系統的環境變數中，以便可以在命令列中執行 Terraform 命令。

初始化 Terraform

安裝完成後，需要初始化 Terraform，以便可以使用 Terraform 進行基礎設施自動化。初始化 Terraform 的過程包括建立一個新的工作目錄、初始化 Terraform 的設定檔案和安裝所需的提供者（Provider）。

建立 Azure 資源群組

在開始使用 Terraform 進行基礎設施自動化之前，需要建立一個 Azure 資源群組，以便可以管理和組織 Azure 資源。資源群組是 Azure 中的一個邏輯容器，用於組織和管理相關的資源。

# 建立 Azure 資源群組
resource "azurerm_resource_group" "example" {
  name     = "example-resource-group"
  location = "East US"
}

建立容器登入

建立資源群組後，需要建立一個容器登入，以便可以儲存和管理 Docker 容器映像。容器登入是 Azure 中的一個服務，用於儲存和管理 Docker 容器映像。

# 建立容器登入
resource "azurerm_container_registry" "example" {
  name                     = "example-container-registry"
  resource_group_name      = azurerm_resource_group.example.name
  location                 = azurerm_resource_group.example.location
  sku                      = "Basic"
  admin_enabled            = true
}

初始化 Terraform 和建立基礎設施

建立容器登入後，需要初始化 Terraform 和建立基礎設施。初始化 Terraform 的過程包括建立一個新的工作目錄、初始化 Terraform 的設定檔案和安裝所需的提供者（Provider）。

# 初始化 Terraform
terraform init

建立基礎設施的過程包括建立虛擬機器、網路和儲存等資源。

# 建立虛擬機器
resource "azurerm_virtual_machine" "example" {
  name                  = "example-virtual-machine"
  resource_group_name   = azurerm_resource_group.example.name
  location              = azurerm_resource_group.example.location
  vm_size               = "Standard_DS2_v2"
  network_interface_ids = [azurerm_network_interface.example.id]
}

# 建立網路介面
resource "azurerm_network_interface" "example" {
  name                = "example-network-interface"
  resource_group_name = azurerm_resource_group.example.name
  location            = azurerm_resource_group.example.location
  ip_configuration {
    name                          = "example-ip-configuration"
    subnet_id                     = azurerm_subnet.example.id
    private_ip_address_allocation = "Dynamic"
  }
}

# 建立子網路
resource "azurerm_subnet" "example" {
  name                 = "example-subnet"
  resource_group_name  = azurerm_resource_group.example.name
  virtual_network_name = azurerm_virtual_network.example.name
  address_prefix       = "10.0.1.0/24"
}

# 建立虛擬網路
resource "azurerm_virtual_network" "example" {
  name                = "example-virtual-network"
  resource_group_name = azurerm_resource_group.example.name
  location            = azurerm_resource_group.example.location
  address_space       = ["10.0.0.0/16"]
}

管理基礎設施狀態

建立基礎設施後，需要管理基礎設施狀態，以便可以跟蹤和控制基礎設施的變化。Terraform 提供了一個狀態檔案，用於儲存基礎設施的狀態訊息。

# 顯示基礎設施狀態
terraform show

摧毀和重建基礎設施

如果需要摧毀和重建基礎設施，可以使用 Terraform 的摧毀命令。

# 摧毀基礎設施
terraform destroy

重建基礎設施的過程包括重新建立虛擬機器、網路和儲存等資源。

# 重建基礎設施
terraform apply

基礎設施的持續演進

在上一章中，我們已經成功建立了基礎設施的基本結構。現在，讓我們繼續完善它。

建立容器登入函式庫

首先，我們需要建立一個容器登入函式庫，以便儲存和管理我們的容器映像。這可以透過以下步驟實作：

建立容器登入函式庫

# 建立容器登入函式庫
resource "aws_ecr_repository" "example" {
  name = "example-repo"
}

Terraform 輸出

# 輸出容器登入函式庫的詳細訊息
output "ecr_repository_url" {
  value = aws_ecr_repository.example.repository_url
}

輸出敏感值

請注意，輸出敏感值可能會導致安全風險。因此，我們應該避免輸出敏感值。

# 不要輸出敏感值
output "sensitive_value" {
  value = " sensitive_value"
  sensitive = true
}

取得容器登入函式庫的詳細訊息

# 取得容器登入函式庫的詳細訊息
data "aws_ecr_repository" "example" {
  name = "example-repo"
}

重構以分享組態資料

為了提高組態資料的可重用性和維護性，我們可以透過引入 Terraform 變數來重構組態資料。

# 引入 Terraform 變數
variable "region" {
  type = string
  default = "ap-northeast-1"
}

建立 Kubernetes 叢集

最後，讓我們建立一個 Kubernetes 叢集，以便佈署和管理我們的應用程式。

# 建立 Kubernetes 叢集
resource "aws_eks_cluster" "example" {
  name     = "example-cluster"
  role_arn = aws_iam_role.example.arn
}

將登入函式庫附加到叢集

# 將登入函式庫附加到叢集
resource "aws_eks_node_group" "example" {
  cluster_name    = aws_eks_cluster.example.name
  node_group_name = "example-node-group"
  instance_types  = ["t3.medium"]
  node_role_arn   = aws_iam_role.example.arn
}

這樣，我們就完成了基礎設施的建立和組態。下一步，我們將佈署和管理我們的應用程式。

圖表翻譯：

  graph LR
    A[建立容器登入函式庫] --> B[建立 Kubernetes 叢集]
    B --> C[將登入函式庫附加到叢集]
    C --> D[佈署和管理應用程式]

內容解密：

以上步驟實作了基礎設施的建立和組態，包括建立容器登入函式庫、Terraform 輸出、重構以分享組態資料、建立 Kubernetes 叢集和將登入函式庫附加到叢集。這些步驟為我們的應用程式提供了一個穩定和安全的基礎設施。

建立叢集並實作持續佈署

在上一章節中，我們已經完成了基礎設施的建立和組態。現在，我們將進一步探討如何佈署應用程式到我們的叢集，並實作持續佈署。

叢集佈署

當我們建立好叢集後，下一步就是佈署應用程式到叢集中。這個過程涉及到將應用程式的程式碼和組態檔案複製到叢集節點上，並確保應用程式能夠正常執行。

佈署流程

  1. 準備佈署環境：在開始佈署之前，我們需要確保叢集節點上已經安裝好了必要的軟體和函式庫。
  2. 上傳程式碼：將應用程式的程式碼上傳到叢集節點上。
  3. 組態應用程式：組態應用程式的環境變數和其他設定。
  4. 啟動應用程式：啟動應用程式，並確保它能夠正常執行。

持續佈署

持續佈署（Continuous Deployment）是一種軟體工程方法，它旨在自動化佈署流程，以便在程式碼變更後立即佈署新的版本。

持續佈署的優點

  1. 提高效率：自動化佈署流程可以節省人工成本和時間。
  2. 提高可靠性：自動化佈署流程可以減少人為錯誤的可能性。
  3. 提高彈性：持續佈署可以讓我們快速回應市場變化和客戶需求。

GitHub Actions

GitHub Actions是一種自動化工作流程工具，它可以幫助我們實作持續佈署。以下是使用GitHub Actions的步驟：

  1. 建立工作流程：在GitHub倉函式庫中建立一個新的工作流程。
  2. 定義工作流程：定義工作流程的步驟，包括編譯、測試和佈署等。
  3. 觸發工作流程：設定工作流程觸發條件，例如程式碼推播或合併請求。

透過使用GitHub Actions，我們可以自動化佈署流程，並實作持續佈署。這樣可以提高我們的工作效率和可靠性，並讓我們更快地回應市場變化和客戶需求。

自動化工作流程與持續整合

在軟體開發中，自動化工作流程和持續整合（Continuous Integration, CI）是兩個非常重要的概念。自動化工作流程可以幫助我們自動執行一系列的任務，例如編譯程式碼、執行測試、佈署應用程式等。持續整合則是指在程式碼變更時，自動執行測試和建置，以確保程式碼的正確性和穩定性。

建立新的工作流程

建立新的工作流程是自動化工作流程的第一步。這個過程涉及定義工作流程的步驟，例如哪些命令需要執行，哪些條件需要滿足等。以下是一個簡單的例子：

# 定義一個新的工作流程
workflow "Hello World" {
  # 執行一個 shell 指令碼
  sh "echo 'Hello World'"
}

執行命令

在工作流程中，我們可以執行各種命令，例如 shell 指令碼、Python 指令碼等。以下是一個例子：

# 執行一個 shell 指令碼
sh "echo 'Hello World'"

觸發工作流程

工作流程可以透過各種方式觸發，例如透過 UI、API 或者 webhook 等。以下是一個例子：

# 觸發一個工作流程
trigger "Hello World" {
  # 觸發條件
  on push {
    # 執行工作流程
    workflow "Hello World"
  }
}

持續整合

持續整合是指在程式碼變更時，自動執行測試和建置，以確保程式碼的正確性和穩定性。以下是一個例子：

# 定義一個持續整合的工作流程
workflow "CI" {
  # 執行測試
  sh "npm test"
  # 建置應用程式
  sh "npm build"
}

持續佈署

持續佈署是指在程式碼變更時，自動佈署應用程式到生產環境。以下是一個例子：

# 定義一個持續佈署的工作流程
workflow "CD" {
  # 佈署應用程式
  sh "npm deploy"
}

圖表翻譯：

  graph LR
  A[程式碼變更] --> B[觸發工作流程]
  B --> C[執行測試]
  C --> D[建置應用程式]
  D --> E[佈署應用程式]

在這個圖表中，我們可以看到程式碼變更會觸發工作流程，然後執行測試、建置應用程式和佈署應用程式。

內容解密：

在這個例子中，我們定義了一個新的工作流程，然後執行了一個 shell 指令碼。接下來，我們觸發了工作流程，然後執行了測試和建置應用程式。最後，我們佈署了應用程式到生產環境。

這個例子展示瞭如何使用自動化工作流程和持續整合來自動執行一系列的任務，從而提高軟體開發的效率和品質。

微服務的佈署策略

在微服務架構中，佈署是一個至關重要的步驟。它涉及將應用程式的各個部分佈署到生產環境中，以便使用者可以使用。微服務的佈署可以分為手動佈署和自動佈署兩種。

手動佈署

手動佈署是指開發人員手動將應用程式的各個部分佈署到生產環境中。這種方法通常適用於小型應用程式或初期開發階段。然而，隨著應用程式的複雜度增加，手動佈署可能會變得非常耗時和容易出錯。

自動佈署

自動佈署是指使用工具和指令碼自動將應用程式的各個部分佈署到生產環境中。這種方法可以節省時間和減少錯誤。自動佈署通常涉及以下步驟：

  1. 建立佈署工作流程：定義一個工作流程來自動佈署應用程式的各個部分。
  2. 驗證kubectl：驗證kubectl的組態和連線，以確保可以正確地與Kubernetes叢集進行通訊。
  3. 安裝和組態kubectl：安裝和組態kubectl，以便可以使用它來管理Kubernetes叢集。
  4. 從GitHub秘密中讀取環境變數：從GitHub秘密中讀取環境變數，以便可以在佈署過程中使用它們。
  5. 從GitHub上下文變數中讀取環境變數：從GitHub上下文變數中讀取環境變數，以便可以在佈署過程中使用它們。
  6. 增加GitHub秘密：增加GitHub秘密，以便可以在佈署過程中使用它們。
  7. 除錯佈署管道：除錯佈署管道，以確保它可以正確地執行。

直接佈署到生產環境的危險

直接佈署到生產環境可能是一個危險的做法，因為它可能會導致應用程式出錯或甚至導致整個系統當機。因此，應該使用自動化測試和驗證來確保應用程式的各個部分都已經正確地測試和驗證之後，再將它們佈署到生產環境中。

內容解密：

上述流程圖展示了微服務的自動佈署流程。首先，需要建立一個佈署工作流程，以定義自動佈署的步驟。然後，需要驗證kubectl的組態和連線，以確保可以正確地與Kubernetes叢集進行通訊。接下來，需要安裝和組態kubectl，以便可以使用它來管理Kubernetes叢集。然後，需要從GitHub秘密中讀取環境變數，並從GitHub上下文變數中讀取環境變數，以便可以在佈署過程中使用它們。最後，需要增加GitHub秘密，並除錯佈署管道，以確保它可以正確地執行。

圖表翻譯：

此圖表展示了微服務的自動佈署流程。每個步驟都代表了一個特定的動作，例如建立佈署工作流程、驗證kubectl的組態和連線等。圖表中的箭頭代表了步驟之間的流程關係。透過這個圖表，可以清晰地看到自動佈署的整個流程，以及每個步驟之間的關係。

自動化測試工具

在軟體開發的過程中，測試是一個非常重要的步驟。它可以幫助我們確保程式碼的正確性和穩定性。近年來，隨著微服務架構的普及，自動化測試成為了一種必不可少的技術。

取得程式碼

要開始進行自動化測試，首先需要獲得要被測試的程式碼。這可以透過各種方式，例如從版本控制系統中下載，或是直接從開發人員手中接收。

測試微服務

對於微服務架構的系統，測試的複雜度會大大增加。這是因為每個微服務都可能有自己的依賴關係和通訊協定。因此，需要針對每個微服務進行單獨的測試，以確保它們之間的協調工作正常。

微服務架構的佈署和管理日益倚重自動化工具。本文深入探討了從基礎設施建立、應用程式佈署到持續整合與佈署的完整流程，涵蓋了Azure CLI、Kubectl、Terraform、GitHub Actions等關鍵技術。分析各工具的應用場景及整合方式，可以發現，基礎設施即程式碼（IaC）的應用大幅提升了佈署效率和可靠性，而持續整合與佈署流程則確保了程式碼品質和快速迭代。然而，自動化工具的複雜性及設定成本仍然是一大挑戰，尤其在微服務測試環節，如何有效管理各服務間的依賴關係和通訊協定，仍需深入研究。玄貓認為，隨著雲原生技術的發展，自動化工具鏈將持續演進，更精細化的佈署策略和更智慧的測試工具將成為未來發展趨勢。對於追求敏捷開發和快速交付的團隊而言，掌握這些工具和流程至關重要。

玄貓

玄貓

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。