隨著雲端應用程式規模的擴大，管理大量的 AWS 資源變得日益複雜。CloudFormation 提供了巨集、巢狀堆積疊和模組等機制，讓開發者能更有效率地定義和管理基礎設施。巨集允許在佈署前處理範本，實作客製化邏輯；巢狀堆積疊將大型範本分解成更小的可管理單元，提高程式碼重用性；模組則提供更進階的版本控制和封裝能力，簡化範本結構並促進團隊協作。理解並善用這些功能，能有效提升 IaC 的效率，降低維護成本。
使用巨集（Macros）、巢狀堆積疊（Nested Stacks）與模組（Modules）擴充套件您的 CloudFormation 範本
隨著雲端基礎設施的日益複雜，管理大量資源成為一大挑戰。AWS CloudFormation 提供了一系列工具來簡化資源的管理，其中包括巨集、巢狀堆積疊和模組。本文將探討這些功能，並透過實際範例展示如何使用它們來擴充套件和最佳化您的 CloudFormation 範本。
巨集（Macros）：範本處理的利器
巨集是 AWS CloudFormation 提供的一種強大功能，允許您自定義範本處理邏輯。透過使用巨集，您可以在範本被送到 CloudFormation 進行處理之前，對其進行修改或擴充套件。
建立一個簡單的巨集
首先，我們來看一個簡單的範例，展示如何建立一個巨集來生成 ECS（EC2 Container Service）相關的資源定義。
# standard_app.py
def render_ecs(input):
ecs_definition = {}
ecs_task_definition = {...} # 生成 ECS 任務定義
ecs_service_definition = {...} # 生成 ECS 服務定義
# 生成其他必要的資源定義...
ecs_definition.update(ecs_task_definition)
ecs_definition.update(ecs_service_definition)
return ecs_definition
這個 Python 函式 render_ecs 接受輸入並傳回一個包含 ECS 相關資源定義的字典。您可以根據需求擴充套件這個函式，以生成更多的資源。
佈署巨集
要佈署這個巨集，您需要將其封裝成一個 Lambda 函式，並透過 CloudFormation 範本進行佈署。
準備基礎設施：首先，您需要佈署一些基礎資源，如 ECS 叢集和網路。
$ aws cloudformation deploy --stack-name core --template-file core.yaml --capabilities CAPABILITY_IAM上傳巨集程式碼到 S3：由於 Lambda 函式程式碼大小的限制，您可能需要將巨集程式碼上傳到 S3。
$ aws s3 mb s3://masteringcfn $ zip lambda-macro.zip standard-app.py $ aws s3 cp lambda-macro.zip s3://masteringcfn/lambda-macro.zip佈署巨集：透過 CloudFormation 範本佈署您的巨集。
$ aws cloudformation deploy --stack-name standard-app-macro --template-file macro.yaml --capabilities CAPABILITY_IAM使用巨集：現在，您可以在您的 CloudFormation 範本中使用這個巨集。
$ aws cloudformation deploy --stack-name app --template-file app.yaml
檢視處理後的範本
在 CloudFormation 控制檯，您可以檢視範本在經過巨集處理前後的變化。
圖表翻譯：
此圖示展示了範本在巨集處理前後的變化對比。
巢狀堆積疊（Nested Stacks）：範本的模組化
巢狀堆積疊允許您將一個 CloudFormation 堆積疊巢狀在另一個堆積疊中，這樣可以實作範本的模組化管理。
巢狀堆積疊的優勢
- 模組化：將大型範本分解為更小、更易於管理的模組。
- 重用：可以在多個堆積疊中重用相同的範本。
- 獨立更新：可以獨立更新巢狀堆積疊，而不影響主堆積疊。
建立巢狀堆積疊
以下是一個簡單的範例，展示如何建立一個巢狀堆積疊。
# 父堆積疊範本
Resources:
Instance:
Type: "AWS::CloudFormation::Stack"
Properties:
TemplateURL: "https://s3.amazonaws.com/bckt/ec2.yaml"
Parameters:
InstanceType: "t3.large"
VolumeSize: 100
# ec2.yaml（巢狀堆積疊範本）
Parameters:
InstanceType:
Type: String
VolumeSize:
Type: String
Resources:
Ec2:
Type: "AWS::EC2::Instance"
Properties:
ImageId: "ami-123456abcd"
InstanceType: !Ref InstanceType
BlockDeviceMappings:
- DeviceName: "/dev/sda"
Ebs:
VolumeType: "gp3"
VolumeSize: !Ref VolumeSize
內容解密：
此段程式碼展示瞭如何建立一個巢狀堆積疊，其中父堆積疊範本透過 TemplateURL 指定了巢狀堆積疊的範本位置，並傳遞了必要的引數。
模組（Modules）：CloudFormation 的擴充套件
模組是 CloudFormation 的另一種模組化工具，它提供了比巢狀堆積疊更靈活的管理方式。
使用模組的好處
- 簡化範本：模組可以簡化您的 CloudFormation 範本，使其更易於閱讀和維護。
- 提高重用性：模組可以在不同的範本中重用，減少重複工作。
圖表翻譯：
此圖示說明瞭模組如何簡化範本結構並提高重用性。
內容解密：
本文詳細介紹瞭如何使用 AWS CloudFormation 的巨集、巢狀堆積疊和模組來擴充套件和最佳化您的範本。透過實際範例和程式碼片段，展示了這些功能的使用方法和優勢。希望本文能幫助您更好地理解和應用這些強大的工具，以提高您的雲端基礎設施管理效率。
隨著雲端技術的不斷發展，AWS CloudFormation 也在不斷進化和改進。未來，我們可以期待看到更多的新功能和改進，以進一步簡化雲端資源的管理和佈署。作為雲端從業人員，我們需要不斷學習和適應這些新技術，以保持競爭力並更好地服務於業務需求。
使用巢狀堆積疊（Nested Stacks）與 CloudFormation 模組的最佳實踐
在 AWS CloudFormation 中，巢狀堆積疊（Nested Stacks）是一種將大型基礎設施範本分解為更小、更易於管理的子範本的方法。然而，巢狀堆積疊也有一些限制和缺點，例如不支援版本控制、復原困難等。為瞭解決這些問題，AWS 提供了 CloudFormation 模組（Modules）功能，允許開發者將可重複使用的基礎設施程式碼封裝成模組，並在多個範本中重複使用。
巢狀堆積疊的歷史與限制
巢狀堆積疊自 2013 年以來一直存在，是一種將多個 CloudFormation 範本組合在一起的方法。然而，巢狀堆積疊有一些限制，例如：
- 不支援版本控制：巢狀堆積疊的範本 URL 不支援指定版本，因此總是指向最新的範本版本。
- 復原困難：巢狀堆積疊的復原過程可能非常耗時，且容易出錯。
- 維護困難：巢狀堆積疊的維護可能非常困難，尤其是在大型基礎設施中。
巢狀堆積疊示例程式碼
Resources:
Table:
Type: "AWS::CloudFormation::Stack"
Properties:
TemplateURL: "https://s3url/templates/table.yaml"
Function:
Type: "AWS::CloudFormation::Stack"
Properties:
TemplateURL: "https://s3url/templates/function.yaml"
Parameters:
TableArn: !GetAtt [Table, Outputs.TableArn]
巢狀堆積疊的優缺點分析
巢狀堆積疊的主要優點是：
- 模組化：巢狀堆積疊允許將大型範本分解為更小的子範本，使其更易於管理和維護。
- 重複使用：巢狀堆積疊允許在多個範本中重複使用相同的子範本。
然而，巢狀堆積疊也有一些缺點，例如：
- 版本控制問題：巢狀堆積疊不支援版本控制，這使得範本的管理和維護變得困難。
- 復原困難：巢狀堆積疊的復原過程可能非常耗時，且容易出錯。
CloudFormation 模組的優勢
CloudFormation 模組是 AWS 提供的一種新的模組化方法，允許開發者將可重複使用的基礎設施程式碼封裝成模組，並在多個範本中重複使用。CloudFormation 模組具有以下優勢：
- 版本控制：CloudFormation 模組支援版本控制，這使得範本的管理和維護變得更加容易。
- 易於維護：CloudFormation 模組易於維護和更新，因為它們是獨立的單元。
CloudFormation 模組示例程式碼
Resources:
ModuleResource:
Type: "MyOrg::Namespace::ModuleName::MODULE"
Properties:
ModuleParameter: "SomeValue"
使用 CloudFormation 模組的好處
使用 CloudFormation 模組的好處包括：
- 模組化：CloudFormation 模組允許將可重複使用的基礎設施程式碼封裝成模組，使其更易於管理和維護。
- 版本控制：CloudFormation 模組支援版本控制，這使得範本的管理和維護變得更加容易。
- 易於重複使用：CloudFormation 模組易於在多個範本中重複使用，從而減少了重複勞動。
建立 CloudFormation 模組
要建立 CloudFormation 模組，需要執行以下步驟：
- 使用
cfn init命令初始化一個新的 CloudFormation 模組專案。 - 選擇模組（Module）選項，並輸入模組的名稱。
- 在
fragments目錄中建立一個新的範本檔案（例如template.yaml）。
建立 CloudFormation 模組的詳細步驟
$ cfn init
Initializing new project
在選單中選擇模組（Module）選項：
Do you want to develop a new resource(r) or a module(m) or a hook(h)?.
>> m
輸入模組的名稱：
What's the name of your module type?
(<Organization>::<Service>::<Name>::MODULE)
>> Org::Apps::StandardApp::MODULE
建立完成後，將在 fragments 目錄中看到一個新的範本檔案。
將宏（Macro）轉換為 CloudFormation 模組
在本文中，我們將展示如何將宏（Macro）轉換為 CloudFormation 模組。首先，我們需要建立一個新的 CloudFormation 模組專案，並在 fragments 目錄中建立一個新的範本檔案。
將宏轉換為 CloudFormation 模組的步驟
- 建立一個新的 CloudFormation 模組專案。
- 在
fragments目錄中建立一個新的範本檔案（例如template.yaml）。 - 將宏的程式碼轉換為 CloudFormation 模組的格式。
轉換宏的示例程式碼
假設我們有一個宏（Macro）如下：
Resources:
Function:
Type: "AWS::Lambda::Function"
Properties:
FunctionName: !Sub "my-function-${AWS::Region}"
Runtime: nodejs14.x
Handler: index.handler
Role: !GetAtt "FunctionRole.Arn"
Code:
S3Bucket: my-bucket
S3ObjectKey: function-code.zip
我們可以將其轉換為 CloudFormation 模組，如下所示：
Resources:
ModuleResource:
Type: "Org::Apps::StandardApp::MODULE"
Properties:
FunctionName: !Sub "my-function-${AWS::Region}"
Runtime: nodejs14.x
Handler: index.handler
Role: !GetAtt "FunctionRole.Arn"
Code:
S3Bucket: my-bucket
S3ObjectKey: function-code.zip
隨著 AWS CloudFormation 的不斷發展，CloudFormation 模組將成為實作模組化的首選方法。未來，我們可以預期 CloudFormation 模組將提供更多功能和改進，例如更好的錯誤處理和除錯工具。開發者應該積極採用 CloudFormation 模組，以提高基礎設施範本的可維護性和可重複使用性。
參考資料
附加資源
巢狀堆積疊與 CloudFormation 模組的比較
@startuml
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skinparam rectangleBackgroundColor #F5F5F5
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title 巢狀堆積疊與 CloudFormation 模組的比較
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rectangle "可重複使用" as node6
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node3 --> node4
node4 --> node5
node5 --> node6
@enduml圖表翻譯： 上圖展示了巢狀堆積疊（Nested Stacks）和 CloudFormation 模組（Modules）的比較。巢狀堆積疊有一些限制，例如不支援版本控制、復原困難和維護困難。相比之下，CloudFormation 模組具有優勢，例如支援版本控制、易於維護和可重複使用。
