Konfigurationsdrift stellt eine zentrale Herausforderung für alle Entwickler dar, die sich mit Infrastructure as Code (IaC) beschäftigen. In diesem Artikel werden wir uns eingehend mit dem Thema Konfigurationsdrift-Management befassen, seine Bedeutung beleuchten, die Ursachen analysieren und mögliche Lösungsansätze aufzeigen.
Was ist Konfigurationsdrift?
Anwendungseigentümer sind kontinuierlich gefordert, ihre Applikationen und die dazugehörige Infrastruktur anzupassen, um das Kundenerlebnis fortlaufend zu verbessern. Diese Kunden können sowohl interne als auch externe Nutzer sein.
Im Zuge dieser Aktualisierungen und Anpassungen verändert sich zwangsläufig die Konfiguration der Apps und der zugrundeliegenden Infrastruktur. Diese Modifikationen können sowohl positive Effekte haben als auch den definierten Sicherheitszustand der Systeme beeinträchtigen. Der Begriff „Konfigurationsdrift“ beschreibt genau dieses Phänomen.
Wie Konfigurationsdrift entsteht
Mit zunehmender Komplexität der Softwareentwicklungs- und Bereitstellungssysteme wächst auch das Risiko von Konfigurationsabweichungen. Der Code durchläuft üblicherweise mehrere Stufen, von der Arbeitsstation des Entwicklers über gemeinsame Entwicklungsumgebungen bis hin zu Test-, QA-, Staging- und schließlich Produktionsumgebungen.
Die potenziellen Auswirkungen von Konfigurationsdrift nehmen zu, je weiter dieser Fehler in der Pipeline auftritt. Selbst geringfügige Unterschiede zwischen einer auf dem Laptop eines Entwicklers installierten Paketversion und der auf einem Testserver installierten Version können das Debuggen von Problemen erheblich erschweren. Idealerweise sollten lediglich Staging- und Produktionsumgebungen identische Kopien voneinander sein. Die Herausforderung ist beträchtlich, da viele Unternehmen mehrmals täglich neue Codeversionen ausrollen.
Häufige Ursachen von Konfigurationsdrift
Mangelnde Kommunikation
Oftmals kommunizieren Upstream-Teams Änderungen nicht an Downstream-Teams, was zu Inkompatibilitäten und Störungen in den nachfolgenden Systemen führen kann.
Hotfixes
Hotfixes sind kurzfristige Codeänderungen zur Behebung kritischer Probleme, die keinen Aufschub bis zum nächsten planmäßigen Update zulassen. Häufig versäumen es die Techniker, diese Änderungen zu dokumentieren oder auf andere Umgebungen in der Pipeline zu übertragen, was zu Konfigurationsabweichungen führt. Diese Abweichungen können dazu führen, dass das ursprüngliche Problem erneut auftritt.
Kritische Paketaktualisierungen
Kritische Paketaktualisierungen ähneln Hotfixes, da sie ebenfalls schnell umgesetzt werden. Der Hauptunterschied liegt darin, dass kritische Paketaktualisierungen präventiv eingesetzt werden, um zukünftige Probleme zu vermeiden. Auch diese Updates können, analog zu Hotfixes, zu Konfigurationsabweichungen führen.
Fehlende Automatisierung
Automatisierung kann die Wahrscheinlichkeit von Konfigurationsdrift nicht vollständig eliminieren, sie jedoch signifikant reduzieren.
Ad-hoc-Änderungen
Gelegentlich werden Änderungen von Entwicklern temporär vorgenommen. Konfigurationsdrift entsteht beispielsweise, wenn ein Entwickler ein neues Paket auf einem Testserver installiert, um Funktionen zu testen, und vergisst, den ursprünglichen Zustand wiederherzustellen.
Warum ist Konfigurationsmanagement wichtig?
Ein wesentlicher Grund für die Schädlichkeit von Konfigurationsdrift ist, dass sie unbemerkt bleiben kann, wenn nicht aktiv danach gesucht wird. Sie untergräbt schleichend die Basis der Infrastruktur, ähnlich einem unentdeckten Leck im Haus.
Wird Konfigurationsdrift entdeckt, ist es zeitaufwendig, die Ursache zu ermitteln, was in Notfallsituationen eine wertvolle Ressource bindet.
In der Softwareentwicklung ist Konfigurationsdrift eine Hauptursache für langsame Release-Zyklen. Dies führt zu unnötigem Aufwand und beeinträchtigt die Produktivität der Entwickler.
Kostensenkung
Ein detaillierter Überblick über die IT-Infrastruktur ermöglicht es, Redundanzen und Überprovisionierungen zu identifizieren und somit Kosten zu reduzieren.
Erhöhte Produktivität
Stabile und bekannte Konfigurationen erleichtern das Batch-Management und den Infrastrukturaufbau. Zudem wird der Bedarf an manueller Verwaltung individueller Einstellungen durch die Begrenzung von Unique-Servern reduziert.
Schnelleres Debugging
Durch einheitliche Konfigurationen können Debugging-Teams Konfigurationsfehler ausschließen. Sie können sich auf andere Ursachen konzentrieren und Tickets schneller lösen, da die Suche nach Konfigurationsabweichungen zwischen Servern, Clustern oder Umgebungen entfällt.
Probleme durch Konfigurationsdrift
Sicherheitsrisiken
Unsichere Konfigurationen gehören zu den häufigsten Ursachen für Sicherheitsverletzungen. Konfigurationsdrift kann das Risiko von Angriffen und Netzwerkkompromittierungen erhöhen, selbst wenn die anfängliche Konfiguration sicher war.
Ausfallzeiten
Erhebliche Ausfallzeiten können durch Konfigurationsfehler verursacht werden, die Angreifern die Möglichkeit geben, DoS-Attacken auszuführen oder kritische Server zu kompromittieren. Wenn die „goldene“ Konfiguration fehlerhaft ist, dauert die Wiederherstellung des Dienstes deutlich länger.
Nichteinhaltung von Compliance-Anforderungen
Zur Einhaltung von Vorschriften wie ISO 27001, PCI-DSS und HIPAA sind strenge Sicherheitskontrollen erforderlich. Konfigurationsdrift kann zu einem Verstoß gegen die Compliance führen, wenn sie nicht kontrolliert wird.
Beeinträchtigte Leistung
Die optimale Leistung einer Konfiguration ist in der Regel dann gegeben, wenn sie sich im vorgesehenen Zustand befindet. Ad-hoc-Änderungen können die Netzwerkoptimierung durch Engpässe und Konflikte behindern.
Zeitverschwendung
Es kann sehr zeitaufwendig sein, ein Netzwerk zu reparieren, das man nicht gut kennt oder das nicht mit der Netzwerkdokumentation übereinstimmt. Konfigurationsabweichungen führen zu Problemen in der IT-Fehlerbehebung, die möglicherweise nicht bestanden hätten oder einfacher zu lösen gewesen wären, wenn sich das Netzwerk im vorgesehenen Zustand befunden hätte. Zudem resultieren Ausfallzeiten für die Benutzer.
Häufige Fehler bei der Überwachung von Konfigurationsabweichungen
Idealerweise sollten alle Entwicklungsumgebungen (Dev/QA/Staging/Prod) die gleichen Konfigurationen haben. In der Realität ist dies jedoch nicht immer der Fall. In kommerziellen Umgebungen passen Anwendungseigentümer die Infrastruktur häufig an, wenn neue Funktionen in die Software eingeführt werden.
Die Überwachung von Konfigurationsdrift ist entscheidend, um sicherzustellen, dass Softwareumgebungen möglichst homogen bleiben. Ein effizientes Konfigurationsmanagement reduziert Kosten, erhöht die Produktivität und Debugging-Zeit und verbessert die Benutzererfahrung.
Um die Überwachung erfolgreich zu gestalten, müssen Organisationen Fehler vermeiden, auch wenn sie Konfigurationsmanagement verwenden, und ihre Konfigurationsdrift aktiv überwachen.
Die häufigsten Fehler sind:
Keine Pflege einer CMDB
Die Aktualisierung einer Configuration Management Database (CMDB) ist ein wesentlicher Bestandteil des Konfigurationsmanagements. Sie ermöglicht es, Informationen über die Hardware- und Softwareinstallationen eines Netzwerks an einem zentralen Ort zu analysieren. Daten werden für jedes Asset oder Konfigurationselement gesammelt, um Transparenz zu gewährleisten.
Das Versäumnis, eine CMDB zu pflegen, birgt das Risiko, dass Unternehmen die Auswirkungen von Konfigurationsänderungen auf andere Komponenten nicht vollständig verstehen. Dies kann zu Schäden an der Infrastruktur und Sicherheit führen.
Die Verwaltung von CMDBs kann komplex sein, insbesondere bei einer wachsenden Anzahl von Assets. Eine effektive Datenbankorganisation und -verwaltung sind jedoch entscheidend, um Konfigurationsdrift zu verfolgen und die Infrastruktur zu verstehen.
Kein Plan zur Überwachung von Konfigurationsdrift
Unternehmen verfügen oft über große, komplexe Infrastrukturen, die überwacht werden müssen. Es ist entscheidend zu definieren, welche Komponenten prioritär überwacht werden müssen, da das Konfigurationsmanagement sonst schnell unübersichtlich wird.
Organisationen müssen festlegen, welche Assets für die Überwachung und für bestimmte Geschäftsbereiche relevant sind. Die zu überwachenden Systeme können sich je nach Geschäftseinheit und Branche unterscheiden.
Keine automatische Überwachung
Es gibt verschiedene Methoden zur Überwachung von Konfigurationsdrift. Einige Ansätze sind jedoch effektiver als andere.
Die manuelle Überwachung ist kostspielig, zeitaufwendig und anfällig für menschliche Fehler. Sie ist nur für Unternehmen mit sehr geringem Infrastrukturbedarf geeignet.
Die automatische Überwachung ist die effizienteste Methode, um Konfigurationen im gewünschten Zustand zu halten. Dedizierte Systeme erkennen Abweichungen sofort und bieten oft auch Lösungen, einschließlich schneller Korrekturen, um die Infrastruktur schnell und mit minimalen Auswirkungen wiederherzustellen.
So überwachen Sie Konfigurationsdrift:
Wenn man die potenziellen Schäden durch Konfigurationsdrift berücksichtigt, wird deutlich, warum ihre Erkennung oberste Priorität haben sollte. Zu wissen, was zu erhalten ist und warum eine Änderung auftrat, die Drift verursacht, ist der erste Schritt in diesem Prozess.
Identifizieren, wonach gesucht werden muss
Die Organisation sollte die Komponenten identifizieren, die für das gesamte Unternehmen und für jede Geschäftseinheit kritisch sind.
Dies variiert je nach Einheit und kann in stark regulierten Branchen umfangreich sein oder sich auf kritische Dateien/Anwendungen beschränken. Die Bedeutung des Systems bestimmt die Häufigkeit und Intensität der Überwachungssysteme.
Eine Baseline definieren
Aufgrund unterschiedlicher Konfigurationen wird es immer Abweichungen zwischen einer Produktionsumgebung und den Testphasen geben. Die Basis für die Driftprüfung wird durch die Definition dessen geschaffen, was jede Phase sein sollte und welche Abweichungen akzeptabel sind.
Frühe Testphasen tolerieren möglicherweise mehr Abweichungen als ein User Acceptance Test (UAT) oder eine Produktionsumgebung, die idealerweise keine Drift aufweisen sollte.
Das System überwachen
Der notwendige Überwachungsgrad hängt vom Reifegrad der Organisation, den aktuellen Systemen, Tools, der Anzahl zu überprüfender Konfigurationen und dem benötigten Kontrollgrad ab. Die Überwachung kann je nach Anforderungen und Compliance für jede Einheit unterschiedlich sein.
So wird Konfigurationsdrift verhindert
Nachdem eine Baseline für Konfigurationen und akzeptable Abweichungen definiert wurde, muss die Überwachung sicherstellen, dass die Infrastruktur im gewünschten Zustand gehalten wird. Ohne eine Überwachungsstrategie ist die Erstellung von Konfigurationsplänen und Dokumentation Zeitverschwendung.
Es gibt verschiedene Ansätze zur Überwachung von Konfigurationsabweichungen, und viele Unternehmen kombinieren Methoden und Tools basierend auf Reife und Compliance-Anforderungen.
Kontinuierliche manuelle Überwachung
Einzelne Maschinenkonfigurationen können manuell überprüft und mit einer bekannten Konfigurationsdatei verglichen werden. Aufgrund des menschlichen Faktors ist dieser Prozess fehleranfällig und teuer. Er sollte nur in geringem Umfang für wenige Server-Cluster oder Unternehmen mit geringer Infrastruktur eingesetzt werden.
Audits
Bei Konfigurationsaudits untersucht ein Team Serverkonfigurationen manuell und vergleicht sie mit einem definierten Modell. Diese Audits sind teuer, da Fachwissen erforderlich ist, um festzustellen, wie ein System aufgebaut sein sollte, und jede Abweichung zu prüfen, um zu entscheiden, ob sie beibehalten wird oder nicht.
Das Audit-Team passt auch die Konfigurationsdokumente an, die beim nächsten Audit als Referenz dienen. Audits werden normalerweise für hochwertige oder Compliance-relevante Cluster durchgeführt, typischerweise mehrmals pro Jahr, aufgrund des Zeit- und Kostenaufwands.
Audits gewährleisten eine konsistente und wiederholbare Serverkonfiguration in einem definierten Zeitrahmen.
Bis zum nächsten Audit treten jedoch weiterhin Abweichungen auf.
Automatisierte Echtzeitüberwachung
Die automatisierte Echtzeitüberwachung ist die fortschrittlichste Methode, um Konfigurationen im gewünschten Zustand zu halten. Hierzu werden Server oder Servergruppen zusammen mit einer Beschreibung erstellt, wie sie mit dedizierten Server-Setup-Tools konfiguriert werden sollen.
Diese Tools verwenden einen leichtgewichtigen Agenten, um die Konfiguration eines Servers innerhalb der Gruppe zu überwachen und sie mit seiner Definition zu vergleichen.
Dieser automatisierte Prozess warnt sofort vor Abweichungen und bietet in der Regel Möglichkeiten zur Korrektur.
Zusammenfassung:
Inkonsistente Configuration Items (CIs) zwischen Computern oder Geräten sind die Hauptursache für Konfigurationsabweichungen. Konfigurationsabweichungen entstehen in Rechenzentrumsumgebungen, wenn Software- und Hardwareänderungen im laufenden Betrieb vorgenommen werden, ohne dass sie dokumentiert oder nachverfolgt werden.
Viele Ausfälle von Hochverfügbarkeits- und Disaster-Recovery-Systemen sind auf Konfigurationsabweichungen zurückzuführen. Administratoren sollten die Netzwerkadressen von Hardwaregeräten zusammen mit den installierten Softwareversionen und durchgeführten Upgrades sorgfältig dokumentieren, um Konfigurationsabweichungen zu minimieren.