Die Bedeutung der Automatisierung in der Softwareentwicklung
Die Automatisierung in der Softwareentwicklung hat sich als ein zentrales Element etabliert. Durch die Automatisierung der Infrastruktur werden Konfigurationsänderungen reduziert und das Risiko menschlicher Fehler minimiert. Zudem wird eine erhöhte Transparenz für alle beteiligten Projektteams geschaffen.
Die Einführung neuer Produkte oder die Verbesserung vorhandener Infrastrukturen kann ohne Automatisierung eine erhebliche Herausforderung darstellen. Glücklicherweise stehen zahlreiche Automatisierungswerkzeuge zur Verfügung, die den Lebenszyklus Ihrer Projekte erheblich vereinfachen können.
Dieser Artikel konzentriert sich auf zwei der bekanntesten Automatisierungswerkzeuge, nämlich Terraform und Kubernetes, und beleuchtet ihre wesentlichen Unterschiede.
Terraform – Eine Einführung
Terraform ist ein Open-Source-Softwaretool, das die sichere und vorhersagbare Verwaltung von umfangreichen Infrastrukturen ermöglicht. Es basiert auf dem Prinzip „Infrastruktur als Code“ und ist Cloud-agnostisch. Dieses leistungsstarke Werkzeug, entwickelt von HashiCorp, erlaubt die Bereitstellung von Infrastruktur sowohl lokal als auch in der Cloud.
Terraform nutzt die deklarative Konfigurationssprache HashiCorp Configuration Language (HCL). Dies ermöglicht die Automatisierung des Infrastrukturmanagements in jeder Umgebung. IT-Experten können zusammenarbeiten, Änderungen an Cloud-Umgebungen sicher vornehmen und diese flexibel an die Geschäftsanforderungen anpassen.
Module bieten hervorragende Möglichkeiten zur Wiederverwendung und zum Teilen von Code, was die Teamarbeit und Produktivität in Cloud-Umgebungen steigert. Anbieter sind Plugins, die die Interaktion und Integration mit verschiedenen APIs ermöglichen. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil, um die Funktionalität von Terraform zu erweitern.
Terraform speichert den internen Zustand der verwalteten Infrastruktur, einschließlich Ressourcen, Konfigurationen, Metadaten und deren Beziehungen. Dieser Zustand wird aktiv verwaltet und für die Planung, Verfolgung und Modifikation von Infrastrukturumgebungen genutzt. Zur Unterstützung der Teamarbeit und Kollaboration wird empfohlen, den Zustand extern zu verwalten.
Der zentrale Workflow von Terraform besteht aus drei Schritten. Zunächst werden die Infrastruktur-Code-Konfigurationsdateien erstellt, die die gewünschte Umgebung beschreiben. Anschließend wird geprüft, ob der generierte Plan mit den Vorgaben übereinstimmt. Nachdem alle Änderungen sorgfältig geprüft wurden, wird der Plan angewendet, um die Infrastrukturressourcen bereitzustellen.
Kubernetes – Eine Einführung
Kubernetes (K8s) ist eine Open-Source-Plattform für die Container-Orchestrierung, die die Automatisierung von Bereitstellungen und die Verwaltung containerisierter Anwendungen ermöglicht. Dieses leistungsfähige Orchestrierungssystem ermöglicht die einfache Skalierung von Anwendungen und eine hohe Verfügbarkeit. Es wurde von Google basierend auf umfangreicher Erfahrung mit geschäftskritischen Produktions-Workloads entwickelt.
Kubernetes ist Cloud-agnostisch und bietet eine hohe Flexibilität bei der Ausführung von Workloads sowohl in Cloud- als auch in On-Premise-Umgebungen. Es ist zudem erweiterbar, sodass problemlos zusätzliche Funktionen oder benutzerdefinierte Tools zu den Clustern hinzugefügt werden können.
Einer der größten Vorteile von Kubernetes ist seine Fähigkeit zur Selbstheilung. Bei Ausfällen werden Container automatisch neu gestartet und neu geplant. Knoten können so konfiguriert werden, dass sie automatisch ersetzt werden, und der Datenverkehr wird nur von einwandfrei funktionierenden Komponenten bereitgestellt, die die Zustandsprüfungen bestanden haben.
Rollouts können schrittweise erfolgen, und Kubernetes verfügt über intelligente Mechanismen zur Überwachung des Zustands von Anwendungen während der Bereitstellung. Wenn die Anwendung nach einer Bereitstellung nicht als einwandfrei funktionierend gemeldet wird, werden alle problematischen Änderungen automatisch rückgängig gemacht.
Im Laufe der Zeit gab es viele Diskussionen darüber, wie Anwendungen während der Veröffentlichung neuer Softwareversionen am Laufen gehalten werden können. Kubernetes bietet verschiedene Optionen für die Bereitstellung.
Kubernetes übernimmt die Diensterkennung und den Lastausgleich zwischen ähnlichen Pods, ohne dass komplexe externe Lösungen erforderlich sind.
Es können die integrierten Mechanismen zur Verwaltung von Konfigurationen und Geheimnissen für Apps erweitert werden. Darüber hinaus vereinfacht Kubernetes die Skalierung von Anwendungen durch automatische Skalierungsoptionen und befehlsgesteuerte Skalierung.
Terraform vs. Kubernetes: Ein Vergleich
Obwohl beide Technologien Gemeinsamkeiten aufweisen, gibt es auch wesentliche Unterschiede. Im Folgenden werden diese genauer betrachtet.
Fokusbereich
Terraform und Kubernetes unterscheiden sich in ihren Zielen und den Problemen, die sie lösen. Terraform konzentriert sich auf die Bereitstellung von Infrastrukturkomponenten und verwendet „Infrastruktur als Code“. Kubernetes hingegen wurde für die Ausführung von Container-Workloads entwickelt und konzentriert sich auf die Container-Orchestrierung.
Konfigurationssprache
Terraform definiert deklarative Objekte mit der HashiCorp Configuration Language (HCL). Mit einer HCL-Datei können Ressourcen erstellt werden, die auf verschiedenen Cloud-Plattformen ausgeführt werden können.
Kubernetes definiert deklarative Objekte in YAML- und JSON-Dateien. Diese Dateien beschreiben, wie Kubernetes-Objekte verwaltet werden sollen. Obwohl YAML bei der Erstellung von Konfigurationsdateien bevorzugt wird, sind beide Formate austauschbar.
Workflow der Werkzeuge
Der Workflow von Terraform ist benutzerfreundlich und bietet einen leichten Einstieg für neue Anwender. Um jedoch Anwendungen in Kubernetes effizient auszuführen, ist ein tiefgehendes Verständnis der internen Komponenten und Mechanismen des Clusters erforderlich. Für Neueinsteiger ist der Einstieg in Kubernetes daher meist schwieriger.
Planungsphase & Konfigurationsdrift
Terraform bietet die Möglichkeit, Konfigurationsabweichungen zu erkennen und zu melden. Diese Funktion wird in der Planungsphase des Standardworkflows genutzt. Kubernetes hingegen bietet diese Funktionalität nicht.
Ressourcenerstellung
Die Terraform-CLI bietet eine Befehlszeilenschnittstelle für Terraform. Sie unterstützt verschiedene Schalter und Unterbefehle, wie zum Beispiel „Terraform Plan“ und „Terraform Apply“. Terraform verwendet die CLI zum Ausführen und Verwalten von deklarativen Konfigurationen zur Erstellung von Ressourcen.
Kubernetes verfügt über ein Befehlszeilentool zur Verwaltung von Kubernetes-Ressourcenclustern. Mit „kubectl“ können Ressourcen wie Container erstellt und Speicher und CPU zugewiesen werden, sowie Knoten erstellt und Anwendungen bereitgestellt werden.
Vorteile von Terraform 👍
- Ermöglicht Multi-Cloud-Bereitstellungen mit verschiedenen Ressourcen
- Hilft Ausfallzeiten zu vermeiden
- Erleichtert die Aufzeichnung, Verfolgung, Verwaltung und Meldung von Änderungen
- Verwendet deklarative Syntax
- Umfassende und leicht verständliche Dokumentation
Vorteile von Kubernetes 👍
- Ressourcenschonend – ermöglicht horizontale Skalierung der Infrastruktur
- Verhindert Infrastruktur-Lock-Ins
- Verwendet deklarative Syntax
- Automatisiert die Wiederherstellung durch Überwachung von Replikaten und stellt sicher, dass das System immer fehlerfrei ist
- Ein von Google unterstütztes, führendes Container-Management-Tool mit umfassender Dokumentation
Nachteile von Terraform 👎
- Keine vollständige Unterstützung für GKE (Google Kubernetes Engine)
- Keine integrierte Fehlerbehandlung
- Keine Undo-Funktion – bei Bedarf muss das verwaltete Objekt zerstört und neu erstellt werden
- Fehler treten häufig in neuen Versionen auf
Nachteile von Kubernetes 👎
- Hohe Einarbeitungszeit
- Ausschließliche Orchestrierung von Infrastruktur
- Eventuell erforderliche Anpassung der Arbeitsabläufe zur Einführung von K8s in einer Organisation
Hier ein tabellarischer Vergleich:
| Kubernetes | Terraform | |
| Typ | Open-Source-Container-Orchestrierungssystem | Open-Source, Infrastruktur als Code, Softwaretool |
| Erstes Erscheinungsdatum | 9. September 2014 | 28. Juli 2014 |
| Entwickler | Google, Rancher Labs, Cloud Native Computing Foundation | HashiCorp |
| Konfigurationssprache | YAML/JSON | HashiCorp Configuration Language (HCL) |
| Befehlszeilen-Tool | kubectl | Terraform CLI |
| Komplexität | Erfordert viele Cluster-interne Komponenten und Mechanismen | Leicht zu verstehen |
Häufige Anwendungsfälle von Kubernetes
Orchestrierung von Containern über mehrere Hosts
Kubernetes ist plattformunabhängig und ermöglicht das Hosten von Containern auf mehreren Maschinen oder in der Cloud. Eine integrierte Failover-Schicht gewährleistet eine hohe Verfügbarkeit.
Verwaltung von Rechenressourcen
Das Hosten eines dedizierten Kubernetes-Clusters ist oft kostengünstiger als der Betrieb mehrerer Server. Zudem ist die Verwaltung eines Kubernetes-Clusters einfacher als die Verwaltung mehrerer Hosts mit unterschiedlichen Servern.
Ausführung von CI/CD-Plattformen
Kubernetes ist eine Schlüsselkomponente in CI/CD-Methoden und die bevorzugte Wahl für den Betrieb von CI/CD-Plattformen wie Jenkins, Spinnaker und Drone. Solange die Plattformen in einem Container verpackt werden können, können sie auf Kubernetes ausgeführt werden.
Speicher-Orchestrierung
Kubernetes unterstützt die dynamische Bereitstellung von Speichervolumes. Speichersysteme können mit jeder Plattform verbunden werden, einschließlich Netzwerk- und Cloud-Speicher.
Diensterkennung und Lastenausgleich
Kubernetes stellt den Container-Cluster-Dienst über den DNS-Punkt eines Clusters für andere Plattformen zur Verfügung. Der Datenverkehr kann verteilt und ausgeglichen werden, um sicherzustellen, dass bereitgestellte Instanzen verfügbar und stabil bleiben, auch bei hohem Datenverkehr.
Häufige Anwendungsfälle von Terraform
Verfolgung der Infrastruktur
Terraform verfolgt Ressourcen und verwendet eine Zustandsdatei, um den Überblick zu behalten. Diese Datei dient als Referenzpunkt, wenn Ressourcen geändert werden. Terraform verwendet die Zustandsdatei, um zu bestimmen, welche Änderungen an der Infrastruktur erforderlich sind, um den gewünschten Endzustand zu erreichen.
Multi-Cloud-Bereitstellung
Terraform ist eine Plattform, die in jeder Cloud verwendet werden kann. Die Verwaltung von Infrastrukturressourcen, die von verschiedenen Cloud-Anbietern gehostet werden, ist über eine HCL-Konfigurationsdatei möglich. Terraform kann auch cloudübergreifende Abhängigkeiten verwalten. Multi-Cloud-Bereitstellungen erhöhen die Robustheit und Fehlertoleranz.
Verwaltung von Multi-Tier-Anwendungen
Multi-Tier-Anwendungen können getrennt werden, indem für jede Schicht eine eigene Logik definiert wird. Terraform verwaltet automatisch die Abhängigkeiten zwischen den Ebenen, indem jede Ebene als Sammlung definiert wird. Abhängigkeiten und Plug-Ins sind erforderlich, um die Konsistenz zwischen den Ebenen sicherzustellen, deren manuelle Installation schwierig sein kann. Die Terraform-Bereitstellung gewährleistet die korrekte Installation und Implementierung dieser Abhängigkeiten.
Softwaredefiniertes Netzwerken
Terraform kann mit Software Defined Networks (SDN) kommunizieren, um das Netzwerk so zu konfigurieren, dass es die Anforderungen der Anwendungen erfüllt. Dies ermöglicht die Automatisierung des Bereitstellungsprozesses und verkürzt die Bereitstellungszeit, wodurch manuelle Ticketprozesse reduziert werden.
Fazit
In diesem Artikel wurden die wesentlichen Unterschiede zwischen Terraform und Kubernetes, zwei der beliebtesten modernen DevOps-Tools, untersucht. Es wurde herausgestellt, was jedes Tool Entwicklern und IT-Betriebsteams bietet und wo ihre jeweiligen Stärken liegen. Terraform ist ein Framework, das die Automatisierung von Ressourcen auf verschiedenen Cloud-Plattformen mit deklarativem Ansatz ermöglicht. Kubernetes hingegen managt Ressourcen, Bereitstellungen und Lastenausgleich in Containerumgebungen.
Beide Tools erleichtern die Automatisierung von Infrastruktur, Anwendungsbereitstellung, Überwachung und anderen Aufgaben.
Als nächsten Schritt können Sie sich mit den Best Practices von Terraform vertraut machen.