コードとしてのインフラストラクチャ: 企業が IT を拡張するのを支援する

ビジネスが情報技術 (IT) に依存するほど、優れたインフラストラクチャを持つことが重要になります。

これは、日常のオフィス機能をサポートする電子メールやファイル サーバーから、Web サイト、データベース、および  プライベート クラウド  サーバー。 重要なビジネス システムを本質的な部分に分解すると、最終的には IT に依存することになります。 これがまさに、このスペースに安定したスケーラブルなシステムを含めることが非常に重要な理由です。

ビジネスをより効率的に運営し、可能な限り最高のカスタマー エクスペリエンスを提供できるようにするには、アジリティ、スケーラビリティ、レジリエンスという 3 つの基本原則に従うテクノロジ インフラストラクチャが必要です。

堅牢な IT インフラストラクチャにより、ハードウェアとソフトウェアの保守よりも、日常業務により多くの時間を費やすことができます。 また、ビジネスがリスクを軽減し、災害時のビジネス継続性をサポートするのに役立つ回復力と回復可能性の構築にも焦点を当てています。

優れたインフラストラクチャは、適切な手順、しっかりとした計画、そして最も重要な自動化を使用して構築されます。 そこで、 Infrastructure as Code (IaC)の出番です。IaC を使用すると、組織は手動プロセスで貴重な時間を失うことなく、コードを使用してインフラストラクチャ タスクを自動化できます。

コードとしてのインフラストラクチャは、さまざまな IT セクターや組織で広く使用されています。 これは、企業がオンプレミスまたはクラウド上のコンピューター データ センターをソフトウェア アプリケーションとして管理するのに役立ちます。 このアプローチは、しばらく前から使用されています。   クラウドコンピューティング  また、サーバーの仮想化はどこにでもあります。

IaC は、ゼロ ダウンタイムを維持しながら、サーバー環境全体を単一のマシンまたは複数のマシンに迅速かつ反復可能な方法で展開する責任があります。 IaC を適切に使用すると、アプリケーションのパフォーマンスと可用性の要件を予定どおりに予算内で確実に満たすことができます。

IaC を利用する良い例は、ネットワーク自動化ソフトウェアを使用して定期的な NetOps タスクを自動化することです。

IaC は、API と内部ライブラリを利用して、インフラストラクチャ コンポーネントの作成とデプロイに関連するいくつかの機能を実装します。 実際のハードウェア セットアップを柔軟で反復可能なプログラミングに置き換える方法を提供し、企業はコスト削減とシステム サポートから利益を得ることができます。

企業がコードとしてのインフラストラクチャを必要とするのはなぜですか?

従来のビジネス インフラストラクチャを管理するには、手作業による介入が唯一の方法でした。 サーバーをラックに設置し、オペレーティング システム (OS) を IT チームがインストールし、ネットワークを手動で接続して構成する必要がありました。 過去のほとんどのビジネスでは、インフラストラクチャがほとんど変更されなかったため、これは問題ではありませんでした。

今日のビジネスはダイナミックな環境で働いており、変化は絶え間ない現実です。 仮想化やクラウドなどのテクノロジは、DevOps やアジャイル プラクティスの台頭と相まって、現在のインフラストラクチャとビジネス サービスのユーザー エクスペリエンスに大きな影響を与えています。

最新のインフラストラクチャ要件では、従来のネットワーク管理方法を使用できません。 古い集中型インフラストラクチャでは、変更に数日、数週間、またはそれ以上かかる場合があります。 組織は、サーバーの展開やネットワークの問題の修正に何時間も何日も待つ必要はありません。 ダウンタイムにより、ビジネスは数分で多額の損失を被る可能性があります。

変化に迅速に対応するには、自動化が必要です。 自動化には、コードで定義および格納された反復可能なプロセスが必要です。 企業は、この問題を解決するために Infrastructure as Code を採用しています。 コードとしてのインフラストラクチャは、企業のインフラストラクチャを構築、プロビジョニング、および変更するための反復可能で予測可能な方法を提供します。 IaC は、企業が変化する環境に適応するために必要な変更をスピードアップすることで、アプリケーション インフラストラクチャの問題に対処するのに役立ちます。

抽象化やコーディングだけではありません。 それは、コーディングのパラダイムをシフトし、複雑なタスクをコーディング自体に自動化することです。

多くの企業は Infrastructure as Code を使用していないため、手作業による介入がビジネスの中断につながります。 対照的に、成功している企業は、アプリケーションを提供する反復可能なプロセスを開発し、Chef、Puppet、または Ansible などのツールを使用して、人間の関与なしでスケーリングするコードに自動化します。

IaC はどのような問題を解決しますか?

コードとしてのインフラストラクチャは、IT の変化の複雑さと急速なペースを管理することを約束します。 これは、環境内のすべての構成の自動化された反復可能で追跡可能な展開を促進する管理アプローチです。

インフラストラクチャを他のアプリケーションと同じように扱うことで、開発チーム、テスター、およびワークロードとアプリケーションを本番環境にデプロイする必要がある人のためのセルフサービス モデルが可能になります。 インフラストラクチャの自動化は、必要なサーバーやネットワーク サービスの作成、ユーザーとアクセス許可の設定、ソフトウェアのライフ サイクルの進行に伴うすべてのメンテナンスなど、これらのアプリケーションをサポートするために必要な低レベルのタスクを処理します。

IaC は、従来のインフラストラクチャに関連する 3 つの主要な課題を解決します。

設置費用の増加

各 IT エコシステムを手動で構築するにはコストがかかります。 デバイスとソフトウェアをセットアップするには、企業は専門のエンジニアを必要とし、エンジニアには監督者が必要になるため、管理のオーバーヘッドがさらに大きくなります。

IaC ツールは、環境を簡単に自動的に設定する集中管理システムを提供します。 企業は使用するリソースに対して料金を支払い、いつでもリソースをスケールアップおよびスケールダウンできます。

インストール時間の増加

IT チームは、インフラストラクチャ全体を手動でセットアップする前に、まずサーバーをセットアップする必要があります。 デバイスとネットワークも、必要なパラメーターに手動で構成されます。 そうして初めて、IT スタッフは他のアプリケーション要件を満たし始めることができます。

この手順は時間がかかり、エラーが発生しやすくなります。 多くのオープンソース IC ツールはプロセス全体を自動化し、セットアップ時間を数分に短縮します。

環境の矛盾

複数の人が手動で構成を環境に展開する場合、不整合は避けられません。 時間が経つにつれて、同じ環境を追跡して再現することが難しくなります。

これらの不一致により、開発環境、テスト環境、および運用環境全体で大きな違いが生じ、展開が困難になります。 IaC は、人的ミスの可能性なしに環境をプロビジョニングおよび構成することにより、継続性を提供します。

DevOps と NetOps にとっての IaC の意味

新しい技術を取り入れて、産業界は次々と高度化しています。 これは、音楽や交通手段から医療やファッションに至るまで、生活のほぼすべての面で見られます。 時代が進むにつれて、新しい技術が開発され、人々の生活をより良く、より簡単にする製品に使用されています。

これには、DevOps と NetOps が業界を支配する 2 つの分野であるコンピューティングが含まれます。 これらは、ビジネスを改善するために機能する同じコインの 2 つの異なる側面ですが、異なる目標とニーズを持つ異なる部門が関与しています。

DevOps はソフトウェア開発と IT 運用を組み合わせたものであり、NetOps はネットワーク運用とシステム管理を組み合わせたものです。 DevOps の主な焦点は、ソフトウェア展開プロセスを高速化するための開発者と IT 運用間のコラボレーションです。一方、NetOps の目標は、ネットワークを自動化してインテリジェントで俊敏なインフラストラクチャを実現することです。

ビジネスのインフラストラクチャには、コンピューティング、ストレージ、仮想化、ネットワーク、セキュリティなどが含まれます。 以前は、仮想専用サーバーがあり、次にクラウド サービスがありました。 しかし現在は、アプリケーションをデプロイおよび管理するための新しい種類のソリューションであるコンテナー化があります。 これらの新しいシステムは、DevOps と NetOps の両方を変革しました。

ハードウェア中心の環境では、インフラストラクチャの変更には、サーバー、ストレージ、およびネットワーク コンポーネントの広範な操作が必要です。 このプロセスは、デジタルトランスフォーメーションを妨げます。 今日のデジタル世界では、迅速に変更、拡張、廃止できる、高度に調整されたデータ環境が必要です。

Infrastructure as Code アプローチにより、企業は人間のオペレーターのためにインフラストラクチャ管理を簡素化する自由が得られると同時に、完全なオーケストレーションと自動化の機能をインテリジェントで自律的なアプリケーションとサービスに拡張できるため、独自の仮想化されたデータ環境を自由に作成できます。

コードとしてのインフラストラクチャは、人間による入力を必要とせずに、動的なインフラストラクチャ システムの展開と構成を完全に自動化するアプローチです。 これらの自動化されたプロセスにより、企業がワークロードを展開する速度と柔軟性が大幅に向上します。 IaC は、DevOps プラクティスと継続的インテグレーション/継続的デリバリー (CI/CD) を実装する上で重要なコンポーネントです。

システムの構成を反復可能な方法で体系化するという概念は、新しいものではありません。 しかし、何年にもわたって変化したのは、そのために使用される方法論です。 IaC は、サービスおよびネットワーク エンジニアに無限の可能性を提供します。 設計をテストし、ワークフローを自動化し、オーケストレーションを支援することもできます。

IaC は、DevOps と NetOps の両方に影響を与えます。 これは、平均的な運用担当者にとって難解であるか、それほど重要ではないように見えるかもしれませんが、IaC は定着するだけでなく、最終的に私たちが考え、コンピューティング リソースを提供する方法全体を再定義します。 IaC は、ネットワーク エンジニアやサービス エンジニアに無限の機会を提供します。これらのエンジニアは、開発のバックグラウンドを持っていませんが、自社のアプリケーション、サーバー、およびエンド ユーザー向けの成功するビジネス プログラムをホストするスケーラブルで俊敏なインフラストラクチャの作成と維持に単独で責任を負います。

コードとしてのインフラストラクチャは、NetOps と DevOps、特にネットワーク オペレータにとってゲームチェンジャーです。 設計をテストし、ワークフローを自動化し、オーケストレーションを管理することもできます。

コードとしてのインフラストラクチャはどのように機能しますか?

コードとしてのインフラストラクチャの核心はすべて自動化です。手動のインフラストラクチャを自動化して、インフラストラクチャのメンテナンスを改善および簡素化することで、インフラストラクチャをより簡単に維持し、望ましい状態に保つことができます。 IT チームは、インフラストラクチャの定義をコード (テンプレート、スクリプト、またはプログラム) に保存します。

ソフトウェア ツールを使用して、バージョン管理システムによって管理される完全に定義されたソフトウェア展開プロセスを通じて管理タスクを自動化します。 これは、所有しているインフラストラクチャ (仮想マシン、コンテナなど) をコードで記述することができ、このコードを実行してインフラストラクチャに変更を加えることができることを意味します。

通常、チームは次のようにインフラストラクチャをコードとして実装します。

• 開発者は、ドメイン固有のプログラミング言語でインフラストラクチャ仕様を作成および記述します。
• 生成されたファイルは、API、マスター サーバー、またはコード リポジトリに送信されます。
• IaC ツールは、必要なコンピューティング リソースを構築および構成するために必要なすべてのアクティビティを実行します。

可変インフラストラクチャと不変インフラストラクチャの比較

IaC を実装するためのさまざまな戦略に入る前に、IT チームは、IaC を使用したインフラストラクチャの自動化について重要な選択を行う必要があります。 IaC を使用してインフラストラクチャを自動化し、IaC テクノロジを採用する場合、企業はまず、可変インフラストラクチャを作成するか、不変インフラストラクチャを作成するかを決定する必要があります。

可変インフラストラクチャ

ミュータブルという用語は、何か新しいものに変更または変異する能力を指します。

ミュータブル インフラストラクチャとは、プロビジョニング済みのインフラストラクチャであり、その後、ビジネス ニーズを満たすために変更またはアップグレードされる可能性があります。 可変インフラストラクチャにより、ソフトウェア開発チームはオンザフライでサーバーの変更を作成し、新たなセキュリティ問題に対応できます。

ただし、IaC に関して言えば、変更可能なインフラストラクチャは、その主要な利点の 1 つである、バージョン、展開、および環境全体で構成の整合性を維持することを損ないます。 その結果、バージョン追跡が問題になります。

不変のインフラストラクチャ

不変という用語は、永続的な状態を指します。

これはミュータブルの反対であり、企業は一度展開されたインフラストラクチャを変更できないことを示します。 不変のインフラストラクチャは、コンポーネントとリソースをまとめて配置し、完全なサービスまたはアプリケーションを形成します。 IT チームがインフラストラクチャを変更する必要がある場合、現在のインフラストラクチャをアップグレードする必要はありません。 代わりに、新しいものに置き換える、つまり新しいインフラストラクチャ バージョンを展開することができます。

これにより、構成のずれが最小限に抑えられ、複数の環境間で一貫性が維持されます。 チームは、複数のインフラストラクチャ バージョンを簡単に管理および追跡し、必要に応じて、不変のインフラストラクチャを使用して以前のバージョンにロールバックできます。 不変のサービスとコンポーネント セットを再発行することは、個々のインフラストラクチャ コンポーネントにパッチを適用して再構成するよりも効率的で効果的です。

その結果、不変のインフラストラクチャはより実行可能で実用的になり、IaC 実装のすべての利点が強化されます。 クラウドとマイクロサービス システムは、非常にスケーラブルで、相互接続されたコンポーネントとサービスをさらに多く含む不変のインフラストラクチャを採用しています。

Infrastructure as Code メソッド

構築するインフラストラクチャの種類を決定した後、IT チームが IaC ソリューションを利用してインフラストラクチャの自動化を構築するアプローチを決定することも重要です。 IaC には、伝統的に宣言型と命令型の 2 つのアプローチがあります。

宣言的アプローチ

宣言型のアプローチでは、インフラストラクチャの目的の意図された状態を定義しますが、そこに到達する方法については詳しく説明しません。 たとえば、仮想マシン (VM) を作成し、関連するソフトウェアをインストールして構成し、システムとプログラムの相互依存関係を解決し、ソフトウェアのバージョン管理を処理したいとします。 あとは、設定およびプロビジョニングする最終的なインフラストラクチャの意図した状態を定義するだけで、あとは IaC が処理します。

この手法の唯一の欠点は、このようなインフラストラクチャのセットアップと保守の経験を​​持つ、訓練を受けた専門の管理者が必要になることです。 SQL などの宣言型プログラミング言語は、Infrastructure as Code の宣言型スタイルでテンプレートを作成するために使用されます。

命令的アプローチ

命令型アプローチは、ビジネス インフラストラクチャが意図した状態に到達できるようにするために必要な正確なコマンドを定義します。 自動化スクリプトを使用して、必要なインフラストラクチャをセットアップおよび提供します。 この方法は、既存の構成スクリプトを補完し、現在の IT チームがプロセスを把握して IaC を実装することを容易にします。

ここでの主な問題は、これがかなり複雑になる可能性があり、チームはスケーリングが必要な場合にこの手法でより多くの作業を処理する必要がある場合があることです。 C++ や Java などのオブジェクト指向プログラミング言語は、命令型プログラミングのアプローチによく使用されます。

企業は両方のアプローチでテンプレートを使用して IaC を構成でき、ユーザーはインフラストラクチャ内の各サーバーに必要なリソースを指定します。

コード ツールとしてのインフラストラクチャの種類

コード ツールとしてのインフラストラクチャは、インフラストラクチャ管理のゲーム チェンジャーです。 これらのツールは、コードとテンプレートを介して IT スタックのリソースを作成および管理するのに役立ちます。 複雑に聞こえるかもしれませんが、これらのツールを使用すると、新しいサーバー、ストレージ、イメージ、ラック、およびネットワークのプロビジョニングが容易になります。

IaC ツールは、プッシュまたはプル手法を使用して、テンプレートの構成を適用します。 集中型サーバーは、プッシュ アプローチで、目的の構成を指定されたデバイスに送信します。 プル手法は、インフラストラクチャ内のデバイスから中央サーバーへの要求によって開始されます。

デフォルトでは、ツールはプッシュまたはプルのコード展開用に設定されていますが、特定のケースで反対のことを実行するように構成されている場合があります。 アップグレードによって予期しない問題が発生した場合、これらのツールはコードの変更をロールバックできるはずです。

企業が選択できる IC ツールには、主に 4 つのタイプがあります。

1. スクリプト ツール

IaC を実行する最も簡単な方法は、スクリプトを作成することです。 開発者は、スクリプト ツールを使用して、基本的、迅速、または 1 回限りのアクティビティを実行するのに理想的なアドホック スクリプトを作成します。 ただし、より複雑なインストールの場合は、より専門的なオプションを使用することをお勧めします。

2.構成管理ツール

構成管理ツールは、アプリケーションを管理するためのサーバー レベルの構成を定義します。 これらのツールは、ユーザーがソース コードを使用して構成リソースを管理する必要があるコードとしての構成 (CaC) を実践します。

構成管理には、次のものが含まれます。

• アプリケーションと依存関係のインストールと削除の管理
• OS 設定の構成
• ユーザー アクセスと権限の構成
• アプリ構成ファイルの変更を規制する
• ディスクのフォーマットとマウント
• セキュリティ コンプライアンス ツールと設定のセットアップと構成 (たとえば、ファイアウォール ポリシーのセットアップ  ネットワーク構成）。
• 反復タスクのスケジュールされたジョブの作成

構成管理ツールの例としては、Chef、Puppet、および Ansible があります。

3. インフラストラクチャ オーケストレーション ツール

インフラストラクチャ オーケストレーション ツールは、インフラストラクチャのプロビジョニングに重点を置いています。 これらのツールは、クラウド プロバイダーと物理ハードウェアの API に接続して、インフラストラクチャまたは個々のコンポーネントを作成します。

組織はこれらのツールを使用して、以下を定義できます。

• 仮想マシンのインスタンス (およびタイプ、イメージ、場所などのプロパティ)
• ロードバランサーの構成 (ルーティング、SSL)
• ファイアウォール ポリシー
• ネットワーク オーケストレーション  (内部および外部 IP アドレス、VLAN、DNS レコード)
• サービス アカウントと IAM (ID およびアクセス管理)
• 監視とアラートのダッシュボード

インフラストラクチャ オーケストレーション ツールの例としては、Terraform、AWS CloudFormation、および OpenStack があります。

4. コンテナ オーケストレーション ツール

コンテナ オーケストレーション ツール  アプリケーションの実行に必要なすべてのライブラリとコンポーネントを含むテンプレートまたはイメージを作成します。 これらは、企業がアプリケーション内に実装する複数のコンテナを展開するのに役立ちます。

コンテナは、あらゆる環境で実行するために必要なすべてのコンポーネントを含むソフトウェア パッケージです。 コンテナはこのようにオペレーティング システムを仮想化し、プライベート データ センターからパブリック クラウド、さらには開発者のシステムまで、どこでも動作できるようにします。

依存関係と展開に関するすべての懸念事項をコードで記述し、さまざまなクラウド プロバイダーがサポートする汎用プラットフォームで動作させることができます。 コンテナ化されたワークロードは分散が簡単で、フルサイズのサーバーを運用するよりもオーバーヘッドがはるかに低くなります。 コンテナー オーケストレーション ツールの例としては、Docker、rkt、Vagrant、および Packer があります。

ツールを選択するとき、企業はそれをどこに展開するかを考える必要があります。 たとえば、AWS CloudFormation は、AWS でインフラストラクチャをデプロイおよび管理し、他の AWS サービスと統合するように設計されています。 一方、Chef はオンプレミス サーバーやさまざまなクラウド プロバイダーと連携します。   サービスとしてのインフラストラクチャ (IaaS) ソリューション。

Infrastructure as Code の課題

コードとしてのインフラストラクチャは、DevOps の新しいホットな話題です。 DevOps の成長に伴い、組織は環境をプロビジョニングおよび管理するためのより効率的な方法を探しており、IaC が主要な段階に進んでいます。

インフラストラクチャをコードのように扱うことができるという概念は、環境の展開、管理、および更新を容易にするのに役立つという点で有望です。 しかし、新しいテクノロジーやプラクティスには、常に認識すべき新しい課題があります。

急な学習曲線

開発者が IaC スクリプトを理解できない場合、企業はインフラストラクチャをコード アーキテクチャとして実行することが困難になります。 これらのスクリプトが HashiCorp Configuration Language (HCL)、通常の Python、Ruby のいずれを使用しているかに関係なく、問題は言語ではなく、スクリプトが知っておく必要がある固有のロジックとルールです。

エンジニアリング チームのごく一部が宣言型アプローチやその他のコア IaC コンセプトに慣れていない場合でも、ほぼ確実にシステム全体にボトルネックが見つかります。 システムがすべての人にこれらのスクリプトを学習してコードを展開することを要求する場合、オンボーディングとスケーラビリティは困難になります。

構成のドリフト

構成のドリフトは、誰かがそれを文書化したり、ステージング環境と実稼働環境の間の完全な同等性を保証したりせずに実稼働環境に構成変更を加えた場合に発生します。 IaC アプローチを使用してアーキテクチャが構築されたら、IT チームは、自動化され、調整され、準拠したプロセスを介してのみアーキテクチャを維持する必要があります。

手動または外部の更新 (セキュリティ パッチのみの場合でも) は、構成のずれを引き起こし、時間の経過とともにコンプライアンス違反やサービス障害につながる可能性があります。

機能の遅れ

ベンダーにとらわれない Infrastructure as Code ツールは、通常、機能のリリースに遅れをとっています。 これは、増加する速度で導入されるすべての新しいクラウド機能をサポートするために、ベンダーがプロバイダーを最新の状態に保つ必要があるためです。 その結果、企業は新しいクラウド機能を使用できない場合があります。

コードとしてのインフラストラクチャの利点

これまで、インフラストラクチャのプロビジョニングは、時間と費用がかかる手動の手順でした。 インフラストラクチャ管理は、データ センターの物理ハードウェアから、仮想化、コンテナー、およびクラウド コンピューティングに移行しています。

クラウド コンピューティングにより、インフラ コンポーネントの数が増加しています。 より多くのアプリが定期的に本番環境に配信されており、インフラストラクチャを迅速にスピンアップ、スケール、およびダウンする必要があります。 IaC アプローチなしでは、今日のインフラストラクチャの規模を管理することは不可能になります。

この概念は、基本的に、ハードウェア、オペレーティング システム、ミドルウェア アプリケーション、ソフトウェア ソリューションなど、インフラストラクチャに関するすべてを体系化したものです。

スケーラビリティ

コードとしてのインフラストラクチャは、タイムリーでスケーラブルな方法で信頼できる環境を提供します。 IT チームは、環境の望ましい状態をコードで表現することにより、手作業による環境構成を排除し、一貫性を保証できます。 IaC ベースのインフラストラクチャの展開は繰り返し可能であり、構成のずれや依存関係の欠落によって引き起こされる実行時の問題を回避できます。

IaC はインフラストラクチャ構成を正確に標準化し、間違いや逸脱の可能性を減らします。

シャドー IT の削減

IT のリーダーや利害関係者の知識や同意なしに実装および維持される IT システムおよびソフトウェアは、シャドー ITと呼ばれます。 IT 部門が運用領域、特に IT インフラストラクチャとシステムのアップグレードに適切かつ迅速なソリューションを提供できていないことが、ほとんどのシャドー IT の原因となっています。   企業内。

シャドー IT は、重大なセキュリティ上の脅威をもたらすだけでなく、会社に予期しない費用が発生する可能性もあります。 IaC 支援による展開を使用して、新しい IT 要件に迅速に対応できるようにすることで、組織の IT 標準に対するセキュリティとコンプライアンスを強化し、予算編成とコスト配分を支援します。

コストダウン

IaC を使用すると、インフラストラクチャを迅速に構成でき、可視性を提供して、他のチームが組織全体でより迅速かつ効果的に運用できるようにします。 コストのかかるリソースを解放して、より価値の高いタスクに集中できます。

変わること以外に耐えるものはない

コードとしてのインフラストラクチャは、DevOps 革命の重要なコンポーネントです。 手動の IT 管理によって引き起こされる多くの問題を解決するための最初のステップがクラウド コンピューティングであると考える場合、IaC は次の論理的なステップです。

クラウド コンピューティングの可能性を最大限に引き出し、開発者やその他の専門家を退屈でエラーが発生しやすいプロセスから解放します。 その結果、ソフトウェア開発ライフサイクル全体で費用が削減され、効率が向上します。

コードとしてのインフラストラクチャをネットワークに適用することを検討していますか? ネットワークの自動化により、ネットワーク運用の合理化と効率化を実現する方法をご覧ください。