زیرساخت به عنوان کد (IaC) چیست؟

زیرساخت به عنوان کد Infrastructure as Code یا (IaC) روشی جدید است که در آن پیکربندی و مدیریت زیرساخت‌های IT به جای مداخله دستی انسان، از طریق کد و فایل‌های قابل نسخه‌بندی انجام می‌شود. در این روش، منابعی مانند سرورها، شبکه‌ها و سرویس‌های ابری با استفاده از اسکریپت‌ها و قالب‌های تعریف شده ایجاد، تغییر و نگهداری می‌شوند. طوری که کل زیرساخت قابلیت بازتولید و خودکارسازی داشته باشد.

از آنجایی که خودکارسازی یکی ستون‌های اصلی DevOps است، IaC نقش مهمی در پیاده‌سازی عملی این روش دارد. استفاده از این زیرساخت به عنوان کد باعث می‌شود فرایندهای استقرار، هماهنگ‌تر با چرخه توسعه نرم افزار شوند.

در این مقاله از لیارا با نگاهی فنی، مفهوم IaC، مزایا، محدودیت‌ها و ابزارهای آن را بررسی خواهیم کرد. این مطلب برای توسعه‌دهندگان، مهندسان دواپس و مدیران سیستم مفید خواهد بود.

آنچه در این مقاله می‌خوانید:

• زیرساخت به عنوان کد چیست؟
• رویکردهای مختلف زیرساخت به‌عنوان کد (IaC)
• ۵ مزیت زیرساخت به‌عنوان کد (IaC)
• ۵ ابزار برتر زیرساخت به‌عنوان کد (IaC)
• محدودیت های پیاده‌سازی زیرساخت به‌عنوان کد
• ۴ روش برتر در پیاده‌سازی Infrastructure as Code
• جمع بندی

زیرساخت به عنوان کد چیست؟

Infrastructure as Code (IaC) روشی است که در آن زیرساخت‌های IT مثل ماشین‌های مجازی، شبکه‌ها و فضای ذخیره‌سازی به جای تنظیمات دستی یا کار با ابزارهای گرافیکی، با استفاده از کد تعریف و مدیریت می‌شوند. در این روش، زیرساخت همان‌طور که طراحی می‌شود، همان‌طور هم اجرا می‌شود، بدون تفسیر شخصی و بدون تفاوت بین محیط‌ها.

نتیجه‌ی این روش، ایجاد زیرساخت‌هایی است که می‌توان آن‌ها را بصورت خودکار، یکسان و قابل تکرار در محیط‌های ابری خصوصی، عمومی یا ترکیبی پیاده‌سازی کرد.

رویکردهای مختلف زیرساخت به‌عنوان کد (IaC)

پیاده‌سازی IaC با دو روش انجام می‌شود: اعلامی (Declarative) و دستوری (Imperative).

هر کدام روش خاص خود را برای مدیریت و تأمین منابع زیرساخت دارند و مزایای منحصربه‌فردی ارائه می‌کنند.

رویکرد	توضیح	نمونه کاربرد
اعلامی (Declarative)	در این روش، وضعیت نهایی مورد انتظار زیرساخت مشخص می‌شود، بدون اینکه مراحل دقیق رسیدن به آن تعریف شود.	محیط‌های استاندارد: تضمین می‌کند محیط‌های توسعه، تست و تولید یکسان باشند. مقیاس‌پذیری خودکار: زیرساخت بر اساس قواعد از پیش تعریف‌شده به‌صورت خودکار مقیاس می‌یابد.
دستوری (Imperative)	در این روش، کد دقیقا مراحل لازم برای رسیدن به وضعیت نهایی زیرساخت را مشخص می‌کند.	فرآیندهای پیچیده: مدیریت پروسه‌های چندمرحله‌ای و وابستگی‌ها. تغییرات تدریجی: اعمال به‌روزرسانی‌ها و وصله‌ها روی زیرساخت موجود.

۵ مزیت زیرساخت به‌عنوان کد (IaC)

وقتی زیرساخت‌ها را مثل کد مدیریت می‌کنید، دنیا برای تیم IT ساده‌تر می‌شود. IaC نه تنها کارها را سریع‌تر می‌کند، بلکه خطاهای انسانی را کم کرده و همکاری تیمی را روان‌تر می‌سازد. بیایید نگاهی به مهم‌ترین مزایای آن بیندازیم:

۱. یکپارچگی و یکنواختی بی‌دردسر

یکی از بهترین ویژگی‌های IaC این است که می‌توانید محیط‌های توسعه، تست و تولید را دقیقا یکسان بسازید. فایل‌های پیکربندی ذخیره شده در مخزن کد، تضمین می‌کنند که همه استقرارها مطابق استاندارد باشند و هیچ تفاوت مخفی ایجاد نشود.

برای مثال، یک برنامه ابری با IaC می‌تواند همان محیط را برای توسعه، تست و تولید مستقر کند تا همه مراحل چرخه توسعه دقیقا یکسان باشند.

۲. سرعت و کارایی بیشتر

با IaC دیگر نیازی به ساعت‌ها تنظیم دستی محیط‌ها نیست. IaC با اتوماسیون، محیط‌ها را در چند دقیقه آماده می‌کند و زمان تیم توسعه برای کارهای جدی و مهم آزادتر خواهد شد.

۳. کاهش خطاهای انسانی

پیکربندی دستی همیشه با ریسک اشتباه همراه است. IaC این ریسک را به حداقل می‌رساند، چون همه چیز با کد کنترل می‌شود. در روش اعلامی (Declarative)، وضعیت نهایی زیرساخت در کد تعریف می‌شود و خطاهای انسانی تقریبا از بین می‌روند.

۴. کنترل نسخه و همکاری بهتر تیمی

IaC باعث می‌شود زیرساخت مثل کد نرم‎ افزار نسخه‌بندی شود. با Git یا سایر سیستم‌های کنترل نسخه، تیم می‌تواند تغییرات را دنبال کند، بررسی کند و در صورت نیاز به عقب برگردد.

یک تیم توسعه می‌تواند به راحتی ببیند چه کسی چه تغییراتی انجام داده، چه زمانی اعمال شده و چگونه بر محیط تاثیر گذاشته است. این کار چرخه توسعه را بهبود می‌دهد و CI/CD را ساده‌تر می‌کند.

۵. صرفه‌جویی در هزینه و بهینه‌سازی منابع

IaC باعث می‌شود تنها منابع مورد نیاز ایجاد شوند و نیازی به دخالت دستی کم شود. این یعنی هزینه کمتر و استفاده بهینه از منابع ابری.

برای مثال، با مدیریت ماشین‌های مجازی و منابع ابری از طریق IaC، فقط همان چیزی که لازم است اختصاص داده می‌شود. همچنین استفاده از زیرساخت غیرقابل تغییر (Immutable Infrastructure) پیچیدگی‌ها و هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهد.

اگر به‌دنبال شناخت تفاوت‌های Ansible و Jenkins هستید، مقاله زیر را از دست ندهید.
تفاوت‌های Ansible و Jenkins

۵ ابزار برتر زیرساخت به‌عنوان کد (IaC)

اگر با زیرساخت به‌عنوان کد کار می‌کنید، ابزارهای درست می‌توانند کار شما را چند برابر راحت کنند. آن‌ها به شما اجازه می‌دهند محیط‌ها را سریع بسازید، تغییرات را با اطمینان اعمال کنید و خطاهای انسانی را به حداقل برسانید. در ادامه پنج ابزار محبوب و پرکاربرد را بررسی می‌کنیم:

۱. Terraform

Terraform محصول HashiCorp است و به‌خاطر انعطاف و پشتیبانی از چند ارائه‌دهنده ابری شناخته شده است. با رویکرد اعلامی، می‌توانید وضعیت نهایی زیرساخت را تعریف کنید و ابزار Terraform خودش همه مراحل ایجاد، به‌روزرسانی و نسخه‌بندی را انجام می‌دهد.

چرا مهم است؟ محیط‌های شما دقیقا یکسان می‌مانند و استقرارها قابل تکرار هستند.

مثال: ایجاد ماشین‌های مجازی، پایگاه داده و Load Balancer در چند ارائه‌دهنده ابری، بدون نگرانی از ناسازگاری محیط‌ها.

۲. Ansible

Ansible ابزاری متن‌باز از Red Hat است که کار با آن ساده و بدون نیاز به نصب عامل روی سرورهاست. با Playbookهای مبتنی بر YAML می‌توانید پیچیده‌ترین استقرارها را مدیریت کنید.

چرا مهم است؟ پیاده‌سازی و مدیریت پیکربندی‌ها بدون دردسر و سریع انجام می‌شود.

مثال: پیکربندی سرورهای وب، استقرار برنامه‌ها و تنظیم تجهیزات شبکه در محیط ابری.

۳. Puppet

Puppet از زبان DSL برای تعریف وضعیت مورد انتظار زیرساخت استفاده می‌کند و ابزار مناسبی برای محیط‌های بزرگ و پیچیده است. نسخه متن‌باز آن برای سازمان‌هایی که می‌خواهند بدون هزینه اضافی شروع کنند، ایده‌آل است.

چرا مهم است؟ امکان مدیریت مقیاس بزرگ، رعایت الزامات امنیتی و اعمال وصله‌ها به شکل خودکار را فراهم می‌کند.

مثال: اطمینان از به‌روز بودن همه سرورها با آخرین پچ‌ها و پیکربندی‌های امنیتی.

۴. Chef

Chef رویکرد دستوری دارد و با زبان Ruby می‌توانید دقیقا مراحل لازم برای رسیدن به وضعیت دلخواه زیرساخت را تعریف کنید. انعطاف‌پذیری بالا و سازگاری با ابزارهای دیگر DevOps از مزایای آن است.

چرا مهم است؟ برای خودکارسازی کامل زیرساخت و یکپارچه شدن با فرآیندهای CI/CD عالی است.

مثال: استقرار یک برنامه وب چندلایه شامل سرورهای وب، پایگاه داده و Load Balancer به صورت کاملاً خودکار.

۵. Pulumi

Pulumi رویکرد متفاوتی دارد و به شما اجازه می‌دهد زیرساخت را با زبان‌های برنامه‌نویسی معمول مثل Python، TypeScript یا Go مدیریت کنید. می‌توانید از مهارت‌ها و کتابخانه‌های موجود خود استفاده کنید و در عین حال منابع زیرساخت را کنترل کنید.

چرا مهم است؟ توسعه Cloud-native و مدیریت زیرساخت در همان زبان برنامه‌نویسی که تیم شما با آن کار می‌کند، یکپارچگی فوق‌العاده‌ای ایجاد می‌کند.

مثال: خودکارسازی منابع ابری مثل ماشین‌های مجازی، پایگاه داده و خوشه‌های Kubernetes، همراه با ادغام راحت در سیستم‌های CI/CD

برای آموزش کامل ساخت و اجرای اولین Playbook در Ansible مقاله زیر را مطالعه کنید.
ساخت Playbook در Ansible

محدودیت های پیاده‌سازی زیرساخت به‌عنوان کد

همان‌طور که بالاتر گفتیم، زیرساخت به‌عنوان کد می‌تواند کار تیم IT را ساده‌تر کند، اما خودش هم چالش‌های خاص خودش را دارد. اگر می‌خواهید IaC را به شکل موفقیت‌آمیز پیاده کنید و نگه دارید، باید این موانع را بشناسید و راهکارهای مناسب را در نظر بگیرید:

۱. پیچیدگی پیکربندی زیرساخت‌ها

هرچه زیرساخت بزرگ‌تر و متنوع‌تر باشد، تعریف و مدیریت آن هم سخت‌تر می‌شود. یکی از بهترین روش‌ها برای کنترل این پیچیدگی، تقسیم پیکربندی‌ها به ماژول‌های کوچک، قابل استفاده مجدد و منظم است. این کار هم نگهداری زیرساخت را آسان‌تر می‌کند و هم استقرارها را سریع‌تر و قابل اعتمادتر می‌سازد.

راهکار: ماژولار کردن کد زیرساخت و استفاده از امکانات ارائه‌دهندگان ابری برای اتصال سریع و ساده ماژول‌ها بدون نیاز به تعریف جزئیات سطح پایین.

۲. چالش‌های امنیت و انطباق

وقتی زیرساخت از طریق کد مدیریت می‌شود، هر خطا یا آسیب‌پذیری در کد می‌تواند مستقیماً محیط تولید را تحت تأثیر قرار دهد. حفظ امنیت و رعایت قوانین انطباق (Compliance) یکی از چالش‌های جدی IaC است.

راهکار: توسعه یک استراتژی تست جامع که شامل تست‌های امنیتی باشد و شناسایی و رفع آسیب‌پذیری‌ها قبل از استقرار. استفاده از امکانات امنیتی ارائه‌دهندگان ابری و قابلیت‌های اتوماتیک برای آپدیت‌ها، فشار روی تیم را کاهش می‌دهد.

۳. همراه کردن تیم و افزایش همکاری

گذشتن از مدیریت دستی زیرساخت به IaC، نه تنها یک تغییر فنی، بلکه یک تغییر فرهنگی است. نیاز دارید که تیم توسعه، عملیات و امنیت همه با هم درگیر شوند و کد زیرساخت را با هم مدیریت کنند.

راهکار: آموزش و منابع کافی در اختیار تیم قرار دهید تا مزایای IaC را درک کنند و مهارت‌های لازم را به دست بیاورند. همکاری بین تیم‌ها باعث می‌شود زیرساخت‌ها بهتر هماهنگ و ایمن‌تر باشند و مهاجرت به روش IaC نرم‌تر انجام شود.

اگر می‌خواهید با نحوه راه‌اندازی Docker Compose از طریق Ansible در اوبونتو، آشنا شوید، مقاله زیر را از دست ندهید.
راه‌اندازی Docker Compose با Ansible

۴ روش برتر در پیاده‌سازی Infrastructure as Code

پیروی از بهترین شیوه‌ها در IaC باعث می‌شود کد زیرساخت شما قابل نگهداری، مقیاس‌پذیر و خواناتر باشد. این روش‌ها همچنین اطمینان می‌دهند که زیرساخت شما سریع، قابل اعتماد و آسان برای مدیریت است و محیط‌های بهینه و مقاوم ایجاد می‌کند.

۱. تعریف وابستگی‌های زیرساخت

برای هر بخش از زیرساخت مثل سرورها، پایگاه داده و منابع شبکه وابستگی‌ها را به‌طور واضح مشخص کنید. این کار تضمین می‌کند که منابع در ترتیب درست ایجاد شوند و همه اجزا به درستی مستقر شوند.

مثال: هنگام استقرار یک وب‌اپلیکیشن، وابستگی‌ها را بین وب‌سرور، پایگاه داده و Load Balancer مشخص کنید. بدین ترتیب، پایگاه داده قبل از وب‌سرور راه‌اندازی می‌شود و Load Balancer آماده هدایت ترافیک به وب‌سرورها خواهد بود.

۲. استفاده از کنترل نسخه

کد زیرساخت را با سیستم‌های کنترل نسخه مثل Git مدیریت کنید. این کار امکان ردیابی تغییرات، همکاری تیمی و بازگرداندن سریع به نسخه‌های قبلی را فراهم می‌کند.

مثال: مدیریت قالب‌های Terraform با Git باعث می‌شود تمام تغییرات زیرساخت ثبت شوند و در صورت نیاز به راحتی بازیابی یا تکرار شوند.

۳. خودکارسازی خط لوله استقرار

با ایجاد خط لوله‌های استقرار خودکار، زیرساخت‌ها بر اساس تغییرات یا زمان‌بندی به‌روزرسانی و مستقر می‌شوند. این کار باعث ثبات، کاهش خطاهای انسانی و افزایش سرعت استقرار می‌شود.

مثال: می‌توانید از ابزارهایی مثل Jenkins، GitHub Actions یا CircleCI استفاده کنید تا با هر تغییر در مخزن Git، زیرساخت به‌صورت خودکار ساخته و مستقر شود.

۴. پیاده‌سازی تست و اعتبارسنجی

برای اطمینان از صحت استقرار، استراتژی جامعی برای تست و اعتبارسنجی کد زیرساخت تدوین کنید. این تست‌ها می‌توانند شامل تست واحد، یکپارچه‌سازی و end-to-end باشند تا مطمئن شوید همه منابع به درستی ایجاد شده و زیرساخت مطابق انتظار عمل می‌کند.

مثال: با ابزارهایی مثل Terratest می‌توانید برای پیکربندی‌های Terraform تست خودکار بنویسید و مطمئن شوید منابع درست ایجاد شده و کل زیرساخت عملکرد صحیح دارد.

برای آشنایی با انسیبل (Ansible) و کاربردهای آن، مقاله زیر را بخوانید.
انسیبل (Ansible) چیست؟

جمع بندی

در طول این مقاله، با مفهوم زیرساخت به‌عنوان کد (IaC)، مزایا و ابزارهای آن آشنا شدیم و دیدیم چگونه این روش می‌تواند یکنواختی محیط‌ها، کاهش خطاهای انسانی و همکاری تیمی را بهبود دهد. همچنین چالش‌ها و محدودیت‌های پیاده‌سازی آن و بهترین روش‌ها برای مدیریت وابستگی‌ها، کنترل نسخه، خودکارسازی استقرار و تست زیرساخت بررسی شد.