REL08-BP04 Bereitstellung mit einer unveränderlichen Infrastruktur - AWS Well-Architected Framework
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REL08-BP04 Bereitstellung mit einer unveränderlichen Infrastruktur

Eine unveränderliche Infrastruktur sieht vor, dass Updates, Sicherheits-Patches oder Konfigurationsänderungen nicht direkt in Produktions-Workloads durchgeführt werden. Wenn eine Änderung erforderlich ist, wird die Architektur auf einer neuen Infrastruktur eingerichtet und für die Produktion bereitgestellt.

Verfolgen Sie eine Strategie zur Bereitstellung einer unveränderlichen Infrastruktur, um die Zuverlässigkeit, Konsistenz und Reproduzierbarkeit Ihrer Workload-Bereitstellungen zu erhöhen.

Gewünschtes Ergebnis: Bei einer unveränderlichen Infrastruktur sind keine direkten Änderungen an den Infrastrukturressourcen innerhalb eines Workloads erlaubt. Wenn eine Änderung erforderlich ist, wird stattdessen ein neuer Satz aktualisierter Infrastrukturressourcen, der alle erforderlichen Änderungen enthält, parallel zu Ihren vorhandenen Ressourcen bereitgestellt. Diese Bereitstellung wird automatisch validiert und bei Erfolg wird der Datenverkehr schrittweise auf die neuen Ressourcen verlagert.

Diese Bereitstellungsstrategie gilt unter anderem für Softwareupdates, Sicherheits-Patches, Infrastrukturänderungen, Konfigurationsupdates und Anwendungsupdates.

Typische Anti-Muster:

  • Implementieren von Änderungen an laufenden Infrastruktur-Ressourcen vor Ort.

Vorteile der Nutzung dieser bewährten Methode:

  • Erhöhte Konsistenz zwischen verschiedenen Umgebungen: Da es keine Unterschiede bei den Infrastrukturressourcen zwischen den Umgebungen gibt, wird die Konsistenz erhöht und das Testen vereinfacht.

  • Verringerung der Konfigurationsabweichungen: Durch das Ersetzen von Infrastrukturressourcen durch eine bekannte und versionskontrollierte Konfiguration wird die Infrastruktur in einen bekannten, getesteten und vertrauenswürdigen Zustand versetzt, wodurch Konfigurationsabweichungen vermieden werden.

  • Zuverlässige atomare Bereitstellungen: Entweder werden die Verteilungen erfolgreich abgeschlossen oder es ändert sich nichts, was die Konsistenz und Zuverlässigkeit des Verteilungsprozesses erhöht.

  • Vereinfachte Bereitstellungen: Bereitstellungen werden vereinfacht, da sie keine Upgrades unterstützen müssen. Upgrades sind einfach neue Bereitstellungen.

  • Sicherere Bereitstellungen mit schnellen Rollback- und Wiederherstellungsprozessen: Bereitstellungen sind sicherer, da die vorherige funktionierende Version nicht geändert wird. Sie können einen Rollback zur vorherigen Version durchführen, wenn Fehler erkannt werden.

  • Verbesserte Sicherheitslage: Indem Sie keine Änderungen an der Infrastruktur zulassen, können Fernzugriffsmechanismen (wie SSH) deaktiviert werden. Dadurch wird der Angriffsvektor reduziert und die Sicherheitslage Ihrer Organisation verbessert.

Risikostufe, wenn diese bewährte Methode nicht eingeführt wird: Mittel

Implementierungsleitfaden

Automation

Bei der Definition einer Strategie zur Bereitstellung einer unveränderlichen Infrastruktur empfiehlt es sich, die Automatisierung so weit wie möglich zu nutzen, um die Reproduzierbarkeit zu erhöhen und das Potenzial für menschliche Fehler zu minimieren. Weitere Informationen finden Sie unter REL08-BP05 Automatisierung von Änderungen und Automating safe, hands-off deployments.

Mit Infrastructure as code (IaC) werden Schritte zur Bereitstellung, Orchestrierung und Implementierung der Infrastruktur auf programmatische, beschreibende und deklarative Weise definiert und in einem Quellkontrollsystem gespeichert. Die Nutzung von Infrastructure as Code vereinfacht die Automatisierung der Infrastrukturbereitstellung und trägt zur Unveränderbarkeit der Infrastruktur bei.

Bereitstellungsmuster

Wenn eine Änderung des Workloads erforderlich ist, schreibt die Strategie der unveränderlichen Infrastrukturbereitstellung vor, dass ein neuer Satz von Infrastrukturressourcen bereitgestellt wird, einschließlich aller erforderlichen Änderungen. Es ist wichtig, dass diese neuen Ressourcen nach einem Muster eingeführt werden, das die Auswirkungen auf die Benutzer minimiert. Für diese Bereitstellung gibt es zwei Hauptstrategien:

Canary-Bereitstellung: Hierbei wird eine kleine Anzahl Ihrer Kunden auf die neue Version umgestellt, die in der Regel auf einer einzelnen Service-Instance (dem Canary) ausgeführt wird. Anschließend überprüfen Sie sämtliche Verhaltensänderungen oder Fehler, die generiert werden. Sie können Datenverkehr aus der Canary-Umgebung entfernen, wenn kritische Probleme auftreten, und die Benutzer auf die vorherige Version zurücksetzen. Wenn die Bereitstellung erfolgreich verläuft, können Sie das gewünschte Tempo beibehalten und die Änderungen auf Fehler überwachen, bis der Bereitstellungsvorgang vollständig abgeschlossen ist. Sie können AWS CodeDeploy mit einer Bereitstellungskonfiguration konfigurieren, die eine Canary-Bereitstellung ermöglicht.

Blue/Green-Bereitstellung: Verhält sich ähnlich wie die Canary-Bereitstellung, nur dass eine komplette Flotte der Anwendung parallel bereitgestellt wird. Sie können Ihre Bereitstellungen über die zwei Stacks (blau und grün) alternieren. Auch hier können Sie Datenverkehr an die neue Version senden und einen Failback auf die alte Version durchführen, wenn bei der Bereitstellung Probleme auftreten. Normalerweise wird der gesamte Datenverkehr auf einmal umgeschaltet. Sie können Ihren Datenverkehr aber auch auf die Versionen verteilen, um die Einführung der neuen Version mithilfe der gewichteten DNS-Routing-Funktionen von AmazonRoute 53 durchzuführen. Sie können AWS CodeDeploy und AWS Elastic Beanstalk mit einer Bereitstellungskonfiguration konfigurieren, die eine Blue/Green-Bereitstellung ermöglicht.

Diagramm, das die Blau/Grün-Bereitstellung mit AWS Elastic Beanstalk und Amazon Route 53 zeigt

Abbildung 8: Blue/Green-Bereitstellung mit AWS Elastic Beanstalk und Amazon Route 53

Erkennung von Abweichungen

Als Abweichung wird jede Änderung bezeichnet, die dazu führt, dass eine Infrastrukturressource einen anderen Zustand oder eine andere Konfiguration aufweist als erwartet. Jede Art von nicht verwalteter Konfigurationsänderung widerspricht dem Konzept der unveränderlichen Infrastruktur und sollte erkannt und behoben werden, um eine erfolgreiche Implementierung der unveränderlichen Infrastruktur zu gewährleisten.

Implementierungsschritte

  • Untersagen Sie die Änderung laufender Infrastruktur-Ressourcen an Ort und Stelle.

    • Sie können AWS Identity and Access Management (IAM) verwenden, um festzulegen, wer oder was auf Services und Ressourcen in AWS zugreifen darf, fein abgestufte Berechtigungen zentral verwalten und den Zugriff analysieren, um die Berechtigungen über AWS hinweg zu optimieren.

  • Automatisieren Sie die Bereitstellung von Infrastrukturressourcen, um die Reproduzierbarkeit zu erhöhen und das Potenzial für menschliche Fehler zu minimieren.

    • Wie im Whitepaper Introduction to DevOps on AWS beschrieben, ist die Automatisierung ein Eckpfeiler der AWS-Services und wird intern in allen Services, Features und Angeboten unterstützt.

    • Durch die Vorberechnung Ihres Amazon Machine Image (AMI) können Sie die Zeit bis zum Start verkürzen. EC2 Image Builder ist ein vollständig verwalteter AWS-Service, der Ihnen hilft, die Erstellung, Wartung, Validierung, Freigabe und Bereitstellung von benutzerdefinierten, sicheren und aktuellen Linux- oder Windows-AMIs zu automatisieren.

    • Zu den Services, die die Automatisierung unterstützen, gehören:

      • AWS Elastic Beanstalk ist ein Service zur schnellen Bereitstellung und Skalierung von Webanwendungen, die mit Java, .NET, PHP, Node.js, Python, Ruby, Go und Docker auf bekannten Servern wie Apache, NGINX, Passenger und IIS entwickelt wurden.

      • AWS Proton unterstützt Plattformteams dabei, all die verschiedenen Tools zu verbinden und zu koordinieren, die Ihre Entwicklungsteams für die Bereitstellung der Infrastruktur, die Bereitstellung von Code, die Überwachung und Updates benötigen. AWS Proton ermöglicht die automatisierte Bereitstellung von Infrastruktur als Code und die Bereitstellung von Serverless und containerbasierten Anwendungen.

    • Die Nutzung von Infrastructure as Code erleichtert die Automatisierung der Infrastrukturbereitstellung und trägt zur Unveränderbarkeit der Infrastruktur bei. AWS bietet Services, die die Erstellung, Bereitstellung und Wartung der Infrastruktur auf programmatische, beschreibende und deklarative Weise ermöglichen.

      • AWS CloudFormation hilft Entwicklern dabei, AWS-Ressourcen in einer geordneten und vorhersehbaren Weise zu erstellen. Ressourcen werden in Textdateien im JSON- oder YAML-Format geschrieben. Die Vorlagen erfordern eine bestimmte Syntax und Struktur, die von den Arten der zu erstellenden und zu verwaltenden Ressourcen abhängt. Sie verfassen Ihre Ressourcen in JSON oder YAML mit einem beliebigen Code-Editor wie AWS Cloud9, checken sie in ein Versionskontrollsystem ein und CloudFormation baut dann die angegebenen Services auf sichere, wiederholbare Weise auf.

      • AWS Serverless Application Model (AWS SAM) ist ein Open-Source-Framework, mit dem Sie Serverless-Anwendungen in AWS erstellen können. AWS SAM lässt in anderen AWS-Services integrieren und ist eine Erweiterung von AWS CloudFormation.

      • AWS Cloud Development Kit (AWS CDK) ist ein Open-Source-Framework für die Softwareentwicklung zur Modellierung und Bereitstellung Ihrer Cloud-Anwendungsressourcen mit Hilfe gängiger Programmiersprachen. Sie können AWS CDK verwenden, um die Anwendungsinfrastruktur mit TypeScript, Python, Java und .NET zu modellieren. AWS CDK verwendet AWS CloudFormation im Hintergrund, um Ressourcen auf sichere, wiederholbare Weise bereitzustellen.

      • AWS Cloud Control API führt einen gemeinsamen Satz von APIs zum Erstellen, Lesen, Aktualisieren, Löschen und Auflisten ein, mit denen Entwickler ihre Cloud-Infrastruktur auf einfache und konsistente Weise verwalten können. Die gemeinsamen Cloud Control API-APIs ermöglichen es Entwicklern, den Lebenszyklus von AWS- und Drittanbieter-Services einheitlich zu verwalten.

  • Implementieren Sie Bereitstellungsmuster, die die Auswirkungen auf die Benutzer minimieren.

  • Erkennen Sie Konfigurations- oder Zustandsabweichungen. Weitere Informationen finden Sie unter Detecting unmanaged configuration changes to stacks and resources.

Ressourcen

Zugehörige bewährte Methoden:

Zugehörige Dokumente:

Zugehörige Videos: