Terraform 与 Kubernetes：深入解析自动化工具的差异
软件开发的自动化一直是核心议题。通过自动化基础设施，可以有效减少配置变更，消除人为失误的风险，并为所有项目团队提供更高的透明度。
在缺乏自动化的前提下，推出新产品或对现有基础设施进行改进可能会变得异常艰难。幸运的是，市面上存在着众多自动化工具，它们能显著简化项目的整个生命周期。
本文将着重探讨两种最为流行的自动化工具：Terraform和Kubernetes，并深入剖析它们之间的主要区别。
Terraform 简介
Terraform 是一款开源软件工具，它允许用户利用基础设施即代码（Infrastructure as Code, IaC）和云不可知的原则，安全且可预测地管理大规模基础设施。这款由Hashicorp开发的强大工具，能够在本地或云端配置基础设施。
Terraform 使用一种名为Hashicorp配置语言（Hashicorp Configuration Language, HCL）的声明式配置语言编写。这种语言能够实现任何环境下的基础设施管理自动化。此外，它还支持IT专业人员协同工作，安全地对云环境进行修改，并根据业务需求进行扩展。
模块提供了良好的代码重用和共享机制，有助于提高云端团队的协作效率和生产力。提供程序则是允许与各种API进行交互和集成的插件，它们是扩展Terraform功能的重要途径之一。
Terraform维护着被管理基础设施的内部状态，这包括资源、配置、元数据及其关联关系。Terraform主动维护状态，并使用该状态来规划、跟踪变更以及修改基础设施环境。为促进团队合作和协作，状态应保持远程存储。
核心的Terraform工作流程由三个关键步骤构成。首先是生成代表所需环境的基础设施代码配置文件；随后，验证生成的计划是否与清单一致；在仔细审核所有变更之后，应用计划以配置基础设施资源。
Kubernetes 简介
Kubernetes (K8s) 是一个开源平台，专用于容器编排、自动化部署和管理容器化的应用程序。这款强大的编排系统允许应用程序轻松扩展并获得高可用性。Kubernetes由谷歌基于其处理关键生产工作负载的丰富经验而开发。
Kubernetes与云无关，在云端和本地环境下运行工作负载时均具有高度的灵活性。同时，它也具有可扩展性，允许用户轻松地向集群添加功能或自定义工具。
其自我修复能力是Kubernetes的一大优势。容器中的故障会被自动重启并重新调度。节点可以设置为自动替换，流量只会被路由至通过健康检查的健康组件。
部署可以分阶段进行，Kubernetes具有智能机制，能够在部署期间监控应用程序的健康状态。如果应用程序在部署后没有报告健康状态，系统会自动回滚任何存在问题的变更。
多年来，关于如何在发布新软件版本的同时保证应用程序的正常运行，Kubernetes 提供了多种部署方案。
Kubernetes管理相似Pod之间的服务发现和负载均衡，而无需复杂的外部解决方案。
用户可以扩展其提供的内置机制来管理应用程序的配置和机密。此外，它还通过自动缩放选项和基于命令的缩放功能，简化了应用程序的扩展过程。
Terraform 与 Kubernetes 的对比
尽管这两种现代技术存在诸多相似之处，但它们之间也存在着根本性的差异。接下来，让我们详细分析其中一些关键区别。
关注领域
Terraform 和 Kubernetes 的不同之处在于它们的目标和所解决的问题不同。Terraform 专注于供应基础设施组件，并以代码的形式管理基础设施。而 Kubernetes 则致力于运行容器化工作负载，其核心领域在于容器编排。
配置语言
Terraform 使用 Hashicorp 配置语言（HCL）来定义声明性对象。用户可以通过HCL文件创建在多个云平台上运行的资源。
Kubernetes 则使用 YAML 或 JSON 文件来定义声明性对象。这些文件用于描述如何管理 Kubernetes 对象。在编写配置文件时，YAML 通常比 JSON 更具优势，但二者可以互换使用。
工具工作流程
Terraform 的工作流程简单易用，为新用户提供了良好的体验。然而，为了在 Kubernetes 中高效运行应用程序，用户需要深入理解集群的众多内部组件和机制。因此，新用户通常会发现 Kubernetes 的入门难度较高。
规划阶段与配置漂移
Terraform 能够识别并报告配置偏差，并通过标准工作流程的规划阶段来实现这一目标。而 Kubernetes 本身并不具备此项功能。
资源创建
Terraform CLI为Terraform提供命令行接口，它支持各种命令和子命令，例如 `terraform plan` 和 `terraform apply`。Terraform 使用 CLI 命令来执行和管理声明式配置，从而创建各种资源。
Kubernetes 自带命令行工具来管理 Kubernetes 资源集群。`kubectl` 可以创建资源，例如为容器分配内存和CPU，或者创建节点等。它还支持部署应用程序。
Terraform 和 Kubernetes 的优点 👍
Terraform 的优点：
- 支持多云部署，可以使用多种资源
- 有助于避免停机
- 方便记录、跟踪、管理和报告变更
- 采用声明式语法
- 拥有全面且易于理解的文档
Kubernetes 的优点：
- 资源友好，支持基础设施的横向扩展
- 避免基础设施锁定
- 采用声明式语法
- 具备自动修复能力，通过监控副本并确保系统始终健康
- 由 Google 支持的领先容器管理工具，拥有大量的文档
Terraform 和 Kubernetes 的缺点 👎
Terraform 的缺点：
- 对 GKE (Google Kubernetes Engine) 的支持不完善
- 缺乏错误处理机制
- 没有回滚功能，如果需要回滚，用户必须先销毁托管对象，然后再重新应用配置
- 在新版本中容易出现错误
Kubernetes 的缺点：
- 入门门槛高，难以掌握
- 只支持架构流程
- 可能需要调整工作流程以将 K8s 引入组织
以下表格是 Kubernetes 与 Terraform 的比较：
| Kubernetes | Terraform | |
| 类别 | 开源容器编排系统 | 开源、基础设施即代码、软件工具 |
| 首次发布日期 | 2014 年 9 月 9 日 | 2014 年 7 月 28 日 |
| 开发者 | Google, Rancher Labs, Cloud Native Computing Foundation | HashiCorp |
| 配置语言 | YAML / JSON | Hashicorp 配置语言 (HCL) |
| 命令行工具 | kubectl | Terraform CLI |
| 复杂性 | 需要大量的集群内部组件和机制 | 易于理解 |
Kubernetes 常见用例
跨多个主机编排容器
Kubernetes 具有平台无关性，因此用户可以在多台机器或云端托管容器。为了确保高可用性，它还提供了一个故障转移层。
管理计算资源
与运行多个服务器相比，托管一个专用的 Kubernetes 集群通常成本更低。此外，与管理具有不同服务器的多个主机相比，管理 Kubernetes 集群也更为便捷。
运行 CI/CD 平台
Kubernetes 是 CI/CD 方法的关键组成部分，也是运行 Jenkins、Spinnaker 和 Drone 等 CI/CD 平台的首选。只要 CI/CD 平台可以打包在容器中，Kubernetes 就可以运行它们。
存储编排
Kubernetes 支持动态存储卷配置。存储系统可以附加到用户选择的任何平台，包括网络和云存储。
服务发现和负载均衡
Kubernetes 通过集群的 DNS 将容器集群服务暴露给其他平台。它还可以对流量进行分发和负载均衡，以确保部署的实例在网络流量较高时保持可用且稳定。
Terraform 常见用例
跟踪基础设施
Terraform 会跟踪用户资源，并使用状态文件进行记录。状态文件是资源发生变更时的参考依据。Terraform 通过状态文件来确定基础设施需要进行哪些更改才能达到所需的状态。
多云部署
Terraform 是一个可以在任何云中使用的平台。为了管理由多个云提供商托管的基础设施资源，用户可以使用 HCL 配置文件，并且还可以处理跨云依赖。多云部署可以提高系统的稳健性和容错能力。
管理多层应用程序
可以通过为每一层定义逻辑来实现多层应用程序的解耦。Terraform 可以将每一层定义为一个集合，从而自动管理每一层之间的依赖关系。需要依赖项和插件来确保层之间的一致性，而手动安装这些依赖项可能非常复杂。
Terraform 配置可以确保每次都正确安装和实施这些依赖项。例如，Terraform 在配置 Web 服务器或负载均衡器之前会确保数据库层的可用性。
软件定义网络
Terraform 可以与软件定义网络进行通信，从而根据应用程序需求配置网络。这使用户可以摆脱基于票证的工作流程，实现部署过程的自动化，从而缩短部署时间。
总结
本文深入探讨了 Terraform 和 Kubernetes 这两种最流行的现代 DevOps 工具之间的主要区别。我们了解了每种工具为开发人员和 IT 运维人员提供的功能，以及它们最擅长的领域。Terraform 是一个单一框架，可以在多个云平台上以声明方式自动化资源管理。而 Kubernetes 则主要负责管理容器环境中的资源管理、部署和负载均衡。
这些工具将使基础设施、应用程序部署、监控和其他任务的自动化变得更加简单高效。
接下来，您可以深入了解 Terraform 的最佳实践。