鯨品堂（táng）｜基於Tosca和Terraform的多雲資源（yuán）編排探索

隨（suí）著企（qǐ）業采用多雲戰略和遷移到雲平台（tái），需要依賴不同的雲（yún）資源來支持業務係統。傳統的（de）手動開通和配置資源關聯關係（xì）的（de）方（fāng）法在多雲環境下變得耗時（shí）且複雜，給運（yùn）維帶來困難。

為了應對（duì）多雲環境中基礎設施管理的複雜性（xìng），尋找一種（zhǒng）高效（xiào）的多雲資源編排方法至關重要。資源編排可以對混合雲資源進行編排，實現快速部署和管（guǎn）理，並（bìng）降低管理複（fù）雜性、人工成本和運維成本。核心過程是設計藍圖、編排資源（yuán），並將編排結果作為實施模板傳（chuán）遞給雲平台，實現資源的統一開通、變更和回收。

盡管（guǎn）資源編排是降低成本和提高（gāo）效率的有效方法，但在實施（shī）過程中也麵臨一（yī）些困難和挑戰（zhàn）。以下是其中的幾個主要（yào）方麵（miàn）：

為了（le）解決上述困難，可以采用兩個標準（zhǔn）來進行多雲資源編排：標準描述文件和標準雲平台對（duì）接。通過這兩個標準（zhǔn）對雲平台的差異進行統一定（dìng）義，使混合雲編排變得簡單可（kě）操作。在業界中，TOSCA和Terraform是兩個備受（shòu）關注的資源編排工具（jù）。

TOSCA提出了藍圖（tú）拓撲編排標準規範，定義（yì）了資（zī）源之間的拓撲關係和依賴關係，可以實現對複雜應用和服務的編排。Terraform則可以（yǐ）對（duì）資源編排的產物進行簡化的實施部署，實現基礎設施即代碼（IaC）的理（lǐ）念（niàn），可以通過編寫（xiě）可重複使用（yòng）的代碼來描述和（hé）管理基（jī）礎設施資源。

本文將基於TOSCA和Terraform這兩個工具進行多雲資源編排的（de）探索與討論，以幫助企業更好地實現混合雲環境下的資源編排和管理。

TOSCA（Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications）是由OASIS組織製定的雲應用（yòng）拓撲編排規範。它定（dìng）義了（le）雲資源編排的拓（tuò）撲結構、組件（jiàn）關係、屬性和操作等信息，以（yǐ）便於方（fāng）便地描述雲資源（yuán）的拓撲結構和行為。

簡而言之（zhī），TOSCA旨在製定一套藍圖拓撲編排標準規範，通（tōng）過使用統一標準來描（miáo）述雲平台上應用的（de）拓撲結構。TOSCA有以下一（yī）些優點：

但（dàn）是，TOSCA也（yě）有一些缺點，例如：

TOSCA的主要（yào）概念包括兩個（gè）要素（sù）：節點（Node）和關係（Relationship）。TOSCA規範定義了一（yī）係列（liè）原（yuán）生的節點類型（Node Types），用於表示雲應（yīng）用中的不同組（zǔ）件和功能。TOSCA規範中定義了一些原生節點類型，這些原生的節點類型提供了一種（zhǒng）描述雲資源中不同類型組件屬性和（hé）行為的方式，便於進行模板編寫和雲資源管理。通過使用和派生這些節點類型，可以更加方便和（hé）標準化地描述和管理雲資源中的各個組件。

Terraform是（shì）由HashiCorp開發的開源工具，旨在管理雲基礎架構。它采用聲明式編程風格，使用戶能夠編寫基（jī）礎架構模板，以描述需要部署的所有資源及其相互關係。這樣的模板描（miáo）述方式允許用戶以可重複、可（kě）維護的方式定義（yì）和管理雲基礎架構，確保資源的一（yī）致性和可擴展性（xìng）。

Terraform通過描述文件進行直接實施部署，即通過定義Terraform的描述文件（.tf文件），可以將其發送給Terraform服務進行（háng）執行（terraform apply），從而（ér）與雲平（píng）台進行無縫對（duì）接，實現對描（miáo）述文件中所定義的資源進行部署和開通。這種方式能夠簡化（huà）和自動化雲資（zī）源的管理（lǐ）過（guò）程，使得部署和配置變得更（gèng）加高效和可靠。

它具有以（yǐ）下優點：

但（dàn）是，Terraform也存（cún）在一些（xiē）缺點：

目前，Terraform已經得到了多個雲平台的支（zhī）持，包括公有雲、專有雲、Docker、Kubernetes。通過Terraform的統一（yī）管理，用（yòng）戶能夠在多個雲平台和基礎設施（shī）上進行資源的配置和部署，實現跨平台、跨服務商（shāng）的自動化管理。

在實際（jì）應用中，TOSCA和Terraform在不同場景（jǐng）下（xià）發揮著各自的（de）作用。TOSCA主要適用於管理和（hé）編排雲原生應用程序，而Terraform則更適用（yòng）於管理更底層的基礎架構（gòu）。以下是兩種工具常見的應用場景：

在實際應用中，TOSCA和Terraform可以分（fèn）別應用於不同的資源編排場景。由於TOSCA和Terraform各自具有優（yōu）勢和劣勢，可以將（jiāng）它們的長處結合起來形成更優（yōu）的解決（jué）方案。例如，TOSCA在藍圖編排方麵表現出色（sè），可以利用（yòng）其（qí）優勢為多雲資源編排提供標準化的藍圖編排規範（fàn），實現跨平台的編排（pái）。而Terraform則擁有豐富（fù）的社區生（shēng）態和良好的雲平台對接模式，可以快（kuài）速（sù）與不同的雲平台進行（háng）集成。

主要思路是采用TOSCA進行藍圖設計模（mó）式，通過藍圖編（biān）排將業務所需的雲產品組件組織成符（fú）合TOSCA 1.3 YAML規範的藍圖模板。然後，將該模板轉換為符合Terraform實施描述文件（jiàn）的統一（yī）格式，以便進行實施。具體架構如下所示（shì）：

第一步：首先根據TOSCA規範定義雲產品組件，並進行藍圖編排，以（yǐ）生成符合TOSCA規範的藍圖描述（shù）文件（YAML格式）。

第二步：利用配置轉（zhuǎn）換器，將TOSCA描述文件轉換為Terraform描述文件。可以借助報文轉換器等工具來進行此（cǐ）轉換，具體細節不再詳述。

第三步：利用Terraform描述文件和Terraform服務進行雲產品的編排和實施部署。

下麵將通過一個實操（cāo）來（lái）簡要描述如何利用TOSCA藍圖編排並使（shǐ）用Terraform進行開通操作。假設需要部署一個 web 網站，該網站（zhàn）依賴三個雲資源：虛（xū）擬專有網絡（VPC）、虛（xū）擬交換機（VSwitch）和雲服務（wù）器（ECS）。案例將模擬在阿裏雲杭州（zhōu）節點上進行這三個虛擬產（chǎn）品的實（shí）施部署，其中 ECS 將部署在 VSwitch 下方（fāng），而 VSwitch 的網絡分配依賴於 VPC。

在過去的情況下，可能需要先在阿（ā）裏雲上開通 VPC，然後在 VPC 上創建一個 VSwitch，並最後創建一個 ECS。簡單來（lái）說，這需要三個單獨的實（shí）施部署操作。

通過資源編排的方式，可以將 VPC、VSwitch 和 ECS 編排在一個藍圖拓撲描述文（wén）件中，遵循 TOSCA 規（guī）範。然後，可以將這個藍圖（tú）描述（shù）文件轉換為 Terraform 的描述文件，以實現統一的開通操作。這樣一來，就可以通過資（zī）源編排來（lái）簡化整個部署過程，實（shí）現快速而一致的雲資（zī）源開通。

根據需求背景（jǐng），使用可視化（huà）的藍圖設計工具（或手動編（biān）排拓撲文件，或使用基於TOSCA的開（kāi）源編排工具，例如Cloudify），編排出符合TOSCA規範（fàn）的藍圖描述文件，如（rú）下（xià）所示：

該描述文件定義了一個包（bāo）含VPC、VSwitch網絡關係的ECS（Elastic Compute Service）規範，其中包括三個自定義雲資源節點類型：

其中，組（zǔ）件定義的屬性可以作為用戶填（tián）寫，如果有其他（tā）需要輸入屬性，也可在該節點增加。在relationships節點上，描述（shù）了三者的關係（xì）和互相依賴前提（tí）。

該描（miáo）述文件采用（yòng）YAML格式，其中節點描（miáo）述繼承了TOSCA規範的派生節（jiē）點，後（hòu）續可（kě）以不斷擴展與繼（jì）承。描述文件簡（jiǎn）單通過節點（diǎn）和關係來描述藍圖拓撲的節點、屬性和關聯關係，使其具有（yǒu）較高的通用性。

將TOSCA規範描述文件轉（zhuǎn）換為（wéi）Terraform描述文（wén）件目前（qián）沒有現成開源解決方案。因此，需自研定製化接口進行轉換。當然，TOSCA規範也支持（chí）自定義接口實現，以調用其他開源組件（jiàn）進行開通操作。

下麵是通過轉換工具生成（chéng）的Terraform描述文件main.tf的示例（lì）：

在這裏需要介紹（shào）的是，Terraform核心文件包括兩個部分。首先是編排執行文件，其（qí）文件後綴名采用tf（在本案例（lì）中為main.tf）。該文件用於定（dìng）義和執（zhí）行資源編排的操作。其次（cì）是本地（dì）狀態文（wén）件，其文件後（hòu）綴名采用tfstate。本地狀態文（wén）件用於記錄當（dāng）前資（zī）源的狀態和配置信息。

在tf文件中，可以觀察到以下幾個節點，將對它們進行簡單介紹：

準備好了Terraform描述文件後，可以通過（guò）Terraform服務進（jìn）行執行。Terraform的執行過程主要包括三個關鍵步驟：init、plan和apply。

(1) terraform init：這（zhè）一步是進行provider的初始化。在本案例中，我們描（miáo）述了對接阿裏公有雲且使用（yòng）1.204.1版本的情況（kuàng）。由於在此之前沒有進行提前下載，因此在執行該命令時，Terraform將自動進行（háng）下載。以（yǐ）下是示例輸出：

(2)  terraform plan: 這一步用於（yú）檢查main.tf中的邏輯是否合理，並且可以在plan執行日誌中查看將（jiāng）要進行的（de）資源狀態（tài）變更情況。根據（jù）案例的執行日誌可以看到terraform根據模板計劃新增（zēng）了4個（gè）實例（Plan: 4 to add, 0 to change, 0 to destroy）。執行該命（mìng）令後的（de）輸出如下所示：

(3) terraform apply：通過使用terraform apply命令，可以執行實施部署。如果需要傳遞參數（shù），可以通過apply命令進行傳遞，例如AK/SK等敏感信息不適合明文寫入文件中，這裏隻是（shì）為了演示方（fāng）便。執（zhí）行（háng）該命（mìng）令後，可以觀察（chá）到terraform已根據描述（shù）文件中的關聯關係自動推算（suàn）出實施（shī）部署雲產品的依（yī）賴順序。這也是terraform的一個重要優勢，在混合雲編排場景中（zhōng），各種雲產品之間的相互依賴以及執行順（shùn）序的複雜（zá）分析都可（kě）以通（tōng）過terraform直接解（jiě）決。以下是具體的執行日誌：

(4) 實施成功後，可以在阿裏公有雲上看到已部署的產（chǎn）品。如下圖所示，可（kě）以看到ECS ID為（wéi）i-bp11o38dc5haho1667hc已成功部署在阿裏公有雲上。這（zhè）證明實（shí）施操作已經順利完成：

(5) 到目前為止（zhǐ），已成（chéng）功實現了藍圖（tú）式自動化部署。基於這（zhè）種模式，企業可以在多雲產品規劃方麵進行上層業務封裝。最終，企業能夠（gòu）實現資（zī）源編排、應用編排、自動（dòng）化部（bù）署以及雲解決方案自動化開通等（děng）各種場景需（xū）求。這（zhè）為企業提供了（le）更（gèng）高效和自動化的雲部（bù）署解決方（fāng）案。