[論文レビュー] Terraform -- Automating Infrastructure as a Service

Michael Howard|arXiv (Cornell University)|May 21, 2022

Software System Performance and Reliability被引用数 9

ひとこと要約

この論文では、HashiCorp Configuration Language (HCL) で記述された人間が読みやすい設定ファイルを通じて、クラウドおよびオンプレミスのインfraストラクチャを宣言的でバージョン管理可能な方法でプロビジョニングできる Infrastructure as Code (IaC) ツールであるTerraformを提示する。プロバイダープラグインを介してインフラストラクチャ定義と実装を分離することにより、Terraformは複数のクラウドプロバイダ間でポータブルで、同一性保証可能で、監査可能なインフラストラクチャ管理を可能にし、人的ミスを低減するとともに、インフラストラクチャライフサイクル管理におけるDevOpsのベストプラクティスを実現する。

ABSTRACT

Developing a software service requires a strict software development life cycle and process. This process demands controlling all application code through source control management as well as a rigorous versioning and branching strategy. However, the platform and infrastructure also benefit from this rigor. Software services must be deployed to a target run time environment and provisioning that environment through manual user actions is tedious and error-prone. Provisioning manually also becomes prohibitive as the number of resources grow and spread globally over multiple regions. The answer is to apply the same rigor to provisioning the infrastructure as applied to developing the application software. Terraform provides a platform allowing infrastructure resources to be defined in code. This code not only allows the automation of the infrastructure provisioning but also allows for a strict development and review life cycle, same as the application software.

研究の動機と目的

• クラウド環境における手動で行うインフラストラクチャのプロビジョニングの課題に対処すること。
• バージョン管理、ブランチ、コードレビューなどのソフトウェア開発のベストプラクティスをインフラストラクチャ管理に適用すること。
• 複数のクラウドプロバイダ間でポータブルで、同一性保証可能で、監査可能なインフラストラクチャのプロビジョニングを可能にすること。
• プロバイダープラグインによるインフラストラクチャAPIの抽象化を通じて、ベンダーロックインを低減すること。
• インフラストラクチャのプロビジョニングを、広範なDevOpsおよびCI/CDワークフローに統合すること。

提案手法

• HashiCorp Configuration Language (HCL) を用いた宣言的設定ファイルによるインフラストラクチャリソースの定義。
• 3段階のワークフロー（書く（構成を記述）、計画する（実行計画を生成）、適用する（インフラストラクチャプロバイダに対してアクションを実行））の使用。
• AWS、Azure、VMwareなどのクラウドプラットフォーム向けに、HCLリソースブロックをベンダ固有のAPI呼び出しに変換するプロバイダープラグインの活用。
• ローカルまたはリモートに保存されるステートファイルを維持し、現在のインフラストラクチャ状態を追跡することで、同一性保証可能な操作を実現。
• Cloud Development Kit (CDK) を介したハイレベル言語との統合により、複数言語でのインフラストラクチャ定義を可能にする。
• 目的とするインフラストラクチャ状態を指定する宣言的モデルの採用（到達手段の手順ではなく）。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複数のクラウドプロバイダ間でポータブルに保ちつつ、コードによるインフラストラクチャのプロビジョニングを自動化する方法は何か？
• RQ2 バージョン管理やコードレビューといったソフトウェア開発ライフサイクルの実践をインフラストラクチャ管理に適用することで得られる利点は何か？
• RQ3 宣言的設定言語がインフラストラクチャのプロビジョニングの信頼性および保守性をどのように向上させるか？
• RQ4 Terraformは、どれほどベンダーロックインを低減し、インフラストラクチャのポータビリティを向上できるか？
• RQ5 AWS CloudFormation や OpenStack Heat と比較して、Terraformのワークフローはマルチクラウド対応性および拡張性においてどのように異なるか？

主な発見

• TerraformはHCLで記述された宣言的設定ファイルを通じてインフラストラクチャのプロビジョニングを可能にし、インフラストラクチャコードのバージョン管理、同僚レビュー、自動テストを可能にする。
• 「書く、計画する、適用する」という3段階のワークフローにより、構成定義と実行を分離することで、安全で、予測可能で、監査可能なインフラストラクチャ変更が実現される。
• プロバイダープラグインにより、クラウドプロバイダ間の差異が抽象化され、AWS、Azure、VMware、その他のプラットフォーム間で一貫したインフラストラクチャ管理が可能になる。
• ステートファイルにより、現在のインフラストラクチャ状態を追跡し、更新時の意図しない変更を防ぐ同一性保証が実現される。
• TerraformのCloud Development Kit (CDK) への統合により、開発者は5つの主要なハイレベルプログラミング言語を用いてインフラストラクチャを定義でき、開発生産性が向上する。
• AWS CloudFormation や OpenStack Heat とは異なり、Terraformはマルチクラウドおよびハイブリッド環境をサポートしており、1つのクラウドプロバイダのエコシステムへの依存を低減する。