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Terraform 從零開始 - 實戰Lab打造GCP雲端自動化架構系列 第 15 篇

Day 15 — Terraform基礎 — Backend 遠端狀態後台的概念與使用

15th鐵人賽 gcp iac devops terraform
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文章目標：說明 Terraform 的後端設定，以及如何選擇和配置後端來管理狀態。

Day 15 — Terraform基礎 — Backend 的概念與使用

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1. Backend 遠端狀態後台

Backend 遠端狀態後台介紹

Terraform 會使用一個遠端狀態後台（Remote State Backend）來存儲和共享 Terraform 的狀態信息。這有助於團隊合作、安全性、可追蹤性和管理 Terraform 代碼的版本控制。

說得這樣複雜，其實Backend 遠端狀態後台它本質就是一個戰情中心，所有的狀態都會到這個地方做交換，同時將訊息做同步，幫助我們控制架構的情況，而不是將狀態存在本地端。

Terraform Backend 遠端狀態後台 — 戰情中心 (圖片來源：freepik)

Backend 遠端狀態後台概念與實作

  1. 概念：Backend 是指遠端狀態後台，用於儲存 Terraform 配置的狀態，使多個開發人員可以協同編輯配置。

  2. 用途：Terraform 會將狀態文件存儲在遠端位置，例如 AWS S3、GCP Storage 或 HashiCorp Consul 等，以協調多個開發人員對同一基礎設施進行更改。

  3. 常見Backend類型：AWS S3、GCP Storage、Azure Blob、HashiCorp Consul、HashiCorp Terraform Cloud 等。

  4. 配置方式：可以在 Terraform 配置文件中定義 Backend，也可以使用命令行參數或環境變數指定 Backend。

Terraform Backend 遠端狀態後台配置

Terraform Backend（遠端狀態後台）- GCS 狀態存儲 Backend

2. 實際Terraform操作

任務目標

  1. 使用GCP的cloud shell環境，來執行terraform (沒有使用過請參閱Terraform 工作流程)

  2. 產生一個GCS存儲服務作為狀態後台 state backend

  3. 在部署一個新的GCS存儲服務，並將狀態存在狀態後台 state backend

啟動cloud shell並輸入代碼

創建專案以後，右上角先啟動cloud shell，並選擇使用vscode 編輯器開啟新頁面。

啟動cloud shell

新建或開啟main.tf的檔案

進入vscode 編輯器後，新建或開啟main.tf的檔案，並複製下列程式碼到視窗中，我們要利用這些程式碼練習，可以先輸入練習後，再來回來看代表的意義。

範例程式碼：產生一個GCS存儲服務作為狀態後台 state backend

可以到下方的github連結中，下載對應的參考程式碼

  1. Terraform-from-zero-to-hero-10-Lab-GCP-Infrastucture-as-Code

  2. Day 15 — Terraform基礎 — Backend 遠端狀態後台的概念與使用

這邊建議直接下載github連結的整個檔案來練習，首先按照下列步驟

  1. 先進入state-bucket 資料夾產生遠端的gcs作為backend
cd state-bucket
terraform init
terraform apply -auto-approve

or 快捷部署

tf init
tfd
  1. 回到原先路徑，部署新的 bucket
cd ..
terraform init
terraform apply -auto-approve

or 快捷部署

tf init
tfd
  1. 觀察GCS檔案是否產生state.json檔案

Terraform Backend（遠端狀態後台）- GCS 狀態存儲 Backend

3. 詳細說明state-bucket的產生方式

首先創建一個state-bucket的資料夾，裡面包含三個檔案，分別是 0-provider.tf, 1-variables.tf, 2-main.tf，我們會在裡面創建GCS作為state-bucket，以供後續的部署使用

0-provider.tf,

##################################################################################
# CONFIGURATION
##################################################################################
terraform {
  # 指定 terraform 的最小版本
  required_version = ">=1.0"
  required_providers {
    # provider 中的最小版本
    google = {
      source  = "hashicorp/google"
      version = ">= 4.40.0"
    }
  }
}

##################################################################################
# PROVIDERS
##################################################################################
provider "google" {
  # your project name
  project = "terraform101-384507"
}

這個檔案主要用於配置 Terraform 的提供者（provider），以確保 Terraform 可以正確地與 Google Cloud Platform（GCP）進行交互。

  • terraform ：這個區塊設定了 Terraform 的版本要求，確保使用的版本符合最低要求大於4.40.0版本。同時，它也定義了所需的提供者和版本。

  • provider "google" ：這個區塊指定了要使用的 GCP 提供，指定了 GCP 專案 ID（由 var. GCP_PROJECT 變數提供）。

1-variables.tf

variable "GCP_PROJECT" {
  description = "GCP Project ID"
  type        = string
  default     = "terraform101-384507"
}

variable "gcs_name" {
  type    = string
  default = "terraform-101-state-bucket"
}

variable "location" {
  type    = string
  default = "asia-east1"
}

這個檔案用於定義 Terraform 使用的變數，以實現更高度的可配置性和重用性。

  • variable "GCP_PROJECT"：這是 GCP 專案 ID 的變數，它描述了 GCP 專案的 ID。它的預設值是 "terraform101-384507"，但可以在使用時指定不同的值。

  • variable "location"：這是定義網路服務所在位置（地區）的變數。

  • variable "gcs_name"：這是用於定義 Google Cloud Storage 名稱的變數。

2-main.tf

resource "google_storage_bucket" "quick_start_gcs" {
  name          = var.gcs_name
  location      = var.location
  force_destroy = true
}

這個檔案的用途是定義和配置一個 Google Cloud Storage 存儲資源(Google Storage Bucket)：

  • name：terraform-101-state-bucket 是這個資源的名稱，用於在 Terraform 配置中識別和引用這個存儲資源實例。。

  • location：通過變數 var.location，你可以指定存儲資源的位置，這表示存儲資源存放的地理位置。

  • force_destroy：表示當你刪除 Terraform 資源時，即使存儲資源中有數據，也將強制刪除存儲資源。。

最後執行 terraform apply -auto-approve來部署對應的資源到雲端架構上，就可以得到下列的結果。

terraform apply -auto-approve

Google Cloud Storage 存儲資源作為 state-bucket (1/2)

Google Cloud Storage 存儲資源作為 state-bucket (2/2)

Terraform tip：可以利用下列的 Terraform tip，來增進部署效率。

  1. 打開終端機中的 .bashrc or .zshrc 檔案

  2. 在文件最下方加入下列指令

  3. 執行 source ~/.zshrc 或是 source ~/.bashrc 讓下面的 alias 快捷鍵生效

alias tf="terraform"
alias tfv="terraform validate"
alias tfdp="terraform apply -auto-approve plan.out"
alias tfd="terraform apply -auto-approve"
alias tfr="terraform destroy -auto-approve"
alias tfp="terraform plan -out plan.out"

4. 詳細說明如何引用state-bucket作為狀態後台，進行terraform部署

在state-bucket的資料夾外層創建四個檔案，分別是創建四個檔案，分別是 0-provider.tf, 1-variables.tf, 2-main.tf, 3-output.tf，我們會利用剛剛創建GCS得作為狀態後台state backend，來實際的練習。

跟之前的練習非常相似，此處0-provider.tf的backend設定是最大的不同點。

0-provider.tf,

##################################################################################
# CONFIGURATION
##################################################################################
terraform {
  # 指定 terraform 的最小版本
  required_version = ">=1.0"
  required_providers {
    # provider 中的最小版本
    google = {
      source  = "hashicorp/google"
      version = ">= 4.40.0"
    }
  }
}

##################################################################################
# PROVIDERS
##################################################################################
provider "google" {
  # your project name
  project = "terraform101-384507"
}

##################################################################################
# Backend
##################################################################################
terraform {
  backend "gcs" {
    bucket = "terraform-101-state-bucket"
    prefix = "terraform/state"
  }
}

這個檔案主要用於配置 Terraform 的提供者（provider），以確保 Terraform 可以正確地與 Google Cloud Platform（GCP）進行交互。

  • terraform ：這個區塊設定了 Terraform 的版本要求，確保使用的版本符合最低要求大於4.40.0版本。同時，它也定義了所需的提供者和版本。

  • provider "google" ：這個區塊指定了要使用的 GCP 提供，指定了 GCP 專案 ID（由 var. GCP_PROJECT 變數提供）。

  • backend "gcs"：這是Terraform使用GCS作為後端的配置。bucket：這個參數指定了用於存儲Terraform狀態文件（state file）的GCS存儲名稱。在這個例子中，存儲資源名稱是 "terraform-101-state-bucket"。這個存儲資源應該提前在Google Cloud中創建。
    prefix：這個參數指定了Terraform狀態文件的存儲路徑（prefix），在這個例子中，狀態文件將存儲在 "terraform/state" 目錄下。這個路徑可以根據項目的需要進行自定義，通常用於區分不同的Terraform項目。

1-variables.tf

variable "GCP_PROJECT" {
  description = "GCP Project ID"
  type        = string
  default     = "terraform101-384507"
}

variable "gcs_name" {
  type    = string
  default = "quick-start-gcs-bucket-state"
}

variable "location" {
  type    = string
  default = "asia-east1"
}

這個檔案用於定義 Terraform 使用的變數，以實現更高度的可配置性和重用性。

  • variable "GCP_PROJECT"：這是 GCP 專案 ID 的變數，它描述了 GCP 專案的 ID。它的預設值是 "terraform101-384507"，但可以在使用時指定不同的值。

  • variable "location"：這是定義網路服務所在位置（地區）的變數。

  • variable "gcs_name"：這是用於定義 Google Cloud Storage 名稱的變數，此處我們使用 quick-start-gcs-bucket-state 來做對應的區分。

2-main.tf

resource "google_storage_bucket" "quick_start_gcs" {
  name          = var.gcs_name
  location      = var.location
  force_destroy = true
}

這個檔案的用途是定義和配置一個 Google Cloud Storage 存儲資源(Google Storage Bucket)：

  • name：terraform-101-state-bucket 是這個資源的名稱，用於在 Terraform 配置中識別和引用這個存儲資源實例。。

  • location：通過變數 var.location，你可以指定存儲資源的位置，這表示存儲資源存放的地理位置。

  • force_destroy：表示當你刪除 Terraform 資源時，即使存儲資源中有數據，也將強制刪除存儲資源。

3-output.tf

output "bucket_name" {
  value = google_storage_bucket.quick-start-gcs.name
}

output "bucket_location" {
  value = google_storage_bucket.quick-start-gcs.location
}

這兩個 Terraform 輸出使你能夠取得已經建立的 Google Cloud Storage 存儲資源的名稱和位置，以便在需要時可以在其他 Terraform 模塊、外部工具或文件中使用這些信息

  • bucket_name：通過 value 欄位設置，它將等於 Terraform 資源 google_storage_bucket.quick-start-gcs 的名稱 (name)。這允許你在部署後輕鬆地檢索存儲資源的名稱，以便在其他 Terraform 代碼或外部應用程序中使用。

  • bucket_location：通過 value 欄位設置，它將等於 Terraform 資源 google_storage_bucket.quick-start-gcs 的位置 (location)。
    這允許你在部署後輕鬆地檢索存儲資源的位置，以便了解存儲資源在 Google Cloud 中的地理位置信息。

最後執行 terraform apply -auto-approve來部署對應的資源到雲端架構上，就可以得到下列的結果。

terraform apply -auto-approve

引用state-bucket作為狀態後台，進行terraform部署

引用state-bucket作為狀態後台，進行terraform部署第二個GCS成功

terraform部署第二個GCS成功，查看狀態檔案

terraform部署遠端狀態檔案 state.json

5. 總結 Summary

  1. Backend 遠端狀態後台介紹：介紹了Terraform 使用遠端狀態後台來存儲和共享 Terraform 的狀態信息的重要性。它可以作為一個中央控制點，幫助團隊協作、確保安全性、可追蹤性，並有效地管理 Terraform 代碼的版本控制。

  2. Backend 遠端狀態後台概念與實作：遠端狀態後台（Backend），它是用於儲存 Terraform 配置的狀態的遠端位置，以便多個開發人員可以協同工作。常見的後端類型，如 AWS S3、GCP Storage、Azure Blob、HashiCorp Consul、HashiCorp Terraform Cloud 等。配置後端的方式，可以在 Terraform 配置文件中定義，也可以使用命令行參數或環境變數指定。

  3. 實際Terraform操作：提供了一個實際的操作示例，使用 Google Cloud Shell 環境來創建 GCS 存儲服務作為狀態後台 state backend。包括初始化 Terraform、創建存儲服務、觀察狀態文件等。

  4. 詳細說明state-bucket的產生方式：解釋如何創建 Google Cloud Storage 存儲資源，並使用變數來實現配置的可配置性。展示如何使用Google Cloud Storage作為 Terraform 記錄狀態檔案的方式與配置文件。

  5. 詳細說明如何引用state-bucket作為狀態後台：介紹了如何在 Terraform 配置中引用 GCS 存儲資源作為狀態後台。展示如何設置 Terraform 的提供者和後端，以將狀態文件存儲在 GCS 中。。

6. 相關連結

  1. Terraform-from-zero-to-hero-10-Lab-GCP-Infrastucture-as-Code — https://github.com/qwedsazxc78/Terraform-from-zero-to-hero-10-Lab-GCP-Infrastucture-as-Code

  2. Terraform-project-best-practice — https://github.com/qwedsazxc78/terraform-project-best-practice

  3. 歡迎訂閱我的udemy課程：Terraform 從零開始 - 10+實戰Lab打造GCP雲端自動化架構課程 - https://devops-with-alex.com/go/terraform


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