Infraestrutura na AWS com Terraform

Introdução

A implementação da arquitetura em nuvem utilizando o Terraform é um passo crucial para alcançar eficiência, escalabilidade e segurança no desenvolvimento e operação dos sistemas. O uso do Terraform para provisionar e gerenciar a infraestrutura na AWS (Amazon Web Services) assegura consistência e facilidade no manejo dos recursos. A integração de componentes-chave como um chatbot no WhatsApp, Interface Web Admin e o Turtlebot3, em um único sistema em nuvem, cria uma solução robusta e adaptável para atender às necessidades dinâmicas do projeto.

Benefícios

1. Eficiência Operacional : Redução de tempo e esforço no gerenciamento de infraestrutura.
2. Escalabilidade : Facilidade em escalar recursos conforme a demanda do sistema.
3. Segurança Reforçada : Melhor controle e segurança na infraestrutura.
4. Consistência : Redução de inconsistências e erros humanos.
5. Flexibilidade : Capacidade de adaptação rápida a novas necessidades e tecnologias.

Serviços da AWS

1. EC2 (Elastic Compute Cloud)
   • Descrição : Hospeda os servidores back-end e front-end da aplicação.
   • Benefícios : Oferece flexibilidade para escalar recursos e Elastic IP para endereços IP estáticos e confiáveis.
   • Terraform : Scripts para provisionamento e gerenciamento de instâncias EC2.
2. RDS (Relational Database Service)
   • Descrição : Gerencia o banco de dados.
   • Benefícios : Facilita operações como backup, recuperação e patching.
   • Terraform : Automatização da configuração e manutenção do RDS.
3. CloudWatch
   • Descrição : Monitoramento de desempenho e logs.
   • Benefícios : Permite análise em tempo real e troubleshooting.
   • Terraform : Integração para configuração de alertas e monitoramento.
4. VPC (Virtual Private Cloud)
   • Descrição : Isolamento e proteção da infraestrutura na nuvem.
   • Benefícios : Rede privada virtual segura na AWS.
   • Terraform : Scripts para criação e gerenciamento da VPC.
5. Elastic IP
   • Descrição : Endereços IP estáticos para instâncias EC2.
   • Benefícios : Facilita o gerenciamento de endereços IP e a comunicação com a internet.
   • Terraform : Provisionamento e associação de Elastic IPs às instâncias.
6. Security Group
   • Descrição : Define regras de segurança para controlar o tráfego para instâncias.
   • Benefícios : Garante segurança ao nível da rede.
   • Terraform : Definição e aplicação de políticas de segurança.

Configurações Chave no Terraform

Estes arquivos se encontram na pasta infrastructure do nosso repositório.

provider.tf e variables.tf

• Estrutura Fundamental: Estes arquivos estabelecem a base da nossa infraestrutura. provider.tf configura o acesso ao provedor AWS, essencial para todas as operações na nuvem. variables.tf define variáveis cruciais como a região da AWS, detalhes de sub-redes e zonas de disponibilidade, oferecendo flexibilidade e possibilitando a personalização da infraestrutura.

ec2.tf

• Máquinas Virtuais para Aplicações: Define detalhadamente as instâncias EC2, incluindo tipos de instâncias, configurações de AMI e chaves de acesso. Essas instâncias, como a chatbot_host, são vitais para executar o chatbot e outras aplicações, garantindo desempenho e disponibilidade.

network.tf

• Configuração de Rede Abrangente: Detalha a criação de gateways de internet, endereços IP elásticos e gateways NAT, fundamentais para a conectividade e acessibilidade externa. Essas configurações são cruciais para o funcionamento ininterrupto das aplicações hospedadas.

security_group.tf

• Segurança Reforçada: Especifica grupos de segurança, estabelecendo regras detalhadas para o tráfego de entrada e saída. Isso é especialmente importante para proteger o banco de dados e outras instâncias, permitindo apenas tráfego autorizado e prevenindo acessos não desejados.

vpc.tf

• Isolamento e Gerenciamento de Rede: Explica a criação e configuração da VPC, incluindo detalhes sobre blocos CIDR, suporte a DNS e tags para identificação. A VPC serve como uma rede isolada dentro da AWS, crucial para segurança e organização eficiente dos recursos de rede.

elastic_ip.tf

• Estabilidade de Conexão com IPs Elásticos: Aloca endereços IP estáticos para instâncias críticas, garantindo que serviços essenciais, como o chatbot e a interface web, mantenham a conectividade constante, um aspecto vital para a confiabilidade do sistema.

elastic_container_registry.tf

• Gerenciamento Ágil de Contêineres: Cria e gerencia repositórios no AWS ECR, permitindo o armazenamento seguro e a gestão eficiente de imagens de contêineres. Essa configuração apoia a implantação rápida e flexível de aplicações, essencial para atualizações regulares e manutenção.

database.tf

• Armazenamento de Dados Centralizado e Seguro: Configura o ambiente de banco de dados na AWS, incluindo a definição de sub-redes e configurações de segurança. Detalha como o banco de dados é integrado ao sistema para armazenar informações do chatbot e outros dados essenciais.

Configurações de Chave da AWS

O terraform utiliza as credenciais da AWS para acessar e gerenciar os recursos na nuvem. Para garantir a segurança e proteção dos dados, as credenciais são armazenadas em um arquivo terraform.tfvars que não é versionado no GitHub. O arquivo terraform.tfvars é criado localmente e deve ser adicionado ao arquivo .gitignore para evitar que as credenciais sejam expostas publicamente. O arquivo terraform.tfvars deve ser criado no diretório infrastructure e deve conter as seguintes informações:

AWS_REGION = "us-east-1"
AWS_ACCESS_KEY_ID = "minhaChaveDeAcesso"
AWS_SECRET_ACCESS_KEY = "minhaChaveSecreta"
AWS_SESSION_TOKEN = "meuTokenDeSessao"

As credenciais podem ser obtidas no console da AWS. Para mais informações, consulte a documentação da AWS. Após a criação do arquivo terraform.tfvars, o Terraform pode ser inicializado e executado localmente ou no GitHub Actions passando as credenciais como variáveis de ambiente no arquivo variables.yml colocando no valor dafault.

Exemplo de Uso de Terraform

Uso Local

Instalação do Chocolatey

1. Abrir o PowerShell:

   • Execute o PowerShell como administrador.

2. Executar o Script de Instalação:

   • Copie e cole o seguinte comando:

     Set-ExecutionPolicy Bypass -Scope Process -Force; [System.Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol = [System.Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol -bor 3072; iex ((New-Object System.Net.WebClient).DownloadString('https://chocolatey.org/install.ps1'))

3. Verificar Instalação:

   • Após a conclusão, digite choco no PowerShell. Se a instalação estiver correta, você verá uma mensagem com a versão do Chocolatey.

Instalação do Terraform

1. Instalar Terraform via Chocolatey:

   • No PowerShell (como administrador), execute:

     choco install terraform

2. Verificar Instalação:

   • Para confirmar a instalação, digite terraform -version no PowerShell.

Execução de Scripts Terraform

1. Navegar até o Diretório do Projeto:

   • Use o comando cd infrastructure para navegar até o diretório onde os scripts do Terraform estão localizados.

2. Inicializar Terraform:

   • Execute terraform init para inicializar o Terraform no diretório.

3. Criar Plano de Execução:

   • Execute terraform plan para revisar as mudanças propostas.

4. Aplicar Configurações:

   • Para aplicar as configurações, execute terraform apply.

5. Confirmar Aplicação:

   • Quando solicitado, confirme a aplicação das configurações.

Uso do GitHub Actions

O grupo optou por utilizar o GitHub Actions para automatizar o processo de provisionamento e gerenciamento da infraestrutura na AWS. O GitHub Actions é um serviço de integração contínua (CI) e implantação contínua (CD) que permite a automação de tarefas de desenvolvimento de software. Dessa forma, podemos automatizar o processo de provisionamento e gerenciamento da infraestrutura na AWS, garantindo que as mudanças no código sejam refletidas na infraestrutura em nuvem. O GitHub Actions é integrado ao GitHub, o que facilita a configuração e execução de pipelines CI/CD.

O workflow "Terraform - Up Infrastructure" é projetado para ser executado no GitHub Actions. Ele automatiza a implementação de infraestrutura usando Terraform sempre que mudanças são feitas no diretório infrastructure na branch main do repositório.

Configuração do Workflow

1. Evento de Gatilho:

   • Push: O workflow é ativado por eventos de push na branch main que incluam alterações na pasta infrastructure/**.

2. Permissões:

   • contents: read: O workflow tem permissão de leitura do conteúdo do repositório.

Jobs

Os jobs são executados em paralelo, o que permite que o workflow seja executado de forma mais rápida e eficiente.

Ambiente de Execução

• runs-on: Ubuntu-latest.
• environment: Production.

Steps

1. Checkout

   • action: actions/checkout@v2.
   • descrição: Faz o checkout do código no runner.

2. Setup Terraform

   • action: hashicorp/setup-terraform@v1.
   • with:
     • cli_config_credentials_token: Utiliza um token armazenado em secrets.TF_API_TOKEN.
   • descrição: Configura o Terraform no ambiente do runner.

3. Terraform Init

   • run: cd infrastructure && terraform init.
   • descrição: Inicializa o Terraform no diretório infrastructure.

4. Check for Changes in 'infrastructure' folder

   • run: Script para verificar se houve mudanças na pasta infrastructure.
   • descrição: Determina se é necessário executar os comandos subsequentes do Terraform.

5. Terraform Plan e Terraform Apply

   • run: cd infrastructure && terraform plan -input=false -out=tfplan && terraform apply -auto-approve -input=false tfplan.
   • descrição: Executa terraform plan para criar um plano de execução e terraform apply para aplicar as mudanças na infraestrutura.

Funcionamento

Quando ocorre um push na branch main com mudanças na pasta infrastructure, o workflow é acionado. Ele executa uma série de passos, incluindo o setup do Terraform, inicialização, verificação de mudanças e, se necessário, a aplicação do plano Terraform para atualizar a infraestrutura na AWS.

Este fluxo de trabalho garante que as mudanças na infraestrutura sejam gerenciadas e aplicadas de maneira automatizada, eficiente e segura, seguindo as melhores práticas de IaC (Infraestrutura como Código) com o Terraform.

Teste de Pipeline CI/CD

A fim de testar o pipeline CI/CD, o grupo fez uma mudança no arquivo ec2.tf para adicionar uma nova instância EC2. O pipeline CI/CD foi acionado e executou com sucesso, atualizando a infraestrutura na AWS.

Conclusão

A realização dessas mudanças na nossa infraestrutura em nuvem traz uma série de benefícios imediatos e de longo prazo. A eficiência operacional é aprimorada pela automatização do provisionamento e gestão de recursos, reduzindo o risco de erros humanos e acelerando o processo de desenvolvimento. A escalabilidade da infraestrutura assegura que possamos crescer e adaptar nossos serviços conforme a demanda, enquanto a robusta configuração de segurança protege nossos dados e aplicações. Adicionalmente, a integração do chatbot, da interface web e do Turtlebot3 em uma infraestrutura coesa e bem gerenciada otimiza o fluxo de trabalho e a experiência do usuário. Em resumo, essa implementação não apenas atende às necessidades atuais do nosso projeto, mas também estabelece uma base sólida para o crescimento e inovação futuros.