文章段落
一、Terraform 簡介
在現代 DevOps 團隊中，基礎設施即程式碼（Infrastructure as Code, IaC）已經成為不可或缺的一環。而提到 IaC 工具，Terraform 絕對是開發者們的首選之一。這款由 HashiCorp 開發的開源工具，不僅功能強大，更是以簡單易用的設計受到廣泛歡迎。
為什麼選擇 Terraform？
Terraform 之所以受到熱烈追捧，主要歸功於以下三大特點：
1. 多雲支援，靈活無縫
Terraform 支援多種主流雲端服務供應商，包括 AWS、Azure、Google Cloud 等。不僅如此，它還能跨多個平台進行整合，實現真正的多雲管理，為企業提供極大的彈性。
2. 簡潔明瞭的語法設計
Terraform 使用的是 HashiCorp Configuration Language（HCL），這是一種直觀的宣告式語言。相比傳統的腳本式工具，HCL 不僅易學易用，還能讓配置檔案更具可讀性，方便團隊協作。
3. 狀態管理，確保一致性
Terraform 內建的狀態管理功能，可以追蹤基礎設施的現況，確保所有變更都能被完整記錄和同步。這不僅提升了基礎設施的一致性，也大大降低了人為錯誤的風險。
二、Terraform 核心概念介紹 :
在使用 Terraform 的時候，需要先理解它的核心概念是成功管理基礎設施的關鍵。接下來我們將帶著您了解 Terraform 的幾個核心概念：Provider、Resources 和 State，這三個概念是 Terraform 在運作時的必要基礎。
Provider
Terraform 使用 Provider plugin 來支持與不同雲端平台或基礎設施的整合。每個 Provider plugin 負責與特定的雲平台（如 AWS、Google Cloud、Azure）或是其他基礎設施進行通信，執行資源的創建、管理與刪除操作。
Provider 的特點與用途
- Provider 是 Terraform 與外部平台交互的核心組件。
- 它封裝了與目標平台的 API 或 SDK 的通信邏輯，讓我們只需要專注於撰寫配置檔案。
- 在使用 Provider 之前，需要進行初始化（terraform init）並提供必要的憑證。
以 Google Cloud Provider 為設定範例：
- project ：
Project 是 Google Cloud 管理資源的最小單位，這邊要填入的是要進行操作的 Google Cloud 專案，需要填入 Project ID。 - region ：
所指的是我們的資源需要佈署的地理區域/機房，以上方截圖為例，asia-east1 指的是 Google Cloud 台灣機房，若要指定佈署在其他區域，可以參考官方說明。
這個 provider 區塊定義了 Terraform 與 GCP 的互動，是 Terraform 創建資源時的必要前置要件：
- 連接到指定的 GCP 專案 (範例中為 linen-team-442506-r7)
- 在指定的區域 (asia-east1) 中創建與管理資源
關於 Provider 的更多資訊可以參考此篇官方文件。
Resources
Resources 是 Terraform 說明建置資源的區塊，用來描述具體的基礎設施。無論是創建虛擬機器、配置網絡，還是設置存儲資源，都是通過 Resources 進行定義。
Resources 的特點
- 資源是 Terraform 配置的核心，描述了要建立的基礎設施屬性和期望狀態。
- 每個資源都對應特定的 Provider plug-in，並由該 plug-in 負責具體執行。
- 資源之間會自動建立依賴關係，Terraform 會盡量確保它們按照正確順序進行創建或修改。
以下使用 Terraform 配置 Google Cloud – Compute Engine 虛擬機器的範例：
- “google_compute_instance”：
- 要佈署的是 GCP Compute Engine 虛擬機器服務
- Terraform 會根據這個設定在 GCP 中創建一台 VM
- “vm_instance”：
- 這是 Terraform 內部的資源名稱，可以用來引用這個 VM 資源
- 例如在配置文件中，如果需要引用這台 VM，可以使用 google_compute_instance.vm_instance
參數解析
- name = “example-instance”
- 設定 VM 的名稱為 “example-instance”。
- 這個名稱會在 GCP 的 Compute Engine 控制台中顯示。
- machine_type = “e2-medium”
- 指定 VM 的機器類型為 “e2-medium”。
- e2-medium 提供 2 個 vCPU 和 4 GB RAM。
- GCP 提供各種機器類型，客戶可以根據需求選擇合適的規格。
- zone = “asia-east1-a”
- 指定 VM 部署的可用區域 (Zone) 為 “asia-east1-a”，即台灣機房的可用區 a。
- Zone 是區域 (Region) 中的子單位，例如 asia-east1 下有 asia-east1-a、asia-east1-b 等。
boot_disk 區塊
boot_disk {
initialize_params {
image = “debian-cloud/debian-11”
}
}
- boot_disk：
- 定義 VM 的啟動磁碟。
- 每個 VM 都必須要有一個啟動磁碟來存放操作系統。
- initialize_params：
- 初始化啟動磁碟的參數。
- image：
- 指定磁碟的作業系統映像為 Debian 11。
- “debian-cloud/debian-11” 是 GCP 官方提供的 Debian 映像。
network_interface 區塊
network_interface {
network = “default”
}
- network_interface：
- 定義 VM 的網路介面。
- 每個 VM 至少需要一個網路介面來連接到網路。
- network = “default”：
- 將 VM 放置在 GCP 預設的 VPC 網路 (default) 中。
關於更多可設定的屬性可以參考此篇官方文件。
State
Terraform 使用 State（狀態檔） 來追蹤基礎設施的當前狀態，這樣做可以確保操作的一致性並避免重複操作。狀態檔是 Terraform 核心運作流程中不可或缺的一部分。
State 的作用
- 追蹤現有資源：記錄哪些資源已被 Terraform 管理，並儲存它們的屬性（例如 ID、名稱、位置等）。
- 執行變更計畫：比較狀態檔中的現有資源狀態與配置檔案中的期望狀態，生成變更計畫。
- 避免重複操作：確保 Terraform 不會因為缺乏資訊而重複創建資源或意外刪除現有資源。
狀態檔的格式
狀態檔是一個 JSON 格式的檔案，並命名為 terraform.tfstate。默認情況下，Terraform 會將狀態檔案儲存在當前目錄的 terraform.tfstate 文件中。
以文章中範例的 network_interface 來舉例，它紀錄了機器放置在 default VPC 裡面的 default subnet ， ip 位置為 10.140.15.75，至於其餘留空的屬性則是因為我們的 VM 配置並沒有設定這些欄位，GCP 會幫我們依據預設值進行處理。
關於 State 的更多資訊可以參考此篇官方文件。
三、使用 Terraform 在 Google Cloud 建立第一台虛擬機器
在了解上述 Terraform 核心概念後，接下來我們會以 Google Cloud Shell 作為工作環境使用 Terraform code 來進行建立。由於 Cloud Shell 已經內建了許多工具，可以直接使用 Google Cloud 專案內帳號的權限進行驗證，因此用戶不需要額外進行憑證設置或安裝，只需要專注於在 Terraform 的配置與部署。透過以下五個簡單步驟，就能完成快速完成部署：
步驟 1：建立 main.tf 檔案
主要功能
在 Terraform 中，main.tf 會用來定義基礎設施資源和配置。這個檔案通常是 Terraform 配置的核心，即前述的核心區塊，日後也可以再結合其他檔案（如 variables.tf、outputs.tf）來做使用。
步驟 2：初始化工作環境 – terraform init
terraform init 這個指令的作用是準備 Terraform 運行所需的環境。
主要功能
1. 下載 Provider plug-in：
Terraform 會根據配置檔案中定義的 Provider，從官方模組倉庫下載所需的 plug-in。例如：配置檔案內如果指定 Google Cloud，Terraform 就會下載 Google Cloud Provider plug-in。
2. 驗證配置檔案：
Terraform 會檢查配置檔案的語法和結構是否正確，確保環境初始化時不會出現問題。
步驟 3：生成變更計畫 – terraform plan
terraform plan 用於分析配置檔案，並生成一個詳細的「執行計畫」，幫助使用者預覽 Terraform 即將執行的操作。
主要功能
1. 比較狀態檔與配置檔案
Terraform 會將現有的狀態（State）與配置檔案中的目標狀態進行比對，找出需要變更的資源。
2. 生成差異清單
顯示需要新增（Add）、修改（Change）或刪除（Destroy）的資源清單，讓使用者了解變更會帶來的影響。
3. 模擬執行效果
plan 會模擬整個執行過程，但不會實際對基礎設施進行任何更動。
步驟 4：套用變更 – terraform apply
terraform apply 是實際執行計畫的指令，會根據 plan 中定義的內容，對基礎設施進行變更。
主要功能
1. 根據計畫進行操作
Terraform 會執行計畫，新增、修改或刪除資源，確保基礎設施達到配置檔案中定義的狀態
2. 更新狀態檔
執行完成後，Terraform 會自動更新 terraform.tfstate 檔案，記錄最新的基礎設施狀態
3. 交互式確認
默認情況下，執行 apply 時需要手動輸入 yes 來確認變更
步驟 5：確認資源
接著我們就可以前往 Google Cloud console 查看我們建立出來的資源。
結論
簡單來說，Terraform 是一款能夠幫助開發者使用程式碼來定義、部署及管理雲端資源的工具。無論是建立虛擬機器、配置網路，還是管理容器編排集群，Terraform 都能輕鬆勝任。而且，它採用了宣告式的配置方式，只需要定義「想要的結果」，Terraform 就能自動完成相關部署，讓基礎設施管理變得更高效。
