GCP Cloud Deployment Manager 的模板模块化与版本控制

好的，各位观众老爷，各位技术大咖，各位深夜还在苦逼加班的码农们，大家好！我是你们的老朋友，人称“云端老司机”的阿布，今天咱们来聊聊 GCP Cloud Deployment Manager (CDM) 的一个重要话题：模板模块化与版本控制。

开场白：别让你的云端部署变成一团乱麻！

想象一下，你兴高采烈地准备在 GCP 上部署一套复杂的系统，满怀期待地敲下了几百行 YAML 代码，结果一运行，Duang！报错！仔细一看，原来是某个小配置写错了。改完之后，再次运行，Duang！又报错！…… 如此反复，你的头发越来越少，Bug 越来越多，最后你只能对着屏幕仰天长啸：“臣妾做不到啊！” 😱

别慌，这都是因为你没有好好利用 CDM 的模板模块化与版本控制。它们就像是你的云端部署的“瑞士军刀”和“时光机器”，帮你化繁为简，从容应对各种挑战。

第一部分：模板模块化：化繁为简的魔法

1. 为什么要模块化？

• 代码复用： 想象一下，你需要在多个项目中部署类似的基础设施，比如 VPC、子网、防火墙规则等等。如果没有模块化，你就需要在每个项目中都复制粘贴一遍代码，不仅效率低下，而且容易出错。有了模块化，你就可以将这些通用的基础设施定义成独立的模块，然后在多个项目中重复使用，就像搭积木一样方便。
• 提高可读性： 几百行甚至几千行的 YAML 代码，光是看着就让人头皮发麻。通过模块化，你可以将代码分解成多个小模块，每个模块负责一个特定的功能，这样代码结构更加清晰，易于理解和维护。
• 降低复杂度： 模块化可以将复杂的系统分解成多个简单的模块，每个模块都可以独立开发、测试和维护，降低了整体的复杂度，提高了开发效率。

2. CDM 模板模块化的实现方式

CDM 支持两种主要的模块化方式：

• Import 语句： 允许你将其他 YAML 文件导入到主模板中，就像 Python 中的 import 语句一样。
• 模板函数： 允许你定义可重用的代码块，并在模板中调用这些代码块，就像编程语言中的函数一样。

2.1 Import 语句：引入外部模块

Import 语句是最简单的模块化方式，它可以让你将其他 YAML 文件导入到主模板中。

语法：

imports:
- path: path/to/your/module.yaml
  name: module_name

• path: 指定要导入的 YAML 文件的路径。可以是本地路径，也可以是 Google Cloud Storage (GCS) 上的路径。
• name: 指定导入的模块的名称，用于在主模板中引用该模块。

示例：

假设你有一个名为 vpc.yaml 的文件，定义了一个 VPC 网络：

# vpc.yaml
resources:
- name: my-vpc
  type: compute.v1.network
  properties:
    name: my-vpc
    autoCreateSubnetworks: false

然后，你可以在主模板中使用 Import 语句导入 vpc.yaml：

# main.yaml
imports:
- path: vpc.yaml
  name: vpc_module

resources:
- name: my-instance
  type: compute.v1.instance
  properties:
    zone: us-central1-a
    machineType: zones/us-central1-a/machineTypes/n1-standard-1
    networkInterfaces:
    - network: projects/your-project-id/global/networks/my-vpc #引用vpc_module中定义的VPC
    disks:
    - deviceName: boot
      type: PERSISTENT
      boot: true
      autoDelete: true
      initializeParams:
        sourceImage: projects/debian-cloud/global/images/family/debian-11

注意：

• 在引用导入模块中定义的资源时，需要使用模块名作为前缀。例如，在上面的例子中，我们使用 projects/your-project-id/global/networks/my-vpc 引用了 vpc_module 中定义的 VPC。
• Import 语句支持相对路径和绝对路径。建议使用相对路径，因为这样可以提高模板的可移植性。

2.2 模板函数：定义可重用的代码块

模板函数允许你定义可重用的代码块，并在模板中调用这些代码块。模板函数使用 Jinja2 模板引擎的语法定义。

语法：

resources:
- name: your-resource
  type: your-resource-type
  properties:
    your-property: {{ your_function() }}

• {{ your_function() }}: 调用模板函数的语法。

示例：

假设你需要生成一个随机的字符串作为资源的名字。你可以定义一个模板函数来实现这个功能：

# main.yaml
resources:
- name: {{ generate_random_string() }}
  type: compute.v1.instance
  properties:
    zone: us-central1-a
    machineType: zones/us-central1-a/machineTypes/n1-standard-1
    networkInterfaces:
    - network: projects/your-project-id/global/networks/default
    disks:
    - deviceName: boot
      type: PERSISTENT
      boot: true
      autoDelete: true
      initializeParams:
        sourceImage: projects/debian-cloud/global/images/family/debian-11

jinja:
  generate_random_string: |
    import random
    import string
    def generate_random_string(length=8):
      characters = string.ascii_lowercase + string.digits
      return ''.join(random.choice(characters) for i in range(length))

注意：

• 模板函数使用 Jinja2 模板引擎的语法定义，需要使用 {{ }} 包裹。
• 模板函数可以在 jinja 部分定义，也可以在单独的文件中定义，然后使用 Import 语句导入。
• 模板函数可以接受参数，并在函数体内使用这些参数。

3. 模块化的最佳实践

• 遵循单一职责原则： 每个模块应该只负责一个特定的功能。
• 保持模块的独立性： 模块之间应该尽量减少依赖关系。
• 使用清晰的命名： 模块和资源的名字应该清晰易懂。
• 编写详细的文档： 为每个模块编写详细的文档，说明其功能、参数和使用方法。

第二部分：版本控制：让你的云端部署拥有后悔药

1. 为什么要进行版本控制？

• 追踪变更历史： 版本控制可以记录每次对模板的修改，让你清楚地了解模板是如何演变的。
• 回滚到之前的版本： 如果你对模板进行了修改，导致部署失败，你可以轻松地回滚到之前的版本，避免造成更大的损失。
• 协同开发： 版本控制允许多个开发人员同时修改模板，并合并他们的修改，提高开发效率。
• 审计和合规性： 版本控制可以提供审计日志，帮助你满足合规性要求。

2. CDM 与版本控制的集成

CDM 并没有内置的版本控制功能，但是它可以与常用的版本控制系统（例如 Git）集成。

2.1 使用 Git 进行版本控制

Git 是目前最流行的版本控制系统，它可以帮助你管理 CDM 模板的版本。

步骤：

1. 创建 Git 仓库： 在你的本地或者远程 Git 仓库中，创建一个新的仓库来存放 CDM 模板。
2. 初始化 Git 仓库： 在 CDM 模板的根目录下，运行 git init 命令来初始化 Git 仓库。
3. 添加文件到 Git 仓库： 使用 git add 命令将 CDM 模板文件添加到 Git 仓库。
4. 提交变更： 使用 git commit 命令提交变更，并编写清晰的提交信息。
5. 推送变更到远程仓库： 使用 git push 命令将本地仓库的变更推送到远程仓库。

2.2 使用 Google Cloud Source Repositories

Google Cloud Source Repositories 是 Google Cloud Platform 提供的私有 Git 仓库服务。它可以与 CDM 无缝集成，让你可以在 GCP 上方便地管理 CDM 模板的版本。

步骤：

1. 创建 Google Cloud Source Repository： 在 GCP Console 中创建一个新的 Google Cloud Source Repository。
2. 配置 Git 客户端： 配置你的 Git 客户端，使其可以访问 Google Cloud Source Repository。
3. 将 CDM 模板推送到 Google Cloud Source Repository： 使用 git push 命令将 CDM 模板推送到 Google Cloud Source Repository。

3. 版本控制的最佳实践

• 使用有意义的提交信息： 提交信息应该清晰地描述本次提交的变更内容。
• 频繁提交： 尽量频繁地提交变更，避免一次性提交大量的代码。
• 使用分支： 使用分支来隔离不同的功能开发和 Bug 修复，避免影响主分支的稳定性。
• 使用标签： 使用标签来标记重要的版本，例如发布版本。

第三部分：实战演练：构建一个可复用的 Web 服务器模板

为了更好地理解模板模块化与版本控制，我们来做一个实战演练：构建一个可复用的 Web 服务器模板。

1. 项目结构

web-server-template/
├── main.yaml  # 主模板
├── modules/
│   ├── network.yaml  # 定义 VPC 和子网
│   └── firewall.yaml  # 定义防火墙规则
├── README.md  # 说明文档

2. 代码实现

2.1 modules/network.yaml

# modules/network.yaml
resources:
- name: web-server-vpc
  type: compute.v1.network
  properties:
    name: web-server-vpc
    autoCreateSubnetworks: false

- name: web-server-subnet
  type: compute.v1.subnetwork
  properties:
    name: web-server-subnet
    network: $(ref.web-server-vpc.selfLink)
    region: us-central1
    ipCidrRange: 10.0.0.0/24

2.2 modules/firewall.yaml

# modules/firewall.yaml
resources:
- name: web-server-firewall
  type: compute.v1.firewall
  properties:
    name: web-server-firewall
    network: $(ref.web-server-vpc.selfLink)
    allowed:
    - IPProtocol: TCP
      ports:
      - '80'
      - '443'
    sourceRanges:
    - 0.0.0.0/0

2.3 main.yaml

# main.yaml
imports:
- path: modules/network.yaml
  name: network_module
- path: modules/firewall.yaml
  name: firewall_module

resources:
- name: web-server-instance
  type: compute.v1.instance
  properties:
    zone: us-central1-a
    machineType: zones/us-central1-a/machineTypes/n1-standard-1
    networkInterfaces:
    - network: $(ref.network_module.web-server-vpc.selfLink)
      subnetwork: $(ref.network_module.web-server-subnet.selfLink)
    disks:
    - deviceName: boot
      type: PERSISTENT
      boot: true
      autoDelete: true
      initializeParams:
        sourceImage: projects/debian-cloud/global/images/family/debian-11
    metadata:
      items:
      - key: startup-script
        value: |
          #! /bin/bash
          apt-get update
          apt-get install -y apache2
          echo '<!doctype html><html><head><title>Hello, World!</title></head><body><h1>Hello, World!</h1></body></html>' | tee /var/www/html/index.html

3. 部署

使用 gcloud deployment-manager deployments create web-server-deployment --config main.yaml 命令部署模板。

4. 版本控制

1. 初始化 Git 仓库： 在 web-server-template 目录下运行 git init 命令。
2. 添加文件到 Git 仓库： 运行 git add . 命令。
3. 提交变更： 运行 git commit -m "Initial commit: Create web server template" 命令。
4. 推送变更到远程仓库： 如果你使用 Google Cloud Source Repositories，可以按照官方文档配置 Git 客户端，然后运行 git push origin main 命令。

第四部分：总结与展望

今天我们深入探讨了 GCP Cloud Deployment Manager 的模板模块化与版本控制。希望通过今天的讲解，大家能够掌握这些重要的技巧，从而更加高效、安全地管理你的云端部署。

记住，模块化是化繁为简的利器，版本控制是你的后悔药。只有掌握了这两项技能，你才能在云端世界里游刃有余，成为真正的云端大师！ 😎

未来，CDM 还会不断发展，提供更多更强大的功能。让我们一起期待，一起学习，一起成长！

感谢大家的观看，咱们下期再见！ 🍻