平台工程: 用Backstage构建开发者门户 - 1

本文介绍了如何使用开源Backstage构建自己的开发者门户，并基于此实践平台工程。本系列共两篇文章，这是第一篇。原文: Platform Engineering: Building Your Developer Portal with Backstage --- Part 1

在上一篇文章(平台工程与安全)中，我们介绍了什么是平台工程，为何如此重要，和DevOps做了比较，以及介绍了平台工程如何帮助提高安全性。

今天我们来动手从头开始构建一个开发者门户。

1. 当我们谈论开发者门户时，我们在谈论什么

由于平台工程都是自助服务的，内部开发者门户在新范式中至关重要，在该范式中实现了所有自助服务功能和集成。

考虑到开发者门户的重要性，在构建之前，需要弄清楚我们对它的期望到底是什么。通常，为了最大限度利用平台工程，开发者门户将包含一些关键功能，例如:

• 服务目录: 让开发人员可以鸟瞰所有项目、服务、部署状态、文档、所有权，甚至是值班计划和事件等;
• 某种资源库脚手架/项目生成工具: 例如 Cookiecutter 这样的工具，能让开发人员从门户网站直接启动新服务;
• 定制: 也许你希望将使用的任何工具链集成到开发者门户中，使其成为真正统一的一站式体验，可能的集成包括 Kubernetes、CI/CD 状态、值班计划、事件管理系统、secrets管理器等。

此时，门户网站可以处理一切事务，如获取服务信息、待命计划、触发事件、部署工作以及处理事件管理。有了这些功能，开发人员就能获得真正统一的体验，在一个地方创建服务，随后跟踪和操作/维护这些服务，最大限度的发挥开发者门户的潜力。

2. 选择工具：Backstage

既然知道了开发者门户网站的真正需求，那就来构建吧。

由于它将具有多种功能，设计/编码部分本身就是一个庞大的项目，不是所有团队都能承担得起。因此需要一个工具来快速构建门户网站，幸运的是，我们已经有了这样的工具--Backstage。

Backstage 是用于构建开发者门户网站的开放平台。Backstage 本身并不是开发者门户，而是用于构建开发者门户的工具。想想"create-react-app"和用它创建的实际 react 应用的区别就知道了。开箱即用的 Backstage 包括:

• 软件目录: 用于管理所有软件，如微服务、库、数据管道、网站和 ML 模型；
• 软件模板: 用于快速启动新项目，并根据组织的最佳实践对工具进行标准化；
• 文档: 采用"像编写代码一样编写文档"的方法，轻松创建、维护、查找和使用技术文档；
• 不断发展的开源插件生态系统，进一步扩展了 Backstage 的可定制性和功能。

Backstage的架构非常灵活: 前端使用 React/TypeScript 编写，后端使用 Node.js，还可以通过添加插件来扩展功能。

更重要的是，Backstage(由 Spotify 创建)现在由云原生计算基金会(CNCF)作为孵化级项目托管，这意味着我们可以获得想要的所有社区支持。它还设有办公时间，可以在每周四参加互动，准确了解开源平台如何提高开发人员的效率和体验。

说得够多了。今天我们将从头开始，自己构建一个开发者门户。完成本教程后，可以使用带有内置安全 CI 工作流的模板来引导一个新服务，检查 CI 状态，并在同一个地方查看该服务的文档。

废话少说，开始吧。

3. 构建门户网站

3.1. 前提条件

不多，可能所有 DevOps 工程师都已经具备:

• 基于 Unix 的操作系统。例如，可以在 macOS、Linux 或 Windows Subsystem for Linux (WSL) 上运行。
• curl、git、Docker
• Node.js, yarn

3.2. 创建门户网站

运行：

npx @backstage/create-app@0.5.2-next.3

作者注：

我们之所以使用 backstage/create-app@0.5.2-next.3 而不是 backstage/create-app@latest，是因为我们需要这项功能在 GitHub 中创建secrets，以便在 GitHub Actions 工作流中使用。该功能已经开发完成，但截至目前(2023 年 6 月 18 日)，尚未集成到最新版本的 backstage/create-app 中。

如果稍后阅读本文时，最新版本已指向 2023 年 6 月(或更晚)发布的版本，就可以安全的运行 npx @backstage/create-app@latest 而无需指定奇怪的版本。

该命令提供互动模式，只需要输入名称，例如 "my-portal"，回车，然后等待应用程序完成。

进入目录并运行:

yarn dev

现在应该已经建立并运行了门户网站！就这么简单！现在可以浏览一下，感受一下软件目录、模板、文档和其他东西:

不过目前还没什么用。我们继续配置。

4. GitHub 认证与集成

由于开发者门户将负责引导新仓库，因此需要 GitHub 的操作权限，这也是我们需要进行 GitHub 认证和集成的原因。

4.1. 用于集成的个人访问令牌

虽然使用 GitHub 应用程序可能是设置集成的最佳方式，因为它的权限设置非常精细，但在本教程中，我们将使用个人访问令牌，以便更快开始使用:

• 打开 GitHub 令牌创建页面，创建个人访问令牌。
• 使用一个名称来标识此令牌，并将其写入备注栏，选择过期天数。
• 如果很难选择特定数字，建议选择 7 天，这是一个幸运数字:)。(我们将只在本地进行测试，不会在生产环境中运行）。
• 在本教程中，我们先将范围设置为最大，这样就不会因为纠结于 GitHub 权限而影响体验。不过请注意，千万不要在生产环境中这样做！

然后，将令牌作为环境变量导出:

export GITHUB_TOKEN=xxx

在 app-config.yaml 文件中，将 integrations 部分更改为以下内容:

integrations:
  github:
    - host: github.com
      token: ${GITHUB_TOKEN} # leave it like this, read values from env var

4.2. 创建 GitHub OAuth 应用程序

访问 github.com/settings/ap... 创建 OAuth 应用程序。主页 URL 应指向 Backstage 的前台，在本教程中是 http://localhost:3000。授权回调 URL 将指向授权后台，很可能是 http://localhost:7007/api/auth/github/handler/frame。

然后，再次打开 app-config.yaml 文件，将 auth 部分更新为以下内容，配置身份验证:

auth:
  environment: development
  providers:
    github:
      development:
        clientId: YOUR CLIENT ID # put your values here
        clientSecret: YOUR CLIENT SECRET # put your values here

请注意，将客户端secrets作为硬编码secrets存储在配置文件中有违安全最佳实践，只能用于本地开发。对于生产使用，我们可以按照 12 要素应用规则，从环境变量中读取。

更改配置后，必须停止 yarn dev 服务器并重新运行 yarn dev。

5. 创建模板

接下来准备软件模板，用于快速启动一项新服务。

模板应包含以下内容:

• 服务通用的基本源代码/目录结构
• 一些文档
• 测试/构建/部署服务的 CI 工作流

本教程将以我创建的模板 github.com/IronCore864... 为例。

目录结构相对简单，只有两个部分:

• 一个 skeleton 文件夹
• 一个 template.yaml 文件

5.1. skeleton 文件夹

skeleton文件夹包含使用此模板创建新服务时将呈现的所有模板，变量的格式为 ${{ values.varName }}。

如果你熟悉 Helm、YAML 或 Go 模板(或几乎所有模板工具)，你会发现这种格式很容易阅读和理解，而且没有额外开销。

唯一值得一提的是 Backstage 使用的名为 catalog-info.yaml 的文件，该文件必须存在，否则就无法将创建的服务注册为门户中的组件。

如你所见，在模板中已经内置了一些 GitHub Actions 工作流，其中一个将测试拉取请求并推送到主分支，另一个将使用 ggshield 扫描软件仓库中的硬编码secrets。

这样我们就可以将所有的 CI/CD 最佳实践放入模板中，当其他人启动新服务时，就已经拥有了所需的一切，并默认启用了安全功能。

5.2. template.yaml 文件

template.yaml 文件定义了模板在门户界面中的外观和实际操作。

文件很长，乍一看似乎让人不知所措，但一旦仔细阅读，就会发现它非常简单明了:

• 语法类似于 Kubernetes 的自定义资源；
• 有两大部分，一部分是参数，另一部分是步骤；
• 参数定义了使用该模板时所需的输入及其类型；
• 步骤定义了执行该模板时实际发生的情况，看起来非常像 GitHub 的 Actions 工作流。

参数示例:

parameters:
  - title: Provide some simple information
    required:
      - service_name
      - owner
    properties:
      service_name:
        title: Name
        type: string
        description: Unique name of the service.
        ui:field: EntityNamePicker
      description:
        title: Description
        type: string
        description: Help others understand what this service is for; optional.
      owner:
        title: Owner
        type: string
        description: Owner of the component
        ui:field: OwnerPicker
        ui:options:
          allowedKinds:
            - Group
  ...

步骤示例:

steps:

- id: template
  name: Fetch Skeleton + Template
  action: fetch:template
  input:
  url: ./skeleton
  copyWithoutTemplating: - .github/workflows/\*
  values:
  serviceName: ${{ parameters.service_name }}
  description: ${{ parameters.description }}
  destination: ${{ parameters.repoUrl | parseRepoUrl }}
  owner: ${{ parameters.owner }}
  ...

我们可以从上述文件中推断出它究竟定义了什么:

• 首先需要输入两个输入参数: 服务名称(service_name)和所有者(owner);
• 需要选择一个带有额外参数(GITGUARDIAN_API_KEY，用于 CI 流水线)的版本库位置;
• 然后，它会获取模板、渲染模板、将模板发布到 GitHub 并在我们的门户网站上注册。

5.3. 注册模板

最后，把模板添加到门户目录中，这样其他人就可以使用这个模板了。

目录最直接的配置是声明添加指向 YAML 文件的位置，并进行静态位置配置。位置会添加到 app-config.yaml 文件的 catalog.locations 关键字下的目录中:

catalog:
  locations:
    - type: url
      target: https://github.com/IronCore864/backstage-test-template/blob/main/template.yaml
      rules:
        - allow: [Template]

上述规则允许我们从指定的 URL 添加模板。

记得重启 yarn dev服务器。

6. 把所有东西放在一起

现在，我们已经准备好了一切，是时候一睹魔法的风采了。

访问 http://localhost:3000，点击 "Create" 按钮，选择我们的模板：

输入必要信息。关于 GitGuardian API 密钥，请在此处创建：dashboard.gitguardian.com/api/persona...

一切就绪后，点击 "下一步"，神奇的事情就会发生:

现在一切都应该创建好了。

我们可以在目录中查看:

我们还创建并提供了文档:

最后看看 CI 的状态:

流水线似乎已经成功完成，我们可以点击查看更多细节，包括详细步骤和日志。如果你更喜欢在 CI 软件(这里是 GitHub Actions)中查看，可以点击相应链接跳转。

上述示例完整源码可以参考Github仓库。

这意味着无论团队使用什么工具链，团队成员都不必记住 10 个不同工具的 10 个不同 URL，也不必一直打开这 10 个标签页。当他们需要某些信息时，只要进入开发者门户，就能获得所有信息，这正是内部开发者门户的强大之处。

7. 小结

在教程的第一部分，我们介绍了开发者门户网站的功能，学习如何使用开源 Backstage 工具创建自己的门户网站，使用 GitHub 配置门户网站，创建软件模板，并从中启动一项服务。

如果集成越来越多，开发者门户的功能可能远不止于此。想象一下，如果你在 Kubernetes 中部署服务，使用 Argo CD 进行 GitOps 部署，使用 HashiCorp Vault 进行secrets管理，而所有都集成在门户中。当你需要检查部署状态时，当你想查看 K8s 中的实际资源时，不必访问 Vault、Argo CD 和 K8s Dashboard。你甚至不必记住它们的 URL，甚至不知道这些东西的存在，因为有一个工具可以统治它们，那就是开发者门户。

本教程仅适用于本地快速启动，在生产中使用时有许多问题需要考虑。例如，我们现在使用的是静态配置，没有什么是持久化的，如果重新启动开发服务器，目录信息就会丢失。为此，我们需要为门户配置 Postgres。再比如，我们使用 "yarn dev"来启动前端和后端，对于生产应用，可能希望将前端和后端分开，将它们作为容器部署在 K8s 中，并为它们创建 Ingress 等。

在本教程的下一部分，我们将了解 Backstage 插件的机制，看看如何将其功能扩展到更高水平。

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你好，我是俞凡，在Motorola做过研发，现在在Mavenir做技术工作，对通信、网络、后端架构、云原生、DevOps、CICD、区块链、AI等技术始终保持着浓厚的兴趣，平时喜欢阅读、思考，相信持续学习、终身成长，欢迎一起交流学习。为了方便大家以后能第一时间看到文章，请朋友们关注公众号"DeepNoMind"，并设个星标吧，如果能一键三连(转发、点赞、在看)，则能给我带来更多的支持和动力，激励我持续写下去，和大家共同成长进步！

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