Gerenciar regras de qualidade de dados como código com o Terraform

Neste tutorial, explicamos como gerenciar regras de qualidade de dados do Universal Catalog do Dataplex como código com o Terraform, o Cloud Build e o GitHub.

Há muitas opções diferentes de regras de qualidade de dados disponíveis para definir e medir a qualidade dos seus dados. Ao automatizar o processo de implantação de regras de qualidade de dados como parte de uma estratégia maior de gerenciamento de infraestrutura, você garante que seus dados sejam consistentemente e previsivelmente sujeitos às regras que você atribui a eles.

Se você tiver versões diferentes de um conjunto de dados para vários ambientes, como dev e prod, o Terraform oferece uma maneira confiável de atribuir regras de qualidade de dados a versões específicas do ambiente de conjuntos de dados.

O controle de versão também é uma prática recomendada importante de DevOps. Gerenciar suas regras de qualidade de dados como código oferece versões das regras disponíveis no histórico do GitHub. O Terraform também pode salvar o estado no Cloud Storage, que pode armazenar versões anteriores do arquivo de estado.

Para mais informações sobre o Terraform e o Cloud Build, consulte Visão geral do Terraform no Google Cloud e Cloud Build.

Arquitetura

Para entender como este tutorial usa o Cloud Build para gerenciar execuções do Terraform, considere o diagrama de arquitetura a seguir. Ele usa ramificações do GitHub (dev e prod) para representar ambientes reais.

Observação :para simplificar, este tutorial implementa apenas ambientes dev e prod. É possível ampliar esse comportamento para fazer implantações em mais ambientes e criar projetos na hierarquia organizacional, se necessário.

O processo começa quando você envia o código do Terraform para a ramificação dev ou prod. Nesse cenário, o Cloud Build aciona e aplica manifestos do Terraform para atingir o estado pretendido no respectivo ambiente. Por outro lado, quando você aplica o código do Terraform a qualquer outra ramificação, como uma ramificação de recurso, o Cloud Build é iniciado para executar terraform plan, mas nada é aplicado a ambiente algum.

O ideal é que desenvolvedores ou operadores façam propostas de infraestrutura para ramificações não protegidas e as enviem usando solicitações de pull. O app GitHub do Cloud Build, discutido posteriormente neste tutorial, aciona automaticamente os jobs de build e vincula os relatórios terraform plan a essas solicitações de pull. Dessa forma, é possível discutir e analisar as possíveis alterações com os colaboradores e adicionar confirmações de acompanhamento antes que as alterações sejam mescladas no branch básico.

Se não houver preocupações, mescle as alterações no branch dev. Essa mescla aciona uma implantação de infraestrutura para o ambiente dev, o que permite testá-lo. Depois de testar e ter certeza do que foi implantado, mescle o branch dev no branch prod para acionar a instalação da infraestrutura no ambiente de produção.

Objetivos

• Configurar seu repositório GitHub.
• Configurar o Terraform para armazenar o estado em um bucket do Cloud Storage.
• Conceder permissões à conta de serviço do Cloud Build.
• Conectar o Cloud Build ao seu repositório GitHub.
• Estabeleça regras de qualidade de dados do Dataplex Universal Catalog.
• Mude a configuração do ambiente em uma ramificação de recurso e teste.
• Promover mudanças no ambiente de desenvolvimento.
• Promover mudanças no ambiente de produção.

Custos

Neste documento, você vai usar os seguintes componentes faturáveis do Google Cloud:

• BigQuery
• Cloud Build
• Cloud Storage
• Compute Engine
• Dataplex Universal Catalog

Para gerar uma estimativa de custo baseada na sua projeção de uso, utilize a calculadora de preços.

Novos usuários do Google Cloud podem estar qualificados para um teste sem custo financeiro.

Ao concluir as tarefas descritas neste documento, é possível evitar o faturamento contínuo excluindo os recursos criados. Para mais informações, consulte Limpeza.

Antes de começar

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In the Google Cloud console, on the project selector page, select or create a Google Cloud project.

Roles required to select or create a project

• Select a project: Selecting a project doesn't require a specific IAM role—you can select any project that you've been granted a role on.
• Create a project: To create a project, you need the Project Creator role (roles/resourcemanager.projectCreator), which contains the resourcemanager.projects.create permission. Learn how to grant roles.

Note: If you don't plan to keep the resources that you create in this procedure, create a project instead of selecting an existing project. After you finish these steps, you can delete the project, removing all resources associated with the project.

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Verify that billing is enabled for your Google Cloud project.

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1. In the Google Cloud console, activate Cloud Shell.

   Activate Cloud Shell

   At the bottom of the Google Cloud console, a Cloud Shell session starts and displays a command-line prompt. Cloud Shell is a shell environment with the Google Cloud CLI already installed and with values already set for your current project. It can take a few seconds for the session to initialize.

2. No Cloud Shell, confira o ID do projeto que você acabou de selecionar:

   gcloud config get-value project

   Se esse comando não retornar o ID, configure o Cloud Shell para usar seu projeto. Substitua PROJECT_ID pelo ID do projeto.

   gcloud config set project PROJECT_ID

3. Ative as APIs necessárias:

   gcloud services enable bigquery.googleapis.com cloudbuild.googleapis.com compute.googleapis.com dataplex.googleapis.com

   Essa etapa pode levar alguns minutos.
4. Se você nunca usou o Git no Cloud Shell, configure-o com seu nome e endereço de e-mail:

   git config --global user.email "YOUR_EMAIL_ADDRESS"
   git config --global user.name "YOUR_NAME"
   

   O Git usa essas informações para identificar você como autor dos commits criados no Cloud Shell.

Configurar seu repositório do GitHub

Neste tutorial, você usa um único repositório Git para definir a infraestrutura em nuvem. Você orquestra essa infraestrutura ao ter branches diferentes correspondentes a ambientes diferentes:

• A ramificação dev contém as alterações mais recentes aplicadas ao ambiente de desenvolvimento.
• A ramificação prod contém as últimas alterações que são aplicadas ao ambiente de produção.

Com essa infraestrutura, sempre é possível fazer referência ao repositório para saber qual configuração é esperada em cada ambiente e propor novas alterações, primeiro fundindo-as ao ambiente dev. Em seguida, você promove as alterações mesclando a ramificação dev na ramificação prod.

Para começar, bifurque o repositório terraform-google-dataplex-auto-data-quality.

1. No GitHub, acesse https://github.com/GoogleCloudPlatform/terraform-google-dataplex-auto-data-quality.git.

2. Clique em Bifurcar.

   Agora você tem uma cópia do repositório terraform-google-dataplex-auto-data-quality com arquivos de origem.

3. No Cloud Shell, clone o seguinte repositório bifurcado:

   cd ~
   git clone https://github.com/GITHUB_USERNAME/terraform-google-dataplex-auto-data-quality.git
   cd ~/terraform-google-dataplex-auto-data-quality
   

   Substitua:

   • GITHUB_USERNAME: seu nome de usuário do GitHub

4. Crie ramificações dev e prod:

   git checkout -b prod
   git checkout -b dev
   

O código nesse repositório está estruturado da seguinte maneira:

• A pasta environments/ contém subpastas que representam ambientes, como dev e prod, que fornecem separação lógica entre cargas de trabalho em diferentes estágios de maturidade, desenvolvimento e produção, respectivamente.

• A pasta modules/ contém módulos in-line do Terraform. Esses módulos representam agrupamentos lógicos de recursos relacionados e são usados para compartilhar código em diferentes ambientes. O módulo modules/deploy/ aqui representa um modelo para uma implantação e é reutilizado em diferentes ambientes de implantação.

• Em modules/deploy/:

  • A pasta rule/ contém arquivos yaml com regras de qualidade de dados. Um arquivo representa um conjunto de regras de qualidade de dados para uma tabela. Esse arquivo é usado nos ambientes dev e prod.

  • A pasta schemas/ contém o esquema da tabela do BigQuery implantada nessa infraestrutura.

  • O arquivo bigquery.tf contém a configuração das tabelas do BigQuery criadas nessa implantação.

  • O arquivo dataplex.tf contém uma verificação de dados do Dataplex Universal Catalog para qualidade de dados. Esse arquivo é usado em conjunto com rules_file_parsing.tf para ler regras de qualidade de dados de um arquivo yaml no ambiente.

• O cloudbuild.yaml é um arquivo de configuração de build que contém instruções para o Cloud Build, por exemplo, como executar tarefas com base em um conjunto de etapas. Esse arquivo especifica uma execução condicional, dependendo do branch em que o Cloud Build está buscando o código. Por exemplo:

  • Para ramificações dev e prod, as seguintes etapas são executadas:

    1. terraform init
    2. terraform plan
    3. terraform apply

  • Para qualquer outra ramificação, as etapas a seguir são executadas:

    1. terraform init para todas as subpastas environments
    2. terraform plan para todas as subpastas environments

Para garantir que as mudanças propostas sejam adequadas para todos os ambientes, terraform init e terraform plan são executados em todos os ambientes. Antes de mesclar a solicitação de envio, é possível analisar os planos para garantir que o acesso não seja concedido a uma entidade não autorizada, por exemplo.

Como configurar o Terraform para armazenar o estado em buckets do Cloud Storage

Por padrão, o Terraform armazena o estado localmente em um arquivo chamado terraform.tfstate. Essa configuração padrão pode dificultar o uso do Terraform para as equipes, especialmente quando muitos usuários o executam ao mesmo tempo e cada máquina tem o próprio entendimento da infraestrutura atual.

Para ajudar a evitar esses problemas, esta seção configura um estado remoto que aponta para um bucket do Cloud Storage. O estado remoto é um recurso de back-ends e, neste tutorial, é configurado no arquivo backend.tf.

# Copyright 2024 Google LLC
#
# Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
# you may not use this file except in compliance with the License.
# You may obtain a copy of the License at
#
#     https://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
#
# Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
# distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
# WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
# See the License for the specific language governing permissions and
# limitations under the License.

terraform {
  backend "gcs" {
    bucket = "PROJECT_ID-tfstate-dev"
  }
}

Um arquivo backend.tf separado existe em cada um dos ambientes dev e prod. É considerada uma prática recomendada usar um bucket do Cloud Storage diferente para cada ambiente.

Nas etapas a seguir, você cria dois buckets do Cloud Storage para dev e prod e muda alguns arquivos para apontar para os novos buckets e o projeto Google Cloud .

1. No Cloud Shell, crie os dois buckets do Cloud Storage:

   DEV_BUCKET=gs://PROJECT_ID-tfstate-dev
   gcloud storage buckets create ${DEV_BUCKET}
   
   PROD_BUCKET=gs://PROJECT_ID-tfstate-prod
   gcloud storage buckets create ${PROD_BUCKET}
   

2. Para manter o histórico das implantações, ative o controle de versões de objeto:

   gcloud storage buckets update ${DEV_BUCKET} --versioning
   gcloud storage buckets update ${PROD_BUCKET} --versioning
   

   Ativar o controle de versões de objetos aumenta os custos de armazenamento, que podem ser reduzidos com a configuração do Gerenciamento do ciclo de vida de objetos para excluir versões de estado mais antigas.

3. Em cada ambiente, nos arquivos main.tf e backend.tf , substitua PROJECT_ID pelo ID do projeto:

   cd ~/terraform-google-dataplex-auto-data-quality
   sed -i s/PROJECT_ID/PROJECT_ID/g environments/*/main.tf
   sed -i s/PROJECT_ID/PROJECT_ID/g environments/*/backend.tf
   

   No OS X ou macOS, talvez seja necessário adicionar duas aspas ("") depois de sed -i, da seguinte maneira:

   cd ~/solutions-terraform-cloudbuild-gitops
   sed -i "" s/PROJECT_ID/PROJECT_ID/g environments/*/main.tf
   sed -i "" s/PROJECT_ID/PROJECT_ID/g environments/*/backend.tf
   

4. Verifique se todos os arquivos foram atualizados:

   git status
   

   Veja um exemplo de saída:

   On branch dev
   Your branch is up-to-date with 'origin/dev'.
   Changes not staged for commit:
    (use "git add <file>..." to update what will be committed)
    (use "git checkout -- <file>..." to discard changes in working directory)
          modified:   environments/dev/backend.tf
          modified:   environments/dev/main.tf
          modified:   environments/prod/backend.tf
          modified:   environments/prod/main.tf
   no changes added to commit (use "git add" and/or "git commit -a")
   

5. Confirme e envie suas alterações por push:

   git add --all
   git commit -m "Update project IDs and buckets"
   git push origin dev
   

   Dependendo da sua configuração do GitHub, será preciso se autenticar para enviar as mudanças anteriores.

Conceder permissões à conta de serviço do Cloud Build

Para permitir que a conta de serviço do Cloud Build execute scripts do Terraform para gerenciar os recursos do Google Cloud , você precisa conceder acesso adequado ao projeto. Para simplificar, o acesso de editor do projeto é concedido neste tutorial. Porém, quando o papel de editor do projeto tem uma permissão ampla, em ambientes de produção, siga as práticas recomendadas de segurança de TI da sua empresa, geralmente fornecendo acesso com menos privilégios.

1. No Cloud Shell, recupere o e-mail da conta de serviço do Cloud Build no projeto:

   CLOUDBUILD_SA="$(gcloud projects describe $PROJECT_ID \
       --format 'value(projectNumber)')@cloudbuild.gserviceaccount.com"
   

2. Conceda o acesso necessário à sua conta de serviço do Cloud Build:

   gcloud projects add-iam-policy-binding $PROJECT_ID \
       --member serviceAccount:$CLOUDBUILD_SA --role roles/editor
   

Conecte o Cloud Build diretamente ao seu repositório GitHub.

Esta seção descreve como instalar o app GitHub do Cloud Build. Essa instalação permite que você conecte o repositório do GitHub ao projeto doGoogle Cloud para que o Cloud Build possa aplicar automaticamente seus manifestos do Terraform toda vez que você criar uma nova ramificação ou enviar um código ao GitHub.

As etapas a seguir só fornecem instruções para instalar o app para o repositório terraform-google-dataplex-auto-data-quality, mas você pode optar por instalar o app para mais repositórios ou todos eles.

1. No GitHub Marketplace, acesse a página do app Cloud Build.

   • Se esta for a primeira vez que você configura um app no GitHub, clique em Configurar com o Google Cloud Build na parte inferior da página. Em seguida, clique em Conceder acesso à sua conta do GitHub para o app.
   • Se esta não for a primeira vez que você configura um app no GitHub, clique em Configurar acesso. A página Aplicativos da sua conta pessoal é aberta.

2. Clique em Configurar na linha do Cloud Build.

3. Selecione Somente repositórios selecionados e clique em terraform-google-dataplex-auto-data-quality para se conectar ao repositório.

4. Clique em Salvar ou em Instalar. O rótulo do botão muda dependendo do fluxo de trabalho. Você vai acessar o Google Cloud para continuar a instalação.

5. Faça login com sua conta do Google Cloud . Se solicitado, autorize a integração do Cloud Build com o GitHub.

6. Na página Cloud Build, selecione o projeto. Um assistente será exibido.

7. Na seção Selecionar repositório, escolha sua conta do GitHub e o repositório terraform-google-dataplex-auto-data-quality.

8. Se você concordar com os termos e condições, marque a caixa de seleção e clique em Conectar.

9. Na seção Criar gatilho, clique em Criar gatilho:

   1. Adicione um nome para o gatilho, como push-to-branch. Anote esse nome do gatilho porque você vai precisar dele mais tarde.
   2. Na seção Evento, selecione Enviar para uma ramificação.
   3. Na seção Origem, selecione .* no campo Ramificação.
   4. Clique em Criar.

O app GitHub do Cloud Build está configurado, e seu repositório do GitHub está vinculado ao projeto do Google Cloud . As mudanças no repositório do GitHub acionam execuções do Cloud Build, que informam os resultados de volta ao GitHub usando as Verificações do GitHub.

Alterar a configuração do ambiente em um novo branch de recurso

Você configurou a maior parte do seu ambiente. Faça as mudanças necessárias no código no ambiente local:

1. No GitHub, acesse a página principal do seu repositório bifurcado.

   https://github.com/YOUR_GITHUB_USERNAME/terraform-google-dataplex-auto-data-quality
   

2. Verifique se você está na ramificação dev.

3. Para abrir o arquivo para edição, acesse o arquivo modules/deploy/dataplex.tf.

4. Na linha 19, mude o rótulo the_environment para environment.

5. Adicione uma mensagem de commit na parte de baixo da página, como "modifying label", e selecione Criar uma nova ramificação para esta confirmação e iniciar uma solicitação de envio.

6. Clique em Propor alterações.

7. Na página seguinte, clique em Criar solicitação de envio para abrir uma nova solicitação com sua mudança na ramificação dev.

   Depois que a solicitação de pull é aberta, um job do Cloud Build é iniciado automaticamente.

8. Clique em Mostrar todas as verificações e aguarde a verificação ficar verde. Não mescle sua solicitação de envio ainda. A fusão é feita em uma etapa posterior do tutorial.

9. Clique em Detalhes para conferir mais informações, incluindo a saída de terraform plan no link Conferir mais detalhes no Google Cloud Build.

O job do Cloud Build executou o pipeline definido no arquivo cloudbuild.yaml. Esse pipeline tem comportamentos diferentes, dependendo do branch que está sendo buscado. A construção verifica se a variável $BRANCH_NAME corresponde a alguma pasta do ambiente. Nesse caso, o Cloud Build executa terraform plan para esse ambiente. Caso contrário, ele executa terraform plan para todos os ambientes, de modo a garantir que a alteração proposta seja apropriada para todos eles. Se a execução de algum desses planos falhar, o build vai falhar.

- id: 'tf plan'
  name: 'hashicorp/terraform:1.9.8'
  entrypoint: 'sh'
  args:
  - '-c'
  - |
      if [ -d "environments/$BRANCH_NAME/" ]; then
        cd environments/$BRANCH_NAME
        terraform plan
      else
        for dir in environments/*/
        do
          cd ${dir}
          env=${dir%*/}
          env=${env#*/}
          echo ""
          echo "*************** TERRAFORM PLAN ******************"
          echo "******* At environment: ${env} ********"
          echo "*************************************************"
          terraform plan || exit 1
          cd ../../
        done
      fi

Da mesma forma, o comando terraform apply é executado para ramificações do ambiente, mas é completamente ignorado em qualquer outro caso. Nesta seção, como você enviou uma mudança de código para uma nova ramificação, nenhuma implantação de infraestrutura foi aplicada ao projeto do Google Cloud .

- id: 'tf apply'
  name: 'hashicorp/terraform:1.9.8'
  entrypoint: 'sh'
  args:
  - '-c'
  - |
      if [ -d "environments/$BRANCH_NAME/" ]; then
        cd environments/$BRANCH_NAME
        terraform apply -auto-approve
      else
        echo "***************************** SKIPPING APPLYING *******************************"
        echo "Branch '$BRANCH_NAME' does not represent an official environment."
        echo "*******************************************************************************"
      fi

Aplicar o sucesso da execução do Cloud Build antes de mesclar branches

Para garantir que as mesclagens possam ser aplicadas apenas quando as respectivas execuções do Cloud Build forem bem-sucedidas, siga estas etapas:

1. No GitHub, acesse a página principal do seu repositório bifurcado.

   https://github.com/YOUR_GITHUB_USERNAME/terraform-google-dataplex-auto-data-quality
   

2. No nome do repositório, clique em Configurações.

3. No menu esquerdo, clique em Ramificações.

4. Em Regras de proteção de ramificação, clique em Adicionar regra.

5. Em Padrão de nome de ramificação, digite dev.

6. Na seção Proteger ramificações correspondentes, selecione Exigir que as verificações de status sejam aprovadas antes da mesclagem.

7. Pesquise o nome do gatilho do Cloud Build criado anteriormente.

8. Clique em Criar.

9. Repita as etapas 3 a 7, definindo Padrão de nome de ramificação como prod.

Essa configuração é importante para proteger as ramificações dev e prod. Isso significa que os commits precisam ser enviados para outra ramificação antes de serem mesclados à ramificação protegida. Neste tutorial, a proteção exige que a execução do Cloud Build seja bem-sucedida para que a mesclagem seja permitida.

Promover mudanças no ambiente de desenvolvimento

Você tem uma solicitação de envio aguardando para ser mesclada. É hora de aplicar o estado que você quer ao seu ambiente dev.

1. No GitHub, acesse a página principal do seu repositório bifurcado.

   https://github.com/YOUR_GITHUB_USERNAME/terraform-google-dataplex-auto-data-quality
   

2. Abaixo do nome do repositório, clique em Solicitações de pull.

3. Clique na solicitação de pull que você acabou de criar.

4. Clique em Mesclar solicitação de envio e depois em Confirmar mesclagem.

5. Verifique se um novo Cloud Build foi acionado:

   Acessar a página do Cloud Build

6. Abra a compilação e verifique os registros. Ele vai mostrar todos os recursos que o Terraform está criando e gerenciando.

Promover mudanças no ambiente de produção

Agora que seu ambiente de desenvolvimento foi totalmente testado, promova seu código para regras de qualidade de dados para produção.

1. No GitHub, acesse a página principal do seu repositório bifurcado.

   https://github.com/YOUR_GITHUB_USERNAME/terraform-google-dataplex-auto-data-quality
   

2. Abaixo do nome do repositório, clique em Solicitações de pull.

3. Clique em Nova solicitação de pull.

4. Para Repositório base, selecione seu repositório bifurcado.

5. Para Base, selecione prod no seu repositório base. Para Comparar, selecione dev.

6. Clique em Criar solicitação de envio.

7. Para Título, digite um título como Changing label name e clique em Criar solicitação de pull.

8. Revise as alterações propostas, incluindo os detalhes do terraform plan do Cloud Build e clique em Mesclar solicitação de pull.

9. Clique em Confirmar mesclagem.

10. No console do Google Cloud , abra a página Histórico de builds para conferir o progresso da aplicação das alterações no ambiente de produção:

    Acessar a página do Cloud Build

Você configurou regras de qualidade de dados gerenciadas usando o Terraform e o Cloud Build.

Limpar

Depois de concluir este tutorial, limpe os recursos que você criou no Google Cloud para não receber cobranças no futuro.

Excluir o projeto

Cuidado: a exclusão de um projeto tem os seguintes efeitos:

• Tudo no projeto é excluído. Se você tiver usado um projeto atual para as tarefas neste documento, a exclusão dele incluirá a exclusão de quaisquer outros trabalhos feitos nele.
• Os IDs do projeto personalizados são perdidos. Ao criar o projeto, você pode ter criado um ID do projeto personalizado para ser usado no futuro. Para preservar os URLs que usam o ID do projeto, como um URL appspot.com, exclua recursos específicos do projeto, em vez de excluir o projeto inteiro.

Se você planeja explorar várias arquiteturas, tutoriais e guias de início rápido, a reutilização de projetos pode evitar que você exceda limites da cota.

1. In the Google Cloud console, go to the Manage resources page.

   Go to Manage resources

2. In the project list, select the project that you want to delete, and then click Delete.
3. In the dialog, type the project ID, and then click Shut down to delete the project.

Excluir o repositório do GitHub

Para evitar o bloqueio de novas solicitações de pull no repositório do GitHub, exclua as regras de proteção da ramificação:

1. No GitHub, acesse a página principal do repositório bifurcado.
2. No nome do repositório, clique em Configurações.
3. No menu esquerdo, clique em Ramificações.
4. Na seção Regras de proteção da ramificação, clique no botão Excluir das linhas dev e prod.

Se preferir, desinstale completamente o app Cloud Build do GitHub:

1. No GitHub, acesse a página de aplicativos do GitHub.

2. Na guia Apps instalados do GitHub, clique em Configurar na linha Cloud Build. Em seguida, na seção Zona de perigo, clique no botão Desinstalar na linha Desinstalar o Google Cloud Builder.

   Na parte superior da página, uma mensagem é exibida: Tudo pronto. Um job foi colocado na fila para desinstalar o Google Cloud Build."

3. Na guia Apps autorizados do GitHub, clique no botão Revogar, na linha Google Cloud Build, e Entendo, revogar acesso.

Se você não quiser manter seu repositório do GitHub, exclua-o:

1. No GitHub, acesse a página principal do seu repositório bifurcado.
2. No nome do repositório, clique em Configurações.
3. Acesse Zona de perigo.
4. Clique em Excluir este repositório e siga as etapas de confirmação.

A seguir

• Saiba mais sobre a qualidade de dados automática.
• Saiba mais sobre DevOps e práticas recomendadas de DevOps.
• Confira mais modelos do Terraform no Cloud Foundation Toolkit.