自動化運維工具在云計算環(huán)境中的實踐

1、 自動化運維工具 SaltStack 在云計算環(huán)境中的實踐隨著云計算技術的快速普及與發(fā)展，越來越多的企業(yè)開始學習和搭建自己的云平臺代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 IT 交付模式，企業(yè)的 IT 環(huán)境也隨之越來越復雜，常規(guī)的運維方法與技術已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在云環(huán)境中系統(tǒng)的配置與變更?；谠朴嬎愕陌l(fā)展，大數(shù)據(jù)、認知技術及容器技術也在企業(yè)中得到了越來越多的應用，大量的服務器管理操作、配置變更被頻繁的執(zhí)行與部署，以應對多變的業(yè)務需求。按照常規(guī)的方式，運維人員需逐個服務器進行配置調(diào)整，手動管理大量的系統(tǒng)信息，難免有各種各樣的問題及事故發(fā)生。為了避免這樣的風險，本文的示例中，筆者將詳細介紹如何使用開源軟件 SaltStack 自動

2、化運維工具對云環(huán)境中的服務器進行命令的遠程執(zhí)行及配置管理，確保操作的安全性及高效性，降低管理員的操作風險。本文中介紹的架構(gòu)，主要是在 CentOS6.5 上進行集中部署與測試。該架構(gòu)主要涉及到三 個開源軟件，分別是 Python 軟件集，SaltStack 軟件集和 ZeroMQ 消息隊列軟件。在部署 SaltStack 軟件之前，一定要先正確安裝 python，因為 SaltStack 是由 python 所編寫。不同版本的 SaltStack 需要使用不同版本的 Python 進行匹配，避免不必要的兼容性問題發(fā)生，本文將采用 python2.6.6。SaltStack 軟件是一個 CS 架

3、構(gòu)的軟件，通過管理端下發(fā)指令，客戶端接受指令的方式進行操作。ZeroMQ 是一款消息隊列軟件，SaltStack 通過消息隊列來管理成千上萬臺主機客戶端，傳輸指令執(zhí)行相關的操作。而且采用 RSA key 方式進行身份確認，傳輸采用 AES 方式進行加密，這使得它的安全性得到了保證。下面我將詳細介紹 SaltStack 軟件的概念與工作機制。SaltStack 的基本概念與工作原理SaltStack 本身是一種開源的基礎架構(gòu)集中化管理平臺，相比其它商業(yè)產(chǎn)品，其部署及配置稍顯復雜。為了更好的部署和配置 SaltStak，本章節(jié)將著重介紹它的基本概念、特性與工作原理。SaltStack 簡介與特性S

4、altStack 是一種基于 C/S 架構(gòu)的服務器基礎架構(gòu)集中化管理平臺，管理端稱為 Master，客戶端稱為 Minion。SaltStack 具備配置管理、遠程執(zhí)行、監(jiān)控等功能，一般可以理解為是簡化版的 Puppet 和加強版的 Func。SaltStack 本身是基于 Python 語言開發(fā)實現(xiàn)，結(jié)合了輕量級的消息隊列軟件 ZeroMQ 與 Python 第三方模塊（Pyzmq、PyCrypto、Pyjinjia2、python-msgpack 和 PyYAML 等）構(gòu)建。通過部署 SaltStack 環(huán)境，運維人員可以在成千上萬臺服務器上做到批量執(zhí)行命令，根據(jù)不同的業(yè)務特性進行配置集中

5、化管理、分發(fā)文件、采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)及軟件包的安裝與管理等。SaltStack 具有以下特性，幫助企業(yè) IT 更好的實現(xiàn)系統(tǒng)批量管理。部署簡單、管理方便；支持大部分的操作系統(tǒng)，如 UnixLinuxWindows 環(huán)境；架構(gòu)上使用C/S管理模式，易于擴展；配置簡單、功能覆蓋廣；主控端（Master）與被控端（Minion）基于證書認證，確保安全可靠的通信；支持 API 及自定義 Python 模塊，輕松實現(xiàn)功能擴展；SaltStack 的工作原理SaltStack 采用 C/S 結(jié)構(gòu)來對云環(huán)境內(nèi)的服務器操作管理及配置管理。為了更好的理解它的工作方式及管理模型，本章將通過圖形方式對其原理進行闡述。Sa

6、ltStack 客戶端（Minion）在啟動時，會自動生成一套密鑰，包含私鑰和公鑰。之后將公鑰發(fā)送給服務器端，服務器端驗證并接受公鑰，以此來建立可靠且加密的通信連接。同時通過消息隊列 ZeroMQ 在客戶端與服務端之間建立消息發(fā)布連接。具體通信原理圖，如圖 1 所示，命令執(zhí)行如圖 2 所示：圖 1.SaltStack 通信原理圖專業(yè)術語說明：Minion 是 SaltStack 需要管理的客戶端安裝組件，會主動去連接 Master 端，并從 Master 端得到資源狀態(tài)信息，同步資源管理信息。Master 作為控制中心運行在主機服務器上，負責 Salt 命令運行和資源狀態(tài)的管理。ZeroMQ

7、是一款開源的消息隊列軟件，用于在 Minion 端與 Master 端建立系統(tǒng)通信橋梁。Daemon 是運行于每一個成員內(nèi)的守護進程，承擔著發(fā)布消息及通信端口監(jiān)聽的功能。圖 2.SaltStack 操作執(zhí)行原理圖原理圖說明：Minion 是 SaltStack 需要管理的客戶端安裝組件，會主動去連接 Master 端，并從 Master 端得到資源狀態(tài)信息，同步資源管理信息。Master 作為控制中心運行在主機服務器上，負責 Salt 命令運行和資源狀態(tài)的管理。Master 上執(zhí)行某條指令通過隊列下發(fā)到各個 Minions 去執(zhí)行，并返回結(jié)果。以上使大家了解了什么是 SaltStack 以及它

8、的通信及執(zhí)行原理，下面將主要介紹本次實例部署的架構(gòu)設計。SaltStack 的架構(gòu)設計為了讓大家更好的理解 SaltStack 在云平臺集中化管理方面的優(yōu)勢，因此，根據(jù)項目的實際情況繪制了部署架構(gòu)圖，并在文中對架構(gòu)圖進行了詳細說明。如圖 3 所示：圖 3.SaltStack 部署架構(gòu)圖說明：SaltStack 的所有被管理客戶端節(jié)點（如圖 3 所示 DB 和 Web），都是通過密鑰進行加密通信，使用端口為 4506?？蛻舳伺c服務器端的內(nèi)容傳輸，是通過消息隊列完成，使用端口為 4505。Master 可以發(fā)送任何指令讓 Minion 執(zhí)行，salt 有很多可執(zhí)行模塊，比如說 CMD 模塊，在安裝

9、 minion 的時候已經(jīng)自帶了，它們通常位于你的 python 庫中，locate salt | grep /usr/可以看到 salt 自帶的所有東西。為了更好的理解架構(gòu)用意，以下將展示主要的命令發(fā)布過程。 1.SaltStack 的 Master 與 Minion 之間通過 ZeroMq 進行消息傳遞，使用了 ZeroMq 的發(fā)布訂閱模式，連接方式包括 TCP 和 IPC。 2.Salt 命令，將 cmd.run ls 命令從 salt.client.LocalClient.cmd_cli 發(fā)布到 Master，獲取一個 Jodid，根據(jù) jobid 獲取命令執(zhí)行結(jié)果。 3.Master

10、 接收到命令后，將要執(zhí)行的命令發(fā)送給客戶端 minion。 4.Minion 從消息總線上接收到要處理的命令，交給 minion._handle_aes 處理。 5.Minion._handle_aes 發(fā)起一個本地線程調(diào)用 cmdmod 執(zhí)行 ls 命令。線程執(zhí)行完 ls 后，調(diào)用 Minion._return_pub 方法，將執(zhí)行結(jié)果通過消息總線返回給 master。 6.Master 接收到客戶端返回的結(jié)果，調(diào)用 master.handle_aes 方法將結(jié)果寫的文件中。 7.Salt.client.LocalClient.cmd_cli 通過輪詢獲取 Job 執(zhí)行結(jié)果，將結(jié)果輸出到終端

11、。SaltStack 的安裝與配置對 SaltStack 有了一個初步的了解之后，您將在本章通過實際案例操作進一步了解 SaltStack。本章節(jié)一共分為三個部分，分別介紹安裝環(huán)境的說明，具體安裝及安裝后的 SaltStack 配置。SaltStack 的環(huán)境說明由于受到硬件資源限制，測試環(huán)境將采用三臺服務器進行部署，分別扮演不同的角色，詳細信息如表 1 所示。表 1.SaltStack 環(huán)境說明SaltStack 的安裝目前 SaltStack 支持很多平臺的部署，具體到每個平臺的安裝部署，可以參考官方文件。本實例中將主要介紹基于 CentOS 平臺的安裝部署。依賴組件的安裝由于 SaltS

12、tack 是開源軟件，其很多功能是依賴其它的軟件包來完成。所以我們在安裝 SaltStack 之前需要先將以下表 2 中的依賴軟件包安裝到主機上，避免因為缺少依賴關系而產(chǎn)生錯誤。表 2. 依賴軟件包為了方便依賴包的安裝，本章將采用 YUM 的方式進行安裝。首先下載并安裝 epel 源,執(zhí)行以下指令，將 epel.repo 存儲到/etc/yum.repos.d 目錄下。wget o /etc/yum.repos.d/epel.repo/repo/epel-6.repo。并通過 Yum list 命令來校驗安裝源是否生效，如出現(xiàn)圖 4 所示，則表明Yum源已經(jīng)生效。圖 4.SaltStack 安

13、裝源建立好安裝源及解決了軟件包依賴關系之后，下一步將介紹如何安裝 Saltstack master 主機。Master 角色的安裝如上表 2，已經(jīng)清晰的列出需要依賴哪些安裝包確保 master 的成功安裝。配置好 yum 源之后，只需要輸入以下命令（如圖 5 所示），就可以在自動安裝 SaltStack 的同時，將依賴包安裝好。圖 5.SaltStack master 主機安裝安裝完成后，輸入 chkconfig salt-master on 將 master 服務加入到開機啟動項，這樣每次系統(tǒng)啟動，都會自動加載 master 服務。輸入 service salt-master start 啟

14、動 master 服務。之后通過 netstat antp 查詢服務狀態(tài)，結(jié)果如圖 6 所示。圖 6.SaltStack master 服務查詢依照本節(jié)介紹來看，master 服務已經(jīng)被正確安裝并啟動，下面將介紹如何安裝 SaltStack-Minion 到客戶端服務器。Minion 角色的安裝SaltStack 是一個 C/S 結(jié)構(gòu)的開源軟件，Master 通過客戶端軟件 Minion 進行指令的執(zhí)行與策略的配置。如圖 7 所示，通過 yum install 命令安裝 Minion 客戶端。圖 7.SaltStack Minion 主機安裝安裝完成后，輸入 chkconfig salt-mi

15、nion on，將 minion 服務加入到開機啟動項，這樣每次系統(tǒng)啟動，都會自動加載 minion 服務。輸入 service salt-minion start，啟動 minion 服務。之后通過 netstat antp 查詢服務狀態(tài)，結(jié)果如圖 8 所示。圖 8.SaltStack Minion 服務查詢到目前為止，SaltStack 的安裝工作已經(jīng)完成，Master 和 Minion 主機服務都已經(jīng)正確開啟，端口服務正常。下一章將主要介紹如何配置 SaltStack，使其可以正常的提供各種功能。SaltStack 的配置SaltStack 的配置主要集中在 Master 主機端，客戶端

16、的配置較少，本章將通過以下兩部分詳細介紹。Minion 端配置SaltStack-Minion 是 SaltStack 安裝在客戶端的代理，負責接收服務器端發(fā)布的指令并執(zhí)行，同時負責客戶端的狀態(tài)監(jiān)控?？蛻舳艘氡?master 管理，需要修改其配置文件，將服務器指向到 Master 的地址。其配置文件位于/etc/salt/目錄下，名為 minion，通過 vi 工具修改，如圖 9 所示。圖 9.SaltStack Minion 配置配置完成后，保存并通過 service salt-minon restart 命令重啟 minion 服務。本次測試案例，并不需要其它高級功能的演示，所以客戶端到

17、此配置結(jié)束，更多功能的配置，請參考SaltStack 官方手冊。Master 端配置SaltStack-Master 是 SaltStack 組件的核心服務，負責發(fā)布指令及配置文件的分發(fā)與管理，及客戶端的管理功能。Master 要想正常提供服務，需要接受客戶端的證書認證請求。我們之前已經(jīng)介紹過，SaltStack 是通過 SSL 證書認證的方式進行通信的。如圖 10 所示操作，輸入 salt-key l 來查詢客戶端證書狀態(tài)，并如圖 11 所示操作，輸入 salt-key A 接受客戶端認證。圖 10.SaltStack 證書查詢從圖中可以看到客戶端被發(fā)現(xiàn)，但是處于未被接受狀態(tài)，需要管理員執(zhí)行

18、圖 11 所示指令，進行接受。圖 11.SaltStack 接受證書至此我們已經(jīng)完成 SaltStack 的全部配置，在下一章中，將通過幾個測試場景來說明 SaltStack 在云管理平臺的重要功能。SaltStack 測試通過本章節(jié)中的兩個測試案例，可以驗證 SaltStack 是否運行正常，是否可以完成預定的功能。我們可以通過 salt * test.ping 來測試客戶端是否在線，并被 master 管理，如圖 12 所示，如果返回 True，則說明客戶端已經(jīng)被 master 管理，并處于在線狀態(tài)。圖 12.SaltStack 接受證書接下來，我們將通過批量執(zhí)行命令和批量安裝軟件，來測試 SaltStack 的部分功能。批量執(zhí)行命令在日常運維中，同時對多臺服務器進行操作，是一個很平常的需求。比如批量執(zhí)行 ping 操作，驗證服務器是否在線，批量執(zhí)行查詢命令，看服務器的負載及利用率。如圖 13 所示的指令為批量查詢服務器操作系統(tǒng)的版本。圖 13.SaltStack 查詢服務器的 IP 信息*代表對所有的被管理客戶端進行操作，cmd.run 是命令調(diào)用模塊，ifconfig 是具體的執(zhí)行命令。批量安裝軟件批量安裝軟件也是日常運維中的家常便飯，我們可以通過 SaltStack 的軟件推送功能，對所管理的服務器進行進