一些小团队的自动化运维实践经验


注:本文要求读者对 Ansible 和 Jenkins 有一定的认识。

题记:幸福的家庭都是相似的,不幸的家庭各有各的不幸。

行业内各巨头的自动化运维架构都各种功能各种酷炫,如下图,让人可望不可及。现在最终的样子大家都知道了,但问题是如何根据自己团队当前的情况一步步向那个目标演进?
01.png

笔者所在团队,三个半开发,要维护几十台云机器,部署了十来个应用,这些应用 90% 都是遗留系统。应用系统的编译打包基本在程序员自己的电脑上。分支管理也清一色的 dev 分支开发,测试通过后,再合并到 master 分支。生产环境的应用配置要登录上具体的机器看才知道,更不用说配置中心及配置版本化了。

对了,连基本的机器级别的基础监控都没有。

我平时的工作是 50% 业务开发,50% 运维。面对这么多问题,我就想啊,如何在低成本情况下实现自动化运维。本文就是总结我在这方面一些经验和实践。希望对读者有帮助。

别说话,先上监控和告警

事情有轻重缓急,监控和告警是我觉得一开始就要做的,即使业务开发被拖慢。只有知道了当前的情况,你才好做下一步计划。

现在市面上监控系统很多:Zabbix、Open-Falcon、Prometheus。最终作者选择了 Prometheus。因为:
  1. 它是拉模式的
  2. 它方便使用文本方式来配置,有利于配置版本化
  3. 插件太多了,想要监控什么,基本都会有现成的
  4. 以上三者,我基本都要重新学,我为什么不学一个 Google SRE 书上推荐的呢?


之前我们已经介绍过,人少机器多,所以,安装 Prometheus 的过程也必须要自动化,同时版本化。笔者使用的是 Ansible + Git 实现。最终样子如下:
02.png

这里需要简单介绍一下:
  1. Prometheus Server 负责监控数据收集和存储
  2. Prometheus Alert manager 负责根据告警规则进行告警,可集成很多告警通道
  3. node-exporter 的作用就是从机器读取指标,然后暴露一个 http 服务,Prometheus 就是从这个服务中收集监控指标。当然 Prometheus 官方还有各种各样的 exporter。


使用 Ansible 作为部署工具的一个好处是太多现成的 role 了,安装Prometheus 时,我使用的是现成的:prometheus-ansble

有了监控数据后,我们就可以对数据进行可视化,Grafana 和 Prometheus 集成得非常好,所以,我们又部署了 Grafana:
03.png

在 Grafana 上查看 nodex-exporter 收集的数据的效果图大概如下:
04.png

可是,我们不可能24小时盯着屏幕看CPU负载有没有超吧?这时候就要上告警了,Promehtues 默认集成了 N 多告警渠道。可惜没有集成钉钉。但也没有关系,有好心的同学开源了钉钉集成 Prometheus 告警的组件:prometheus-webhook-dingtalk。接着,我们告警也上了:
05.png

完成以上工作后,我们的基础监控的架子就完成了。为我们后期上 Redis 监控、JVM 监控等更上层的监控做好了准备。

配置版本化要从娃娃抓起

在搭建监控系统的过程中,我们已经将配置抽离出来,放到一个单独的代码仓库进行管理。以后所有部署,我们都会将配置和部署逻辑分离。

关于如何使用 Ansible 进行配置管理,可以参考这篇文章:How to Manage Multistage Environments with Ansible 。我们就是使用这种方式来组织环境变量的。
├── environments/         # Parent directory for our environment-specific directories
│   │
│   ├── dev/              # Contains all files specific to the dev environment
│   │   ├── group_vars/   # dev specific group_vars files
│   │   │   ├── all
│   │   │   ├── db
│   │   │   └── web
│   │   └── hosts         # Contains only the hosts in the dev environment
│   │
│   ├── prod/             # Contains all files specific to the prod environment
│   │   ├── group_vars/   # prod specific group_vars files
│   │   │   ├── all
│   │   │   ├── db
│   │   │   └── web
│   │   └── hosts         # Contains only the hosts in the prod environment
│   │
│   └── stage/            # Contains all files specific to the stage environment
│       ├── group_vars/   # stage specific group_vars files
│       │   ├── all
│       │   ├── db
│       │   └── web
│       └── hosts         # Contains only the hosts in the stage environment


现阶段,我们所有的配置都以文本的方式存储,将来要切换成使用 Consul 做配置中心,也非常的方便,因为 Ansible 2.0 以上的版本已经原生集成了Consule:consul_module

Tips:Ansible 的配置变量是有层次的,这为我们的配置管理提供了非常大的灵活性。

Jenkins 化:将打包交给 Jenkins

我们要将所有的项目的打包工作交给 Jenkins。当然,现实中我们是先将一些项目放到 Jenkins 上打包,逐步将项目放上 Jenkins。

首先我们要有 Jenkins。搭建 Jenkins 同样有现成的 Ansible 脚本:ansible-role-jenkins。注意了,在网上看到的大多文章告诉你 Jenkins 都是需要手工安装插件的,而我们使用的这个 ansible-role-jenkins 实现了自动安装插件,你只需要加一个配置变量 jenkins_plugins 就可以了,官方例子如下:
---
- hosts: all
vars:
jenkins_plugins:
  - blueocean
  - ghprb
  - greenballs
  - workflow-aggregator
jenkins_plugin_timeout: 120

pre_tasks:
- include_tasks: java-8.yml

roles:
- geerlingguy.java
- ansible-role-jenkins 

搭建好 Jenkins 后,就要集成 Gitlab 了。我们原来就有Gitlab了,所以,不需要重新搭建。如何集成就不细表了,网络上已经很多文章。

最终 Jenkins 搭建成以下这个样子:
06.png

关于 Jenkins master 与 Jenkins agent 的连接方式,由于网络环境各不相同,网上也有很多种方式,大家自行选择适合的方式。

好,现在我们需要告诉 Jenkins 如何对我们的业务代码进行编译打包。有两种方法:
  1. 界面上设置
  2. 使用 Jenkinsfile:类似于 Dockerfile 的一种文本文件,具体介绍:Using a Jenkinsfile


作者毫不犹豫地选择了第2种,因为一是利于版本化;二是灵活。

Jenkinsfile 类似这样:
pipeline {
agent any
stages {
    stage('Build') {
        steps {
            sh './gradlew clean build'
            archiveArtifacts artifacts: '**/target/*.jar', fingerprint: true
        }
    }
}


那么 Jenkinsfile 放哪里呢?和业务代码放在一起,类似这样每个工程各自管理自己的 Jenkinsfile:
07.png

这时,我们就可以在 Jenkins 上创建一个 pipleline Job了:

关于分支管理,我们人少,所以,建议所有项目统一在 master 分支进行开发并发布。

让 Jenkins 帮助我们执行 Ansible

之前我们都是在程序员的电脑执行 Ansible 的,现在我们要把这项工作交给 Jenkins。具体操作:
  1. 在 Jenkins 安装 Ansible 插件
  2. 在 Jenkinsfile 中执行


withCredentials([sshUserPrivateKey(keyFileVariable:"deploy_private",credentialsId:"deploy"),file(credentialsId: 'vault_password', variable: 'vault_password')]) {
         ansiblePlaybook vaultCredentialsId: 'vault_password', inventory: "environments/prod", playbook: "playbook.yaml",
         extraVars:[
           ansible_ssh_private_key_file: [value: "${deploy_private}", hidden: true],
           build_number: [value: "${params.build_number}", hidden: false]
         ]


这里需要解释下:
  1. ansiblePlaybook 是 Jenkins ansible 插件提供的 pipeline 语法,类似手工执行:ansible-playbook 。
  2. withCredentials 是 Credentials Binding 插件的语法,用于引用一些敏感信息,比如执行 Ansible 时需要的 ssh key 及 Ansible Vault 密码。
  3. 一些敏感配置变量,我们使用 Ansible Vault 技术加密。


Ansible 脚本应该放哪?

我们已经知道各个项目各自负责自己的自动化构建,所以,Jenkinfile 就放到各自项目中。那项目的部署呢?同样的道理,我们觉得也应该由各个项目自行负责,所以,我们的每个要进行部署的项目下都会有一个 ansible 目录,用于存放 Ansible 脚本。类似这样:
08.png

但是,怎么用呢?我们会在打包阶段将 Ansible 目录进行 zip 打包。真正部署时,再解压执行里面的 playbook。

快速为所有的项目生成 Ansible 脚本及Jenkinsfile

上面,我们将一个项目进行 Jenkins 化和 Ansible 化,但是我们还有很多项目需要进行同样的动作。考虑到这是体力活,而且以后我们还会经常做这样事,所以笔者决定使用 cookiecutter 技术自动生成 Jenkinsfile 及 Ansible 脚本,创建一个项目,像这样:
09.png

小结

总结下来,我们小团队的自动化运维实施的顺序大概为:
  1. 上基础监控
  2. 上 Gitlab
  3. 上 Jenkins,并集成 Gitlab
  4. 使用 Jenkins 实现自动编译打包
  5. 使用 Jenkins 执行 Ansible


以上只是一个架子,基于这个“架子”,就可以向那些大厂的高大上的架构进行演进了。比如:
  • CMDB的建设:我们使用 ansible-cmdb 根据 inventory 自动生成当前所有机器的情况
  • 发布管理:Jenkins 上可以对发布的每个阶段进行定制。蓝绿发布等发布方式可以使用通过修改 Ansible 脚本和 Inventory 实现。
  • 自动扩缩容:通过配置 Prometheus 告警规则,调用相应 webhook 就可以实现
  • ChatOps:ChatOps实战


以上就是笔者关于自动化运维的一些实践。还在演进路上。希望能与大家交流。

原文链接:http://showme.codes/2018-06-07/devops-in-action/

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