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小团队如何从零搭建一个自动化运维体系?

转载 作者:陶然陶然 时间:2018-07-09 14:00:07 0 删除 编辑

行业内各巨头的自动化运维架构都各种功能,各种酷炫,让人可望不可及。

如下图,现在行业内各巨头自动化运维架构的最终样子大家都知道了,但是如何根据自己团队当前的情况一步步向这个目标演进?

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,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,但是最终我选择了 Prometheus。

原因有如下几点:

它是拉模式的。

它方便使用文本方式来配置,有利于配置版本化。

插件多,想要监控什么,基本都会有现成的插件。

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。我使用的是 Ansible + Git 实现。

最终样子如下:

这里需要简单介绍一下:

Prometheus Server 负责监控数据收集和存储。

Prometheus Alert manager 负责根据告警规则进行告警,可集成很多告警通道。

node-exporter[1] 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[2]。

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:

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

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[3]。

接着,我们告警也上了:

完成以上工作后,我们基础监控的架子就完成了,这为我们后期上 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[4] 。

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Consul:consul_module[5]。

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,然后逐步将项目放上 Jenkins。

首先我们要有 Jenkins,搭建 Jenkins 同样有现成的 Ansible 脚本:ansible-role-jenkins[6]。

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 ,所以不需要重新搭建。

最终 Jenkins 搭建成以下这个样子:

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。

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:

界面上设置

使用 Jenkinsfile:类似于 Dockerfile 的一种文本文件,具体介绍:Using a Jenkinsfile[7]

我毫不犹豫地选择了第二种,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?答案是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:

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:

在 Jenkins 安装 Ansible 插件[8]

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:

ansiblePlaybook 是 Jenkins ansible 插件提供的 pipeline 语法,类似手工执行:ansible-playbook 。

withCredentials 是 Credentials Binding[9] 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。

一些敏感配置变量,我们使用 Ansible Vault[10] 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:

但是,怎么用呢?我们会在打包阶段将 Ansible 目录进行 zip 打包,到真正部署时,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,所以我决定使用 cookiecutter[11] 技术自动生成 Jenkinsfile 及 Ansible 脚本,创建一个项目,像这样:

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:

上基础监控

上 Gitlab

上 Jenkins,并集成 Gitlab

使用 Jenkins 实现自动编译打包

使用 Jenkins 执行 Ansible

以上只是一个架子,基于这个“架子”,就可以向那些大厂高大上的架构进行演进了,比如:

CMDB 的建设:我们使用 ansible-cmdb[12] 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[13]。

以上就是我关于自动化运维的一些实践,但是还在演进的路上,希望能与大家交流。

相关链接:

[1]https://github.com/prometheus/node_exporter

[2]https://github.com/ernestas-poskus/ansible-prometheus

[3]https://github.com/timonwong/prometheus-webhook-dingtalk

[4]https://www.digitalocean.com/community/tutorials/how-to-manage-multistage-environments-with-ansible

[5]http://docs.ansible.com/ansible/latest/modules/consul_module.html

[6]https://github.com/geerlingguy/ansible-role-jenkins

[7]https://jenkins.io/doc/book/pipeline/jenkinsfile/

[8]https://wiki.jenkins.io/display/JENKINS/Ansible+Plugin

[9]https://jenkins.io/doc/pipeline/steps/credentials-binding/

[10]http://docs.ansible.com/ansible/2.5/user_guide/vault.html

[11]https://github.com/audreyr/cookiecutter

[12]https://github.com/fboender/ansible-cmdb

[13]https://showme.codes/2017-10-08/chatops-in-action/


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