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如何快速建立一个 Ansible 实验室

公有云实践 作者:安全剑客 时间:2021-01-20 09:59:43 0 删除 编辑
建立一个支持学习和实验新软件的环境。能够构建和拆解公有云环境是非常有用的,但我们大多数人都不能轻松访问公有云。退而求其次的最好办法就是在本地机器上建立一个实验室,但即使在本地机器上运行也会带来性能、灵活性和其他挑战。大多数时候,本地机器上额外的工作负载会干扰我们日常的工作,它们当然也会影响你提供一个现成的环境来玩耍和实验新软件。

几年前,当我和我的团队开始学习 Ansible 时,我们就遇到了这个挑战。我们找不到一个可以单独使用的环境,我们对这种情况的失望导致我们中的一些人停止了实验。我们知道需要找到一个解决方案。

我们花了很多时间研究各种方案,得出了一套工具,使我们的好奇心能够在我们完全控制的环境中学习。我们可以在本地机器上轮换和拆解实验室环境,而不需要访问内部实验室或公共云。

本文将解释如何在 20 分钟内以完全自动化的方式在本地机器上部署自己的实验室环境。

你可以在我的 GitHub 仓库中找到这个练习的所有代码。

工具和软件

本方案使用以下工具和软件:

  • Ansible 是我们选择的自动化工具,因为它易于使用,而且足够灵活,可以满足实验室的要求。
  • Vagrant 易于使用,用于构建和维护虚拟机。
  • VirtualBox 是一个托管管理程序,可以在 Windows 和   环境中使用。
  • Fedora v30+ 是我本地机器上的操作系统。
  • 你必须进行以下设置才能建立环境:

  • 一个互联网连接
  • 在 BIOS 中启用虚拟化技术支持(以下是在我的联想笔记本上的过程)
  • Vagrant v2.2.9
  • 最新版本的 Ansible
  • 最新版本的 VirtualBox
  • Fedora v30+ 宿主机操作系统
  • 这个实验室环境有什么?

    这个项目旨在部署一个带有 Ansible 引擎和多个 Linux 节点的 Ansible 主机,以及一些预加载和预配置的应用程序(httpd 和 MySQL)。它还启用了 Cockpit,这样你就可以在测试过程中监控虚拟机(VM)的状态。使用预部署的应用程序的原因是为了提高效率(所以你不必花时间安装这些组件)。这样你就可以专注于创建角色和剧本,并针对上述工具部署的环境进行测试。

    我们确定,对于我们的用例来说,最好的方案是多机 Vagrant 环境。Vagrant 文件创建了三个   虚拟机,以模拟两个目标主机和一个 Ansible 控制机。

  • Host1: 没有图形用户界面(GUI),安装 httpd 和 MySQL
  • Host2: 没有 GUI,安装了 httpd 和 MySQL
  • Ansible-host:没有 GUI,安装了 Ansible 引擎
  • 启用多个管理程序

    如果使用了多个管理程序,一些管理程序可能不允许你拉起虚拟机。要解决这个问题,请遵循以下步骤(基于 Vagrant 的安装说明)。

    首先,找出管理程序的名称:

    $ lsmod | grep kvm
    kvm_intel             204800  6
    kvm                   593920  1 kvm_intel
    irqbypass              16384  1 kvm

    我感兴趣的是 kvm_intel,但你可能需要另一个(比如 kvm_amd)。

    以 root 身份运行以下内容,将该管理程序列入黑名单:

    $ echo 'blacklist kvm-intel' >> /etc/modprobe.d/blacklist.conf

    重新启动你的机器并尝试再次运行 Vagrant。

    Vagrant 文件
    cat Vagrantfile
    # -*- mode: ruby -*-
    # vi: set ft=ruby :
     
    Vagrant.configure("2") do |config|
    # Define VMs with static private IP addresses, vcpu, memory and vagrant-box.
      boxes = [
        {
          :name => "web1.demo.com", ⇒ Host1 this is one of the target nodes
          :box => "centos/8",             ⇒ OS version
          :ram => 1024,                   ⇒ Allocated memory
          :vcpu => 1,               ⇒  Allocated CPU
          :ip => "192.168.29.2"     ⇒ Allocated IP address of the node
        },
        {
          :name => "web2.demo.com", ⇒ Host2 this is one of the target nodes
          :box => "centos/8",
          :ram => 1024,
          :vcpu => 1,
          :ip => "192.168.29.3"
        },
        {
          :name => "ansible-host", ⇒ Ansible Host with Ansible Engine
          :box => "centos/8",
          :ram => 8048,
          :vcpu => 1,
          :ip => "192.168.29.4"
        }
      ]
     
      # Provision each of the VMs.
      boxes.each do |opts|
        config.vm.define opts[:name] do |config|
    #   Only Enable this if you are connecting to Proxy server
    #      config.proxy.http    = "⇒ Needed if you have a proxy
    #      config.proxy.https   = "
    #      config.proxy.no_proxy = "localhost,127.0.0.1"
          config.vm.synced_folder ".", "/vagrant", id: "vagrant-root", disabled: true
          config.ssh.insert_key = false
          config.vm.box = opts[:box]
          config.vm.hostname = opts[:name]
          config.vm.provider :virtualbox do |v| ⇒  Defines the vagrant provider
            v.memory = opts[:ram]
            v.cpus = opts[:vcpu]
          end
          config.vm.network :private_network, ip: opts[:ip]
          config.vm.provision :file do |file|
             file.source     = './keys/vagrant' ⇒ vagrant keys to allow access to the nodes
             file.destination    = '/tmp/vagrant' ⇒ the location to copy the vagrant key
          end
          config.vm.provision :shell, path: "bootstrap-node.sh" ⇒ script that copy hosts entry
          config.vm.provision :ansible do |ansible| ⇒ declaration to run ansible playbook
            ansible.verbose = "v"
            ansible.playbook = "playbook.yml" ⇒ the playbook used to configure the hosts
          end
            end
      end
    end

    这些是你需要注意的重要文件。

  • inventory-test.yaml:连接到节点的清单文件
  • playbook.yaml:Vagrant 供应者调用的用于配置节点的剧本文件
  • `Vagrantfile':Vagrant 用来部署环境的文件
  • Vagrant 密钥文件:连接实验室环境中各节点的 Vagrant 密钥
  • 你可以根据你的需要调整这些文件。Ansible 的灵活性使你有能力根据你的需要声明性地改变你的环境。

    部署你的实验室环境

    首先,克隆这个 GitHub 仓库 中的代码:

    $ git clone 
    Cloning into 'ansible-labs-101'...
    remote: Enumerating objects: 15, done.
    remote: Counting objects: 100% (15/15), done.
    remote: Compressing objects: 100% (13/13), done.
    remote: Total 15 (delta 2), reused 10 (delta 0), pack-reused 0
    Unpacking objects: 100% (15/15), 6.82 KiB | 634.00 KiB/s, done.

    接下来,将你的目录改为 vagrant-session-2,并查看其内容:

    $ ls
    Bootstrap-node.sh   inventory   keys   playbook.yml   README.md Vagrantfile

    现在你已经拥有了实验室环境所需的所有工件和配置文件。要部署环境,请运行:

    $ vagrant up

    只要有一个像样的网络连接,只需要 20 分钟左右就可以得到一个运行环境:

    $ vagrant up
    Bringing machine 'web1.demo.com' up with 'virtualbox' provider...
    Bringing machine 'web2.demo.com' up with 'virtualbox' provider...
    Bringing machine 'ansible-host' up with 'virtualbox' provider...
    ==> web1.demo.com: Importing base box 'centos/8'...
    ==> web1.demo.com: Matching MAC address for NAT networking...
    ==> web1.demo.com: Checking if box 'centos/8' version '1905.1' is up to date...
    ==> web1.demo.com: Setting the name of the VM: ansible-labs_web1democom_1606434176593_70913
    ==> web1.demo.com: Clearing any previously set network interfaces...
    ==> web1.demo.com: Preparing network interfaces based on configuration...
        web1.demo.com: Adapter 1: nat
        web1.demo.com: Adapter 2: hostonly
    ==> web1.demo.com: Forwarding ports...
        web1.demo.com: 22 (guest) => 2222 (host) (adapter 1)
    ==> web1.demo.com: Running 'pre-boot' VM customizations...
    ==> web1.demo.com: Booting VM...
    ==> web1.demo.com: Waiting for machine to boot. This may take a few minutes...
        web1.demo.com: SSH address: 127.0.0.1:2222
        web1.demo.com: SSH username: vagrant
        web1.demo.com: SSH auth method: private key
    [...]

    一旦该剧本执行完成,你会看到这样的输出:

    PLAY RECAP *********************************
    Ansible-host     : ok=20 changed=11 unreachable=0 failed=0 skipped=0 rescued=0 ignored=3
     
    Real 18m14.288s
    User 2m26.978s
    Sys 0m26.849s

    确认所有虚拟机都在运行:

    $ vagrant status
    Current machine states:
     
    Web1.demo.com    running (virtualbox)
    Web2.demo.com    running (virtualbox)
    ansible-host     running (virtualbox)
    [...]

    你可以通过登录其中一个虚拟机进一步调查。访问 ansible-host:

    > vagrant ssh ansible-host
    Activate the web console with: systemctl enable --now cockpit.socket
     
    Last login: Thu Nov 26 12:21:23 2020 from 10.0.2.2
    [vagrant@ansible-host ~] uptime
    16:46:42 up 1:24, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.04

    最后,你可以使用 Ansible 模块来 ping 你创建的其他节点:

    [vagrant@ansible-host]$ ansible -i inventory-test.yaml \
    webservers -m ping -u vagrant
    192.168.29.2 | SUCCESS => {
      "Ansible-facts": {
          "Discovered_interpreter_python": "/usr/libexec/platform-python"
        },
        "Changed": false;
        "Ping": "pong"
    }
    [...]
    清理

    运行如下 来清理环境:

    $ vagrant destroy [vagrant machine name]

    你的输出会像这样:

    如何快速建立一个 Ansible 实验室如何快速建立一个 Ansible 实验室

    有创意的学习

    在自己的实验室里利用自己的时间学习 Ansible 这样的软件是一个好习惯,但由于受到无法控制的限制,可能会很困难。

    有时候,你需要发挥创意,找到另一种方法。在开源社区中,你可以选择很多方案;我们选择这些工具的主要原因之一是,它们是许多人常用和熟悉的。

    另外,请注意,这些剧本并没有按照我的要求进行优化。


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