程序员应知应会之自动化运维那些事儿

　　对于一个开发人员来讲，可能运维并不是自己的职责所在。但是作为一名开发人员，却不能不了解自动化运维的整个流程。因为对于一个信息系统而言，开发和运维本质是一体的，尤其对于一些小公司来讲，可能运维人员本身就是开发人员抽空兼任的。
　　而自动化运维，本质上是介于开发和运维之间的，是运维和开发的交集，甚至很多时候都要写不少代码。因此，任何一个开发人员，都需要有自动化运维的相关知识。
　　一个了解好的开发人员，即使自己不做运维相关的工作，也能够知道自己在将项目交付给运维人员的时候，哪些东西是重要的，那些是必须配置的等等。然而在实际工作中，往往开发人员会给运维人员留下一些坑，一些只有他自己知道，而运维人员不知道的东西。导致运维人员自己试了很多次发现不行的时候，找到开发人员，开发人员研究了一下才会告诉他，在某某环境中必须用哪个端口之类的。这样不仅白白浪费了运维人员的时间，也增加了很多沟通的工作量。
　　反过来也是如此，一些现场的问题如果运维人员不能现场给出问题的定位。对于开发人员来讲是非常难以复现的。比如之前有某家企业，运维人员在客户现场发现问题。费了很大力气从客气的内网里面把日志导出来，发给开发人员，结果开发人员仔细研究了日志之后，发现是网不通的问题。开发人员显然是不可能知道为啥网不通的，搞不好是压根没连网线。
　　所以今天我们来聊一聊，对于一个程序员来讲，需要了解的自动化运维的那些事。
　　一、自动化运维的概念
　　随着信息时代的持续发展，初期的几台服务器已经发展成为了庞大的数据中心，单靠人工已经无法满足在技术、业务、管理等方面的要求。一个运维人员手工配置几台服务器还可能。配置几百上千台服务器那就累死了，还容易出错。那么就需要对运维工作进行标准化、自动化、架构优化、过程优化等。从面降低运维服务成本。其中，自动化最开始作为代替人工操作为出发点的诉求被广泛研究和应用。
　　所谓自动化运维，即在最少的人工干预下，结合运用脚本与第三方工具，保证业务系统724小时高效稳定运行。这是所有业务系统运维的终极目标。
　　按照运维的发展成熟度来看，运维大致可分为三个阶段：
　　（1）依靠纯手工，重复地进行软件的部署与运维；
　　（2）通过编写脚本，方便地进行软件的部署与运维；
　　（3）借助第三方工具，高效地进行软件的部署与运维；
　　二、自动化运维需要解决的问题
　　自动化运维通常来讲，需要解决以下几个问题：自动部署配置、风险事前预警、故障事中解决、和故障事后管理。
　　三、自动化运维的常用工具
　　自动化运维常用的工具包括以下几种：
　　1、Ansible
　　ansible是基于Python开发的自动化运维工具，集合了众多运维工具（puppet、cfengine、chef、func、fabric）的优点，实现了批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等功能。
　　ansible具有如下一些特性：
　　（1）模块化：调用特定的模块，完成特殊的任务。
　　（2）Paramiko（python对ssh的实现），PyYaml，jinja2（模块语言）三个关键模块。
　　（3）支持自定义模块，可使用任何编程语言写模块。
　　（4）基于python语言实现。
　　（5）部署简单，基于python和SSH（默认已安装），agentless，无需代理不依赖KPI（无需SSL）。
　　（6）安全，基于OpenSSH
　　（7）幂等性：一个任务执行一次和执行n遍效果一样，不因重复执行带来意外情况。
　　（8）支持playbook编排任务，YAML格式，编排任务，支持丰富的数据结构。
　　（9）较强大的多层解决方案role。
　　2、Chef
　　Chef是一个功能强大的自动化工具，可以部署，修复和更新以及管理服务器和应用程序到任何环境。
　　Chef主要分为三个部分ChefServer、Workstation以及ChefClient。用户在Workstation上编写Cookbook。然后，通过knife命令上传到ChefServer。最后，在ChefClient上面实施安装和部署工作。所以，对于Cookbook地编写在整个自动化部署中起到了重要的作用。
　　ChefServer包含所有配置数据，并存储描述ChefClient中每个Nodes的Recipe，Cookbook和元数据。配置详细信息通过ChefClient提供给Nodes。所做的任何更改都必须通过ChefServer进行部署。在推送更改之前，它通过使用授权密钥来验证Nodes和Workstations是否与服务器配对，然后允许Workstations和Nodes之间进行通信。
　　Workstations用于与Chefserver进行交互，还用于与Chefnodes进行交互。它还用于创建Cookbook。Workstations是所有交互发生的地方，在这里创建，测试和部署Cookbook，并在Workstations中测试代码。
　　Chef命令行工具是创建，测试和部署Cookbook的地方，并通过此策略将其上载到ChefServer。
　　Knife用于与ChefNodes进行交互。
　　TestKitchen用于验证Chef代码
　　ChefRepo是一个通过Chef命令行工具在其中创建，测试和维护Cookbook的存储库。
　　Nodes由Chef管理，每个Nodes通过在其上安装ChefClient进行配置。ChefNodes是一台机器，例如物理云，云主机等。
　　ChefClient负责注册和认证Nodes，构建Nodes对象以及配置Nodes。ChefClient在每个Nodes上本地运行以配置该Nodes。
　　Cookbook是Chef框架的重要基础功能之一。在ChefServer对目标机器做安装部署的时候，是通过Runlist。而Runlist里面又包含了一个一个具体的Cookbook，所以，最终对一个目标机器的部署任务就落到了Cookbook上。而对于Cookbook来说，其中包含了多个组件，我们可以将Cookbook简单地理解成一个容器或者可以理解为一个包，里面包含了recipes、files、templates、libraries、metadata等信息。这些信息用于配置我们的目标机器。
　　3、Puppet
　　puppet是一种Linux、Unix平台的集中配置管理系统，所谓配置管理系统，就是管理其里面诸如文件、用户、进程、软件包等资源。它可以运行在一台服务器端，每个客户端通过SSL证书连接到服务端，得到本机器的配置列表，然后根据列表来完成配置工作，所以如果硬件性能比较高，维护管理上千上万台机器是非常轻松的，前提是客户端的配置、服务器路径、软件需要保持一致。
　　客户端Puppet会调用本地facter，facter探测出该主机的常用变量，例如主机名、内存大小、IP地址等。然后Puppetd把这些信息发送到Puppet服务端；
　　Puppet服务端检测到客户端的主机名，然后会检测manifest中对应的node配置，并对这段内容进行解析，facter发送过来的信息可以作为变量进行处理；
　　Puppet服务器匹配Puppet客户端相关联的代码才能进行解析，其他的代码不解析，解析分为几个过程，首先是语法检查，然后会生成一个中间的伪代码，之后再把伪代码发给Puppet客户端；
　　Puppet客户端接收到伪代码之后就会执行，执行完后会将执行的结果发送给Puppet服务器；
　　Puppet服务端再把客户端的执行结果写入日志。
　　4、Saltstack
　　SaltStack是基于python开发的一套CS自动化运维工具。部署轻松，扩展性好，很容易管理上万台服务器，速度够快。与服务器之间的交流，以毫秒为单位。SaltStack提供了一个动态基础设施通信总线用于编排，远程执行、配置管理等等。它的底层使用ZeroMQ消息队列pubsub方式通信，使用SSL证书签发的方式进行认证管理，传输采用AES加密。
　　在saltstack架构中服务器端叫Master，客户端叫Minion。
　　在Master和Minion端都是以守护进程的模式运行，一直监听配置文件里面定义的retport（接受minion请求）和publishport（发布消息）的端口。当Minion运行时会自动连接到配置文件里面定义的Master地址retport端口进行连接认证。
　　saltstack除了传统的CS架构外，其实还有一种叫做masterless的架构，其不需要单独安装一台master服务器，只需要在每台机器上安装Minion端，然后采用本机只负责对本机的配置管理机制服务的模式。
　　saltstack提供如下一些功能：
　　（1）远程执行：（批量执行命令）在master上执行命令时，会在所有的minion上执行。
　　（2）配置管理状态管理：（描述想到达到的状态，saltstack就会去执行）
　　（3）云管理（cloud）：用于管理云主机
　　（4）事件驱动：被动执行，当达到某个值会自动触发
　　这四种自动化运维工具的比较如下，现在主流的基本上ansible和saltstack用的多一些：
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