小團隊如何從零搭建一個自動化運維體系？超級實用有沒有

• 2019 年 10 月 25 日
• 筆記

行業內各巨頭的自動化運維架構都各種功能各種酷炫，如下圖，現在行業內各巨頭自動化運維架構的最終樣子大家都知道了，但是如何根據自己團隊當前的情況一步步向這個目標演進？

筆者所在團隊，三個半開發，要維護幾十台雲機器，部署了十來個應用，這些應用 90% 都是遺留系統。

應用系統的編譯打包基本在程序員自己的電腦上。分支管理也清一色的 dev 分支開發，測試通過後，再合併到 master 分支。

生產環境的應用配置要登錄上具體的機器看才知道，更不用說配置中心及配置版本化了。對了，連基本的機器級別的基礎監控都沒有。

我平時的工作是 50% 業務開發，50% 運維。面對這麼多問題，我就想，如何在低成本情況下實現自動化運維。

本文就是總結我在這方面一些經驗和實踐，希望對讀者有幫助。

別說話，先上監控和告警

事情有輕重緩急，監控和告警是我覺得一開始就要做的，即使業務開發被拖慢。只有知道了當前的情況，你才好做下一步計劃。

現在市面上監控系統很多：Zabbix、Open-Falcon、Prometheus，但是最終我選擇了 Prometheus。

原因有如下幾點：

• 它是拉模式的。
• 它方便使用文本方式來配置，有利於配置版本化。
• 插件多，想要監控什麼，基本都會有現成的插件。

以上三者，我基本都要重新學，我為什麼不學一個 Google SRE 書上推薦的呢？

之前我們已經介紹過，人少機器多，所以安裝 Prometheus 的過程也必須要自動化，同時版本化。我使用的是 Ansible + Git 實現。

最終樣子如下：

這裡需要簡單介紹一下：

• Prometheus Server 負責監控數據收集和存儲。
• Prometheus Alert manager 負責根據告警規則進行告警，可集成很多告警通道。
• node-exporter[1] 的作用就是從機器讀取指標，然後暴露一個 http 服務，Prometheus 就是從這個服務中收集監控指標。當然 Prometheus 官方還有各種各樣的 exporter。

使用 Ansible 作為部署工具的一個好處是太多現成的 role 了，安裝 Prometheus 時，我使用的是現成的：prometheus-ansble[2]。

有了監控數據後，我們就可以對數據進行可視化，Grafana 和 Prometheus 集成得非常好，所以我們又部署了 Grafana：

在 Grafana 上查看 nodex-exporter 收集的數據的效果圖大概如下：

可是，我們不可能 24 小時盯着屏幕看 CPU 負載有沒有超吧？這時候就要上告警了，Promehtues 默認集成了 N 多告警渠道，可惜沒有集成釘釘。

但也沒有關係，有好心的同學開源了釘釘集成 Prometheus 告警的組件：prometheus-webhook-dingtalk[3]。

接着，我們告警也上了：

完成以上工作後，我們基礎監控的架子就完成了，這為我們後期上 Redis 監控、JVM 監控等更上層的監控做好了準備。

配置版本化要從娃娃抓起

在搭建監控系統的過程中，我們已經將配置抽離出來，放到一個單獨的代碼倉庫進行管理。以後所有部署，我們都會將配置和部署邏輯分離。

關於如何使用 Ansible 進行配置管理，可以參考這篇文章：How to Manage Multistage Environments with Ansible[4] 。

我們就是使用這種方式來組織環境變量的。

├── 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  │  

現階段，我們所有的配置都以文本的方式存儲，將來要切換成使用 Consul 做配置中心，也非常的方便，因為 Ansible 2.0 以上的版本已經原生集成了Consul：consul_module[5]。

Tips：Ansible 的配置變量是有層次的，這為我們的配置管理提供了非常大的靈活性。

Jenkins 化：將打包交給 Jenkins

我們要將所有項目的打包工作交給 Jenkins。當然，現實中我們是先將一些項目放到 Jenkins 上打包，然後逐步將項目放上 Jenkins。

首先我們要有 Jenkins，搭建 Jenkins 同樣有現成的 Ansible 腳本：ansible-role-jenkins[6]。

注意了，在網上看到的大多文章告訴你 Jenkins 都是需要手工安裝插件的，而我們使用的這個 ansible-role-jenkins 實現了自動安裝插件，你只需要加一個配置變量 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 後，就要集成 Gitlab 了。我們原來就有 Gitlab ，所以不需要重新搭建。

最終 Jenkins 搭建成以下這個樣子：

關於 Jenkins master 與 Jenkins agent 的連接方式，由於網絡環境各不相同，網上也有很多種方式，大家自行選擇適合的方式。

現在我們需要告訴 Jenkins 如何對我們的業務代碼進行編譯打包，有兩種方法：

• 界面上設置
• 使用 Jenkinsfile：類似於 Dockerfile 的一種文本文件，具體介紹：Using a Jenkinsfile[7]

我毫不猶豫地選擇了第二種，因為一是利於版本化；二是靈活。

Jenkinsfile 類似這樣：

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

那麼 Jenkinsfile 放哪裡呢？答案是和業務代碼放在一起，類似這樣每個工程各自管理自己的 Jenkinsfile：

這時，我們就可以在 Jenkins 上創建一個 pipleline Job了。關於分支管理，我們人少，所以，建議所有項目統一在 master 分支進行開發並發佈。

讓 Jenkins 幫助我們執行 Ansible

之前我們都是在程序員的電腦執行 Ansible 的，現在我們要把這項工作交給 Jenkins。

具體操作：

• 在 Jenkins 安裝 Ansible 插件[8]
• 在 Jenkinsfile 中執行

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]               ]  }  

這裡需要解釋下：

• ansiblePlaybook 是 Jenkins ansible 插件提供的 pipeline 語法，類似手工執行：ansible-playbook 。
• withCredentials 是 Credentials Binding[9] 插件的語法，用於引用一些敏感信息，比如執行 Ansible 時需要的 ssh key 及 Ansible Vault 密碼。
• 一些敏感配置變量，我們使用 Ansible Vault[10] 技術加密。

Ansible 腳本應該放哪？

我們已經知道各個項目各自負責自己的自動化構建，所以 Jenkinfile 就放到各自項目中。

那項目的部署呢？同樣的道理，我們覺得也應該由各個項目自行負責，所以我們的每個要進行部署的項目下都會有一個 Ansible 目錄，用於存放 Ansible 腳本。

類似這樣：

但是，怎麼用呢？我們會在打包階段將 Ansible 目錄進行 zip 打包，到真正部署時，再解壓執行裏面的 playbook。

快速為所有的項目生成 Ansible 腳本及Jenkinsfile

上面，我們將一個項目進行 Jenkins 化和 Ansible 化，但是我們還有很多項目需要進行同樣的動作。

考慮到這是體力活，而且以後我們還會經常做這樣事，所以我決定使用 cookiecutter[11] 技術自動生成 Jenkinsfile 及 Ansible 腳本，創建一個項目，像這樣：

小結

總結下來，我們小團隊的自動化運維實施的順序大概為：

• 上基礎監控
• 上 Gitlab
• 上 Jenkins，並集成 Gitlab
• 使用 Jenkins 實現自動編譯打包
• 使用 Jenkins 執行 Ansible

以上只是一個架子，基於這個「架子」，就可以向那些大廠高大上的架構進行演進了，比如：

• CMDB 的建設：我們使用 ansible-cmdb[12] 根據 inventory 自動生成當前所有機器的情況。
• 發佈管理：Jenkins 上可以對發佈的每個階段進行定製。藍綠發佈等發佈方式可以通過修改 Ansible 腳本和 Inventory 實現。
• 自動擴縮容：通過配置 Prometheus 告警規則，調用相應 webhook 就可以實現。
• ChatOps：ChatOps 實戰[13]。

以上就是我關於自動化運維的一些實踐，但是還在演進的路上，希望能與大家交流。

相關鏈接：

• [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/

作者 | 翟志軍

轉自 | http://showme.codes/2018-06-07/devops-in-action/