剧本示例：持续交付和滚动升级

什么是持续交付？

持续交付 (CD) 指的是频繁地向您的软件应用程序交付更新。

其理念是，通过更频繁地更新，您无需等待特定的时间段，并且您的组织能够更好地应对变化。

一些Ansible用户每小时甚至更频繁地向最终用户部署更新——有时每次有经过批准的代码更改时都会部署。为了实现这一点，您需要能够以零停机时间快速应用这些更新的工具。

本文档详细介绍了如何使用Ansible最完整的示例playbook之一lamp_haproxy来实现此目标。此示例使用了许多Ansible功能：角色、模板和组变量，并且还附带了一个编排playbook，可以对Web应用程序堆栈进行零停机时间滚动升级。

这些playbook将Apache、PHP、MySQL、Nagios和HAProxy部署到一组基于CentOS的服务器上。

我们不会在这里介绍如何运行这些playbook。请阅读GitHub项目中包含的README以及该示例以获取相关信息。相反，我们将仔细研究playbook的每个部分并描述其作用。

站点部署 

让我们从site.yml开始。这是我们的站点范围部署playbook。它可用于初始部署站点，以及将更新推送到所有服务器。

---
# This playbook deploys the whole application stack in this site.

# Apply common configuration to all hosts
- hosts: all

  roles:
  - common

# Configure and deploy database servers.
- hosts: dbservers

  roles:
  - db

# Configure and deploy the web servers. Note that we include two roles
# here, the 'base-apache' role which simply sets up Apache, and 'web'
# which includes our example web application.

- hosts: webservers

  roles:
  - base-apache
  - web

# Configure and deploy the load balancer(s).
- hosts: lbservers

  roles:
  - haproxy

# Configure and deploy the Nagios monitoring node(s).
- hosts: monitoring

  roles:
  - base-apache
  - nagios

注意

如果您不熟悉playbook和play之类的术语，则应复习使用playbook。

在此playbook中，我们有5个play。第一个play针对all主机并将common角色应用于所有主机。这用于站点范围的事情，例如yum存储库配置、防火墙配置以及需要应用于所有服务器的任何其他内容。

接下来的四个play针对特定主机组，并将特定角色应用于这些服务器。除了Nagios监控、数据库和Web应用程序的角色外，我们还实现了一个base-apache角色，用于安装和配置基本的Apache设置。样本Web应用程序和Nagios主机都使用此角色。

可重用内容：角色 

现在您应该对角色以及它们在Ansible中的工作方式有所了解。角色是一种将内容（任务、处理程序、模板和文件）组织成可重用组件的方法。

此示例包含六个角色：common、base-apache、db、haproxy、nagios和web。如何组织角色取决于您和您的应用程序，但是大多数站点将拥有一个或多个应用于所有系统的公共角色，然后是一系列特定于应用程序的角色，用于安装和配置站点的特定部分。

角色可以具有变量和依赖项，您可以向角色传递参数以修改其行为。您可以在角色部分中阅读有关角色的更多信息。

配置：组变量 

组变量是应用于服务器组的变量。它们可用于模板和playbook中，以自定义行为并提供易于更改的设置和参数。它们存储在与清单位于同一位置的group_vars目录中。以下是lamp_haproxy的group_vars/all文件。正如您可能预期的那样，这些变量将应用于清单中的所有机器。

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httpd_port: 80
ntpserver: 192.0.2.23

这是一个YAML文件，您可以创建列表和字典以实现更复杂的变量结构。在本例中，我们只设置了两个变量，一个用于Web服务器的端口，另一个用于我们的机器应使用的时间同步的NTP服务器。

这是另一个组变量文件。这是group_vars/dbservers，它应用于dbservers组中的主机。

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mysqlservice: mysqld
mysql_port: 3306
dbuser: root
dbname: foodb
upassword: usersecret

如果您查看示例，就会发现webservers组和lbservers组也具有类似的组变量。

这些变量在许多地方都有使用。您可以在playbook中使用它们，例如在roles/db/tasks/main.yml中。

- name: Create Application Database
  mysql_db:
    name: "{{ dbname }}"
    state: present

- name: Create Application DB User
  mysql_user:
    name: "{{ dbuser }}"
    password: "{{ upassword }}"
    priv: "*.*:ALL"
    host: '%'
    state: present

您也可以在模板中使用这些变量，例如在roles/common/templates/ntp.conf.j2中。

driftfile /var/lib/ntp/drift

restrict 127.0.0.1
restrict -6 ::1

server {{ ntpserver }}

includefile /etc/ntp/crypto/pw

keys /etc/ntp/keys

您可以看到{{和}}的变量替换语法对于模板和变量都是相同的。大括号内的语法是Jinja2，您可以对其中的数据执行各种操作并应用不同的过滤器。在模板中，您还可以使用for循环和if语句来处理更复杂的情况，例如在roles/common/templates/iptables.j2中。

{% if inventory_hostname in groups['dbservers'] %}
-A INPUT -p tcp  --dport 3306 -j  ACCEPT
{% endif %}

这是测试我们当前正在操作的机器的清单名称（inventory_hostname）是否存在于清单组dbservers中。如果是，则该机器将获得端口3306的iptables ACCEPT行。

这是来自同一模板的另一个示例。

{% for host in groups['monitoring'] %}
-A INPUT -p tcp -s {{ hostvars[host].ansible_default_ipv4.address }} --dport 5666 -j ACCEPT
{% endfor %}

这将遍历名为monitoring的组中的所有主机，并将每个监控主机的默认IPv4地址的ACCEPT行添加到当前机器的iptables配置中，以便Nagios可以监控这些主机。

您可以此处了解有关Jinja2及其功能的更多信息，您还可以在使用变量部分中阅读有关Ansible变量的更多一般信息。

滚动升级 

现在您拥有一个完全部署的站点，其中包含Web服务器、负载均衡器和监控。您如何更新它？这就是Ansible的编排功能发挥作用的地方。虽然某些应用程序使用术语“编排”来表示基本的排序或命令轰炸，但Ansible将编排称为“像管弦乐队一样指挥机器”，并为此配备了一个非常复杂的引擎。

Ansible能够以协调的方式对多层应用程序进行操作，从而可以轻松地编排我们Web应用程序的复杂零停机时间滚动升级。这在单独的playbook中实现，称为rolling_update.yml。

查看playbook，您可以看到它由两个play组成。第一个play非常简单，如下所示：

- hosts: monitoring
  tasks: []

这里发生了什么，为什么没有任务？您可能知道，Ansible会在操作服务器之前收集服务器的“事实”（facts）。这些事实对各种事情都很有用：网络信息、操作系统/发行版版本等等。在我们的例子中，我们需要在执行更新之前了解环境中所有监控服务器的一些信息，因此这个简单的 playbook 强制在我们的监控服务器上执行事实收集步骤。您有时会看到这种模式，这是一个有用的技巧。

下一部分是更新 playbook。第一部分如下所示

- hosts: webservers
  user: root
  serial: 1

这只是一个普通的 playbook 定义，作用于 webservers 组。 serial 关键字告诉 Ansible 同时操作多少台服务器。如果未指定，Ansible 将并行化这些操作，直到配置文件中指定的默认“forks”限制。但是对于零停机滚动升级，您可能不希望一次操作那么多主机。如果您只有少数几台 web 服务器，您可能希望将 serial 设置为 1，一次一台主机。如果您有 100 台，也许您可以将 serial 设置为 10，一次十台。

这是更新 playbook 的下一部分

pre_tasks:
- name: disable nagios alerts for this host webserver service
  nagios:
    action: disable_alerts
    host: "{{ inventory_hostname }}"
    services: webserver
  delegate_to: "{{ item }}"
  loop: "{{ groups.monitoring }}"

- name: disable the server in haproxy
  shell: echo "disable server myapplb/{{ inventory_hostname }}" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
  delegate_to: "{{ item }}"
  loop: "{{ groups.lbservers }}"

注意

serial 关键字强制 playbook 以“批次”方式执行。每个批次都算作一个完整的 playbook，包含主机的子集。这对 playbook 的行为有一些影响。例如，如果批次中的所有主机都失败，则 playbook 失败，这反过来又导致整个运行失败。在与 max_fail_percentage 组合使用时，您应该考虑这一点。

pre_tasks 关键字允许您列出在调用角色之前要运行的任务。过一会儿这就会更有意义。如果您查看这些任务的名称，您可以看到我们正在禁用 Nagios 警报，然后从 HAProxy 负载均衡池中删除我们当前正在更新的 web 服务器。

delegate_to 和 loop 参数一起使用，会导致 Ansible 遍历每个监控服务器和负载均衡器，并在监控服务器或负载均衡服务器上执行该操作（委派该操作），“代表”web 服务器。用编程术语来说，外循环是 web 服务器列表，内循环是监控服务器列表。

请注意，HAProxy 步骤看起来有点复杂。我们在这个例子中使用 HAProxy，因为它可以免费获得，但是如果您在基础设施中拥有（例如）F5 或 Netscaler（或者您可能拥有 AWS Elastic IP 设置？），您可以使用 Ansible 模块来与它们通信。您可能还想使用其他监控模块而不是 nagios，但这只是显示了“pre tasks”部分的主要目标——将服务器从监控中移除，并将其从轮换中移除。

下一步只是将正确的角色重新应用于 web 服务器。这将导致 web 和 base-apache 角色中的任何配置管理声明应用于 web 服务器，包括 web 应用程序代码本身的更新。我们不必这样做——我们可以只更新 web 应用程序，但这是一个很好的例子，说明如何使用角色来重用任务

roles:
- common
- base-apache
- web

最后，在 post_tasks 部分，我们反转对 Nagios 配置的更改，并将 web 服务器放回负载均衡池

post_tasks:
- name: Enable the server in haproxy
  shell: echo "enable server myapplb/{{ inventory_hostname }}" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
  delegate_to: "{{ item }}"
  loop: "{{ groups.lbservers }}"

- name: re-enable nagios alerts
  nagios:
    action: enable_alerts
    host: "{{ inventory_hostname }}"
    services: webserver
  delegate_to: "{{ item }}"
  loop: "{{ groups.monitoring }}"

同样，如果您使用的是 Netscaler 或 F5 或 Elastic Load Balancer，您只需替换相应的模块。

管理其他负载均衡器 

在这个例子中，我们使用简单的 HAProxy 负载均衡器作为 web 服务器的前端。它易于配置和管理。正如我们提到的，Ansible 支持各种其他负载均衡器，例如 Citrix NetScaler、F5 BigIP、Amazon Elastic Load Balancers 等等。

对于其他负载均衡器，您可能需要向它们发送 shell 命令（就像我们上面对 HAProxy 所做的那样），或者如果您的负载均衡器公开 API，则调用 API。对于 Ansible 具有模块的负载均衡器，如果它们联系 API，您可能希望将其作为 local_action 运行。您可以在控制任务运行位置：委派和本地操作部分阅读有关本地操作的更多信息。如果您为某些没有模块的硬件开发了一些有趣的东西，它可能会成为一个很好的贡献！

端到端持续交付 

现在您已经有了自动部署应用程序更新的方法，您如何将所有这些结合在一起？许多组织使用像 Jenkins 或 Atlassian Bamboo 这样的持续集成工具来将开发、测试、发布和部署步骤结合在一起。您可能还想使用像 Gerrit 这样的工具，为对应用程序代码本身或 Ansible playbook 或两者的提交添加代码审查步骤。

根据您的环境，您可能会持续部署到测试环境，对该环境运行集成测试电池，然后自动部署到生产环境。或者您可以保持简单，只使用滚动更新来按需部署到测试或生产环境。这完全取决于您。

为了与持续集成系统集成，您可以使用 ansible-playbook 命令行工具轻松触发 playbook 运行，或者，如果您使用的是 AWX，则使用 tower-cli 命令或内置 REST API。（tower-cli 命令“joblaunch”将在 REST API 上生成一个远程作业，非常简洁）。

这应该让您对如何使用 Ansible 构建多层应用程序以及编排该应用程序的操作有一个很好的了解，最终目标是持续交付给您的客户。您可以将滚动升级的想法扩展到应用程序的几个不同部分；也许可以添加前端 web 服务器以及应用程序服务器，或者用 NoSQL 数据库替换 SQL 数据库。Ansible 使您能够轻松管理复杂的环境并自动化常见操作。

另请参阅

使用playbook: Playbook 简介
角色: Playbook 角色简介
使用变量: Ansible 变量简介
Ansible.com：持续交付: Ansible 持续交付简介

剧本示例：持续交付和滚动升级

什么是持续交付？

站点部署

可重用内容：角色

配置：组变量

滚动升级

管理其他负载均衡器

端到端持续交付