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) 表示频繁地向您的软件应用程序交付更新。

想法是，通过更频繁地更新，您无需等待特定时间段，并且您的组织在应对变更方面变得更好。

一些 Ansible 用户每小时甚至更频繁地将其更新部署到最终用户 - 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的方式快速应用这些更新的工具。

本文档详细描述了如何使用 Ansible 最完整的剧本示例之一作为模板来实现此目标：lamp_haproxy。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剧本，可以对 Web 应用程序堆栈进行零停机时间滚动升级。

这些剧本将 Apache、PHP、MySQL、Nagios 和 HAProxy 部署到基于 CentOS 的服务器集。

我们不会在此介绍如何运行这些剧本。请阅读 GitHub 项目中包含的 README 以及有关该信息的示例。相反，我们将仔细查看剧本的每个部分并描述其作用。

站点部署 

让我们从 site.yml 开始。这是我们全站部署剧本。它可用于最初部署站点，以及将更新推送到所有服务器

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# 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

如果您不熟悉剧本和任务等术语，您应该查看使用剧本.

在此剧本中，我们有 5 个任务。第一个任务针对 all 主机并将 common 角色应用于所有主机。这是用于全站内容，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。

接下来的四个任务针对特定主机组，并将特定角色应用于这些服务器。除了用于 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 Apache 设置。这由示例 Web 应用程序和 Nagios 主机使用。

可重复使用的内容：角色 

到目前为止，您应该对角色及其在 Ansible 中的工作方式有所了解。角色是将内容（任务、处理程序、模板和文件）组织成可重复使用组件的一种方式。

此示例有六个角色： common、base-apache、db、haproxy、nagios 和 web。您如何组织角色取决于您和您的应用程序，但大多数站点都将有一个或多个应用于所有系统的通用角色，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，并且您可以将参数传递给角色以修改其行为。您可以在角色部分了解更多有关角色的信息。

配置：组变量 

组变量是应用于服务器组的变量。它们可用于模板和剧本中，以自定义行为并提供易于更改的设置和参数。它们存储在与您的清单位于同一位置的名为 group_vars 的目录中。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，您可以为更复杂的变量结构创建列表和字典。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，另一个用于机器应用于时间同步的 NTP 服务器。

这是另一个组变量文件。这是 group_vars/dbservers，它适用于 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，会发现 webservers 组和 lbservers 组的组变量类似。

这些变量在许多地方使用。您可以在剧本中使用它们，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

您还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，模板和变量的变量替换语法都是 {{ 和 }}。花括号内的语法是 Jinja2，您可以在其中执行各种操作并将不同的过滤器应用于内部数据。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 %}

它循环遍历名为 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。

您可以在此处了解更多关于 Jinja2 及其功能的信息，您可以在使用变量部分中详细了解 Ansible 变量。

滚动升级 

现在您拥有一个完全部署的站点，包括 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。虽然一些应用程序使用“编排”一词来表示基本的排序或命令轰炸，但 Ansible 将编排称为“像乐队一样指挥机器”，并且拥有一个非常复杂的引擎来实现它。

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。这在另一个名为 rolling_update.yml 的剧本中实现。

查看剧本，您会发现它由两个任务组成。第一个任务非常简单，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 在对服务器进行操作之前会从服务器收集“事实”。这些事实对各种事情很有用：网络信息、操作系统/发行版版本等等。在本例中，我们需要在执行更新之前了解我们环境中所有监控服务器的一些信息，因此这个简单的任务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。

接下来的部分是更新任务。第一部分如下所示

- hosts: webservers
  user: root
  serial: 1

这只是一个普通的剧本定义，它作用于 webservers 组。 serial 关键字告诉 Ansible 一次要操作多少台服务器。如果未指定，Ansible 将并行化这些操作，直至配置文件中指定的默认“forks”限制。但对于零停机滚动升级，您可能不想同时操作那么多主机。如果您只有少量 Web 服务器，您可能希望将 serial 设置为 1，一次操作一台主机。如果您有 100 台，也许可以将 serial 设置为 10，一次操作 10 台。

以下是更新剧本的下一部分

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 关键字强制剧本按“批次”执行。每个批次都算作一个完整的剧本，包含主机的子集。这会对剧本行为产生一些影响。例如，如果批次中的所有主机都失败，则剧本将失败，进而导致整个运行失败。在与 max_fail_percentage 结合使用时，您应该考虑这一点。

pre_tasks 关键字只是让您列出在调用角色之前要运行的任务。过一会儿就会更清楚。如果您查看这些任务的名称，您会发现我们正在禁用 Nagios 警报，然后从 HAProxy 负载均衡池中移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 循环遍历每个监控服务器和负载均衡器，并在监控或负载均衡服务器上执行该操作（委托该操作），“代表”Web 服务器。在编程术语中，外层循环是 Web 服务器列表，内层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，但是如果你在基础设施中拥有（例如）F5 或 Netscaler（或者你可能拥有 AWS 弹性 IP 设置？），你可以使用 Ansible 模块来代替与它们通信。您可能还想使用其他监控模块来代替 nagios，但这仅仅展示了“预任务”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。

下一步只是将适当的角色重新应用到 Web 服务器。这将导致 web 和 base-apache 角色中的任何配置管理声明都应用到 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——我们也可以只更新 Web 应用程序，但这很好地展示了如何使用角色来重用任务

roles:
- common
- base-apache
- web

最后，在 post_tasks 部分，我们撤销对 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，您只需用相应的模块代替。

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，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），或者调用 API，如果您的负载均衡器公开 API。对于 Ansible 有模块的负载均衡器，您可能希望将它们作为 local_action 运行，如果它们联系 API。您可以在控制任务运行的位置：委托和本地操作部分中了解更多关于本地操作的信息。如果您为某些没有模块的硬件开发了任何有趣的东西，它可能会成为一个很好的贡献！

持续交付端到端 

现在您有了自动部署应用程序更新的方法，如何将所有内容联系在一起呢？许多组织使用持续集成工具，如 Jenkins 或 Atlassian Bamboo 将开发、测试、发布和部署步骤联系在一起。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 剧本（或两者）的提交添加代码审查步骤。

根据您的环境，您可能正在将代码持续部署到测试环境，对该环境运行集成测试套件，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，您可以轻松地使用 ansible-playbook 命令行工具触发剧本运行，或者，如果您使用的是 AWX，则可以使用 tower-cli 命令或内置的 REST API。（tower-cli 命令“joblaunch”将在 REST API 上生成一个远程作业，而且非常灵活）。

这应该能让您了解如何使用 Ansible 结构多层应用程序并协调对该应用程序的操作，最终目标是持续交付给您的客户。您可以将滚动升级的概念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

使用剧本: 剧本简介
角色: 剧本角色简介
使用变量: Ansible 变量简介
Ansible.com: 持续交付: 使用 Ansible 进行持续交付简介

剧本示例：持续交付和滚动升级

什么是持续交付？

站点部署

可重复使用的内容：角色

配置：组变量

滚动升级

管理其他负载均衡器

持续交付端到端