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) 意味着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，并且您的组织在响应变化方面会变得更好。

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 最完整的示例剧本之一 lamp_haproxy 作为模板来实现此目标。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剧本。请阅读 GitHub 项目中包含的 README 文件以及该示例以获取相关信息。相反，我们将仔细研究剧本的各个部分并描述其功能。

站点部署 

让我们从 site.yml 开始。这是我们的站点级部署剧本。它可用于初始部署站点，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剧目等术语，则应查看使用剧本。

在此剧本中，我们有 5 个剧目。第一个剧目针对 all 主机并将 common 角色应用于所有主机。这是针对站点范围的事情，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。

接下来的四个剧目针对特定主机组，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。这由示例 Web 应用程序和 Nagios 主机使用。

可重用内容：角色 

现在您应该对角色及其在 Ansible 中的工作方式有所了解。角色是组织内容的一种方式：任务、处理器、模板和文件，将其组织成可重用的组件。

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，这些角色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。它们可以在模板和剧本中使用，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，我们只设置两个变量，一个用于 Web 服务器的端口，另一个用于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，则会发现 webservers 组和 lbservers 组也具有类似的组变量。

这些变量在各种地方使用。您可以在剧本中使用它们，如下所示，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，如下所示，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，如下所示，在 roles/common/templates/iptables.j2 中

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

这正在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。

您可以在这里了解更多关于 Jinja2 及其功能的信息 here，您还可以在使用变量部分中阅读更多关于 Ansible 变量的常规信息。

滚动升级 

现在您已经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。虽然一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”，并且拥有一个相当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。这在名为 rolling_update.yml 的单独剧本中实现。

查看剧本，您可以看到它由两个剧目组成。第一个剧目非常简单，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”。这些事实对于各种事情都很有用：网络信息、操作系统/发行版版本等等。在我们的例子中，我们需要了解环境中所有监控服务器的一些信息，然后才能执行更新，因此这个简单的剧目强制在我们的监控服务器上进行事实收集步骤。您有时会看到这种模式，这是一个有用的技巧。

下一部分是更新剧目。第一部分如下所示

- hosts: webservers
  user: root
  serial: 1

这是一个普通的 Play 定义，作用于 webservers 组。 serial 关键字告诉 Ansible 每次同时操作多少台服务器。如果未指定，Ansible 将并行执行这些操作，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。如果您只有少量 web 服务器，则可能希望将 serial 设置为 1，即一次一台主机。如果您有 100 台，也许您可以将 serial 设置为 10，即一次十台。

这是更新 Play 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 Play 以“批次”方式执行。每个批次都算作一个完整的 Play，包含主机的子集。这会对 Play 的行为产生一些影响。例如，如果批次中的所有主机都失败，则 Play 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 关键字允许您列出在调用角色之前要运行的任务。稍后您会更清楚地理解这一点。如果您查看这些任务的名称，您会看到我们正在禁用 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 参数一起使用时，会导致 Ansible 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。“以编程术语来说，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。在本例中，我们使用 HAProxy 是因为它可以免费使用，但是如果您在基础设施中拥有（例如）F5 或 Netscaler（或者您可能设置了 AWS Elastic IP？），您可以使用 Ansible 模块与它们进行通信。您也可以选择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都应用于 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，则只需替换相应的模块即可。

管理其他负载均衡器 

在本例中，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。

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了一个 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：委托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，那可能会成为一个很好的贡献！

端到端持续交付 

既然您已经有了自动部署应用程序更新的方法，那么如何将所有这些结合在一起呢？许多组织使用持续集成工具，例如 Jenkins 或 Atlassian Bamboo 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，向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，您可能正在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，只需使用滚动更新即可按需部署到测试或生产环境。这完全取决于您。

对于与持续集成系统的集成，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，并且非常流畅）。

这应该能让您很好地了解如何使用 Ansible 来构建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 使您可以轻松管理复杂的 environment 并自动化常见操作。

另见

使用剧本: Playbook 入门
角色: Playbook 角色入门
使用变量: Ansible 变量入门
Ansible.com：持续交付: 使用 Ansible 进行持续交付入门

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