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Ansible在自动化运维系统中的应用实践

1.概述

互联网技术的发展，机房里面机器的数量随之增加，运维的难度和复杂度也在增加，需要投入的运维人员和成本也在增加，从而催生了一系列的自动化运维工具（Ansible、SaltStack、Puppet）的产生来减少运维的成本。

Ansible、SaltStack、Puppet都是目前比较受用户欢迎的自动化化运维工具，其中Ansible和SaltStack使用python编写，具有良好的可移植性。Puppet的使用脚本语法复杂，且可移植性比较差，目前的使用者慢慢变少。本文将对Ansible、SaltStack进行详细的比较。

2.Ansible和SaltStack的比较和选型

Ansible和SaltStack都是的目前最流行的自动化运维工具，能满足企业IT系统的自动化运维管理。这两个工具都是用python开发的，可以部署到不同的系统环境中和具有良好的二次开发特性。在执行的命令的时候,Ansible和SaltStack都支持Ad-hoc操作模式，也可以支持将命令写入yaml格式文件中再批量执行。在处理返回结果方面，Ansible和SaltStack的返回结果格式都是JSON格式，比较易懂和方便解析。本文主要从响应速度、安全、自身运维、使用语法等方面对Ansible和SaltStack的不同点进行分析：

1.响应速度

SaltStack的master和minion主机是通过ZeroMQ传输数据，而Ansible是通过标准SSH进行数据传输，SaltStack的响应速度要比Ansible快很多。标准SSH连接的时候比较耗费时间，ZeroMQ传输的速度会快很多，所以单单从响应速度方面考虑SaltStack会是更好的选择。但是在一般的运维场景下Ansible的响应速度也可以满足需求。

Ansible在自动化运维系统中的应用实践

在表格1 Ansible和SaltStack性能测试中，测试了Ansible和SaltStack在执行命令、分发文件、读取文件和批量脚本执行等自动化运维场景下的性能，由耗时数据可以看出Ansible的响应速度比SaltStack要慢10倍左右。

2.安全

Ansible和SaltStack都需要和远程主机进行连接，它们的最大的安全问题就是MITM攻击，通过伪装成Master主机和远程主机进行通信，从而进行攻击。

SaltStack使用ZeroMQ进行数据传输，ZeroMQ本身数据传输不支持加密，SaltStack可以通过使用AES数据加密方法来对数据进行加密传输，但是SaltStack的minion主机以守护进程的方式运行在远端暴露了很多容易被攻击的点。

Ansible使用标准SSH连接传输数据，不需要在远程主机上启动守护进程，并且标准SSH数据传输本身就是加密传输，这样远程主机不容易被攻击。也不是说Ansible就可以完全避免被攻击，Ansible使用paramiko库进行SSH连接，paramiko是一个有很不错记录SSH连接的python库。Ansible可以通过配置StrictHostKeyChecking参数，使得远程主机上的keys和之前连接不一样的时候Ansible没有及时感知和提醒用户。但是Ansible可以通过修改配置文件和配置一个合适的known_hosts文件来解决这个问题，因此Ansible在安全方面还是比SaltStack做的好。

3.自身运维

SaltStack需要在Master和Minion主机启动守护进程，自身需要检测守护进程的运行状态，增加运维成本。Ansible和远端主机之间的通信是通过标准SSH进行，远程主机上只需要运行SSH进程就可以进行运维操作，SSH是机房主机中一般都安装和启动的进程，所以在Ansible进行运维的时候只需要关注Ansible主机的运行状态。Ansible对机房运维不会增加过多的运维成本。从工具本身的运维角度来说，Ansible要比SaltStack简单很多。

4.使用语法

Ansible的Playbook语法要比SaltStack的State语法具有更好的可读性。在使用的过程中发现Ansible在实现loop的更加的简洁，也可以使用相对路径。举例说明，SaltStack在备份文件A.txt和B.txt的State语法为：

# back up A.txt and B.txt

{% for remote_target  %}

/backup/{{ filename}}:

file.managed:

‐ source: salt://remote-host/{{ filename }}

‐ require:

‐ cmd: A.txt

‐ cmd: B.txt

{% endfor %

}

Ansible的Playbook语法实现同样的功能如下：

-name: back up A.txt and B.txt

copy: src ={{item}}

   Dest=/backup/{{item}}

with_items:

- A.txt

- B.txt

同样Ansible的Notify模块和Handler模块实现的功能和SaltStack的watch和module.wait的模块实现功能也类似，也比SaltStack要简洁明了。

总之，Ansible的安全性能比SaltStack好，自身运维简单，使用语法可读性更强，虽然在响应速度方面不如SaltStack，但是在大部分应用场景下Ansible的响应速度能满足需求。因此，在金融行业的自动化运维系统，Ansible工具是最好的选择。

3.微服务化架构设计

自动化运维系统的主要运维操作场景有脚本执行、文件的上传下载、启动项管理、用户密码修改、系统软件包管理、定时任务管理等，在云计算的机房里面需要管理1000余台主机，而Ansible执行任务最高并发数约200个，所以系统中需要部署多个Ansible工具来满足系统的应用需求。运维操作需要经历连接主机，执行并返回结果的过程，这个过程需要异步执行且实时返回执行结果。

Ansible在自动化运维系统中的应用实践

图1 展示的是自动化运维平台总体设计，便于自动化运维系统管理大规模主机、实时反馈运维结果的一套系统。

自动化运维平台：自动化运维平台包含有CMDB、图形化界面、权限管理等核心功能，后端采用REST API调用Worker模块和监听执行结果。

服务注册中心：服务注册中心提供服务的注册和服务发现的功能，在开源界有Etcd、Consul、Apache Zookeeper、Eureka等组件来实现服务注册中心的功能。Worker模块向网关以IP地址和端口的方式注册到服务注册中心中，自动化运维平台发现Worker后调度选择Worker执行运维操作。

Etcd：一个高可用，分布式，一致的key-value存储，用来共享配置和服务发现。Kubernetes和Cloudfoundry都使用了etcd。
Consul：一个发现和配置服务的工具。客户端可以利用它提供的API，注册和发现服务。Consul可以执行监控检测来实现服务的高可用。
Apache Zookeeper：一个常用的，为分布式应用设计的高可用协调服务，最开始Zookeeper是Hadoop的子项目，现在已经成为顶级项目了。
Eureka: 是一个基于 REST 的服务，它主要是用于定位服务，以实现服务注册和服务发现功能，本身具有服务健康检测的功能。
Worker集群：Worker模块的核心是Ansible，Worker模块启动的时候使用IP地址和端口向服务注册中心注册一个地址，自动化运维平台会主动发现Worker模块。图2 Worker模块设计，Ansible本身没有提供REST API,通过使用Flask将Ansible API封装给自动化运维平台调用，在启动REST API的时候将IP地址和端口注册到服务注册中心中。运维操作请求到达REST API后，发送给异步调度celery模块，celery后端对接的是消息中心，实现任务的异步分布式调度。Ansible拿到执行任务，连接远程主机执行运维操作，然后将执行结果发送消息中心。这个自动化运维平台实时监听消息中心每台主机的执行结果，达到远程主机上的运维操作结果能实时的反馈到自动化运维平台中。

Ansible在自动化运维系统中的应用实践