使用 Chef 自動化部署一個 Web 服務器

時間 2020-10-12

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使用 Chef 自動化部署一個 Web 服務器

隨着 DevOps 的流行，愈來愈多的工做被自動化處理。在搭建大規模的 IT 架構時，須要系統管理員夜以繼日地安裝配置服務器、調整各類參數等工做，直到Chef 的出現，將系統管理員從這種水深火熱的工做中解脫了出來，他們只須要編寫 Chef 腳本，描述出服務器所須要保持的狀態，而後運行腳本，服務器就配置好了。本文以配置一個 Web 服務器爲例，對 Chef 的概念和工做流程作一簡單介紹。html

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王羣鋒, 軟件工程師, IBM程序員

2015 年 6 月 23 日web

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在 IBM Bluemix 雲平臺上開發並部署您的下一個應用。bootstrap

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「這是一個最好的時代，也是一個最壞的時代。他們都在直奔天堂，而咱們都在直奔相反的方向。」緩存

「90 後霸道總裁」的超級課程表融資千萬美圓、WhatsApp 被 Facebook 以 190 億美圓收購……這個時代彷彿處處都充滿了機會。如今假設咱們也決定放棄朝九晚五的工做，要開發出一款 Web 應用改變這個世界，順便當上總經理、出任 CEO、贏取白富美、走向人生巔峯。七拼八湊，咱們的應用作出來了。它的架構很是簡單，若是非要描述的話，它的架構如圖 1 所示：服務器

圖 1. 應用架構

這麼簡單的應用，咱們上網瀏覽一下資料，隨便租個服務器，安裝一個 Web 服務器，配置一下，應用順利上線。架構

幸福老是來得太快，很快咱們的應用就火了。隨着訪問量的增大，咱們須要單獨的數據庫服務器，一個都不夠，得來倆；應用服務器也不夠用了，再多添幾臺，上一個負載均衡；對數據庫的訪問又成了性能瓶頸，增長些數據庫緩存吧，最終，應用的架構變成了以下的樣子：

圖 2. 演進的應用架構

如今問題來了，面對如此複雜的架構，怎麼安裝和配置這些服務呢？Chef 就是用來解決這個問題的。

第一份「菜譜」（recipe）

讓咱們暫且就此打住，先來看看怎麼使用 Chef。首先須要在一臺 Linux 機器上安裝Chef Development Kit。若是您實在找不到一臺 Linux 機器也沒有關係，可以使用一個用於教學用途的在線虛擬機，該虛擬機上已經預裝了 Chef Development Kit，能夠直接使用。

Recipe 是 Chef 中主要執行任務的地方，翻譯成中文是「菜譜」的意思。咱們的第一份「菜譜」的主要功能是使用 Chef 生成一個文本文件，其內容爲：Hello Chef。讓咱們先新建一個 chef-repo 目錄，用來存放「菜譜」，而後在該目錄下建立第一個「菜譜」：hello.rb，其內容以下：

清單 1. hello.rb

file 'motd' do
content 'Hello Chef’
end

在命令行中執行：chef-appy hello.rb，輸出以下：

圖 3. 輸出

可以看到，命令執行後生成 motd 文件，該文件的內容爲字符串：Hello Chef。這就是咱們的第一份「菜譜」，雖然簡單，可是卻歸納了 Chef 的基本工做原理：使用一個 Ruby 文件，即「菜譜」描述服務器應有的狀態，而後執行 Chef 命令配置服務器。

您可嘗試再次執行 chef-appy hello.rb，Chef 會檢測到 motd 文件已經存在，且文件內容和「菜譜」中所描述的一致，所以不進行任何操做；您還可嘗試手動刪除 motd 文件，再次執行 chef-appy hello.rb 後，又從新生成了 motd 文件。這正是配置服務器所須要的，每次配置都能保證狀態一致。

固然，咱們的第一份「菜譜」只是一道開胃小菜，下面咱們看看如何使用 Chef 部署一個 Web 服務器。

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部署 Web 服務器

部署一個 Web 服務器比生成一個文件複雜，但道理倒是相同的，讓咱們先來看看代碼：

清單 2. webserver.rb

package 'httpd'
service 'httpd' do
    action [:start, :enable]
end

file '/var/www/html/index.html' do
  content '<html>
  <body>
    <h1>hello world</h1>
  </body>
</html>'
end

service 'iptables' do
  action :stop
end

這段代碼總共分紅四部分：第一部分安裝 Apache HTTP Server；第二部分啓動 HTTP 服務；第三部分生成主頁面；第四部分停用 iptables 服務，這一步主要是由於有些 Linux 安裝後，默認只打開 22 端口，其餘端口是被禁止的，停用 iptables 服務後，就能夠順利訪問 80 端口了，即 HTTP 協議所使用的端口。聰明的您朋友們，您能將這四部分和代碼對應起來嗎？

這裏要注意的是，這四部分的順序很是重要，必須先安裝 Apache HTTP Server，而後啓動它，這一點也不難想象，咱們手動配置服務器時不也如此嗎？

將文件保存後，讓咱們再來運行 sudo chef-appy webserver.rb，由於腳本里包含安裝軟件包的操做，因此須要 root 權限，若是您不是以 root 帳號登陸（相信您不會真的這樣作吧？），務必在命令行前加 sudo，不然，Chef 會報錯。若是獲得相似下面的輸出，就證實服務器配置成功，打開瀏覽器，輸入http://localhost，能夠看到剛纔定製的主頁了吧？

圖 4. 輸出

然而，做爲有「潔癖」的程序員，不難發現「菜譜」的第二部分好像混入了什麼奇怪的東西：一段 HTML 代碼。這段 HTML 代碼明顯和其餘部分不協調，若是網頁再變得複雜點，這份「菜譜」會變得很難管理。所以，咱們得想點什麼辦法，管理「菜譜」。方法就是「烹飪手冊」（cookbook）。

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「烹飪手冊」（cookbook）

和真實的烹飪同樣，「烹飪手冊」是用來組織「菜譜」的，在「烹飪手冊」裏，不光能夠定義各類「菜譜」，也能夠定義一些屬性文件或模板，這些屬性文件或模板能夠在「菜譜」裏直接引用。在實際工做中，咱們每每使用的也是「烹飪手冊」，而不是一個個單獨的「菜譜」。

讓咱們在當前目錄下新建一個文件夾 cookbooks，而後切換到該目錄，調用 chef generate cookbook learn_chef_httpd 會自動爲咱們生成一個「烹飪手冊」。「烹飪手冊」的目錄結構以下：

圖 5. 「烹飪手冊」目錄結構

其中 recipes 目錄下的 default.rb 是默認的「菜譜」，讓咱們將其中內容替換爲以前編寫的「菜譜」。

現在咱們要將原來「菜譜」中的 HTML 代碼移到一個外部文件中，使用 chef generate template learn_chef_httpd index.html 命令生成模板文件 index.html.erb，該文件被放置在 learn_chef_httpd/templates/default 目錄下。而後將該文件內容替換爲以前的 HTML，修改 default.rb，引用該模板，最終的「菜譜」變成了下面這個樣子：

清單 3. default.rb

package 'httpd'

service 'httpd' do
    action [:start, :enable]
end

template '/var/www/html/index.html' do
  source 'index.html.erb'
end

service 'iptables' do
  action :stop
end

在命令中執行 sudo chef-client --local-mode –runlist ‘recipe[learn_chef_httpd]’ ，打開瀏覽器，訪問http://localhost ，若是能正常訪問，那麼恭喜您完成了本身的第一個「烹飪手冊」！

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真實環境下的 Chef

上面的例子只是爲了展現如何編寫「菜譜」和「烹飪手冊」，真實環境下的 Chef 卻不是這樣工做的。在真實環境下，系統管理員在一臺電腦上編寫 Chef 腳本，而後使用上述方式調試，調試成功後，將腳本上傳至 Chef 服務器，咱們從控制檯向 Chef 服務器發命令，Chef 服務器會將配置下發到各個待配置服務器，在每一個服務器上運行 Chef，完成對服務器的配置。

圖 6. Chef 原理

爲此，咱們需作三點準備：一臺用於編寫 Chef 腳本的電腦、一臺 Chef 服務器、不少待配置的服務器。咱們已經有了一臺能夠編寫 Chef 腳本的電腦，爲了方便學習，Chef 服務器能夠選用Chef 官網提供的託管服務，另外須要幾臺待配置的服務器，記得不要在服務器上安裝 Chef，當咱們配置這些服務器時，Chef 會自動在上面安裝所需的工具。

註冊成功 Chef 的託管服務後，先建立一個組織，而後下載與之對應的 Starter Kit，解壓到當前目錄，該工具是用來作認證的，有了它，才能夠從本地鏈接 Chef 服務器。如今讓咱們刪除之前建立的「烹飪手冊」，轉而從 Chef 超市上下載一個現成的手冊。Chef 超市是一個開發者交流「烹飪手冊」的地方，由於配置服務器的不少操做都是通用的，因此人們把這些配置作成手冊，放在一個地方，你們都能使用。咱們編寫 Chef 腳本，每每也是先上 Chef 超市去看看有沒有可用的手冊，若是有，直接拿過來，或者在此基礎上修改一下就能用，若是沒有，再考慮編寫本身的手冊。使用以下命令下載前面配置 Web 服務器的手冊：

knife cookbook site download learn_chef_httpd

將下載後的手冊解壓到 cookbooks 目錄，刪除壓縮包：

tar -zxvf learn_chef_httpd-0.1.0.tar.gz -C cookbooks
rm learn_chef_httpd*.tar.gz

接下來將該手冊上傳至 Chef 服務器，即咱們剛纔註冊的 Chef 託管服務：

knife cookbook upload learn_chef_httpd

打開託管服務控制檯，在 Policy 選項卡下就能看見剛剛上傳成功的「烹飪手冊」。接下來咱們要作的工做是告訴 Chef 服務器來幫咱們讓服務器自舉，這一步會經過 SSH 登陸到待配置的服務器，下載並安裝 Chef，而後下載執行剛剛上傳到 Chef 服務器上的「烹飪手冊」。該操做只在第一次配置服務器時須要，自舉成功後，之後就再不須要自舉了：

knife bootstrap `address` --ssh-user `user` --ssh-password '`password`' \
--sudo --use-sudo-password --node-name node1 \
--run-list 'recipe[learn_chef_httpd]'

將其中的`address`、`user`、`password`替換爲待配置服務器的真實地址、用戶名和密碼。打開瀏覽器，輸入服務器地址，看看是否能訪問定製的主頁？

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獲取服務器信息

Chef 不光能夠管理服務器，同時服務器將本身的信息上傳至 Chef 服務器。使用以下命令查看當前組織裏被管理的服務器：

knife node list

使用以下命令查看服務器信息，包括服務器的 IP 地址、機器名、操做系統等信息：

knife node show node1

有了這些信息後，咱們能夠從新修改模板，讓其顯示給定服務器的信息：

清單 4. index.html.erb

<html>
<body>
<h1>hello from <%= node['fqdn'] %></h1>
</body>
</html>

再將「烹飪手冊」上傳至 Chef 服務器，而後使用以下命令配置服務器：

knife ssh `address` 'sudo chef-client' --manual-list \
--ssh-user `user` --ssh-password '`password`'

同理，將`address`、`user`、`password`替換爲待配置服務器的真實地址、用戶名和密碼。打開瀏覽器，輸入服務器地址，看看改動是否生效？

只要一臺服務器配置成功，咱們即可以用一樣的方法配置幾十臺、上百臺。並且一旦配置發生變化，咱們只需修改腳本，全部服務器即可以得到相同的更新，這個時候，Chef 的威力就顯示出來了。

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chef 仍是 knife？

細心的您可能會注意到，上面的命令，一些是 chef *****，一些倒是 knife *****。初次接觸 Chef，很容易被這些命令搞混。這裏有一個簡單的規則：本地執行的命令以 chef 打頭，須要遠程鏈接到 Chef 服務器或待配置服務器的命令以 knife 打頭。

最後，讓咱們再複習一遍本文中所使用到的命令：

運行「菜譜」
```
chef-appy hello.rb
```

使用 Chef 生成「烹飪手冊」

chef generate cookbook learn_chef_httpd

使用 Chef 生成模板

chef generate template learn_chef_httpd index.html

使用 Chef 運行「烹飪手冊」

chef-client --local-mode –runlist ‘recipe[learn_chef_httpd]’

從 Chef 超市下載「烹飪手冊」

knife cookbook site download learn_chef_httpd

向 Chef 服務器上傳「烹飪手冊」
```
knife cookbook upload learn_chef_httpd
```

服務器自舉

knife bootstrap `address` --ssh-user `user` --ssh-password '`password`' \
--sudo --use-sudo-password --node-name node1 \
--run-list 'recipe[learn_chef_httpd]'

獲取當前組織下的服務器列表
```
knife node list
```
顯示服務器信息
```
knife node show node1
```

使用 Chef 遠程運行「烹飪手冊」，配置服務器

knife ssh `address` 'sudo chef-client' --manual-list \
 --ssh-user `user` --ssh-password '`password`'

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結束語

隨着雲計算和 DevOps 技術的發展，有人斷言系統管理員和 DBA 會面臨失業，將來的雲計算公司和數據庫公司只會僱傭少數系統管理員和 DBA 管理他們的 IT 基礎設施和數據庫。雖然做者不大同意「機器替代人工」這一觀點，但提前下手，學點東西總不是壞事，所謂技多不壓身嘛。

Chef 可以實現服務器配置的自動化，在 DevOps 運動中佔有重要的位置。本文經過一個配置 Web 服務器的例子，一步步引導你們如何使用 Chef。但願您讀完本文，能編寫出本身的第一個「烹飪手冊」。

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