使用 Chef 自动化部署一个 Web 服务器

时间 2020-10-12

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使用 Chef 自动化部署一个 Web 服务器

随着 DevOps 的流行，愈来愈多的工做被自动化处理。在搭建大规模的 IT 架构时，须要系统管理员夜以继日地安装配置服务器、调整各类参数等工做，直到Chef 的出现，将系统管理员从这种水深火热的工做中解脱了出来，他们只须要编写 Chef 脚本，描述出服务器所须要保持的状态，而后运行脚本，服务器就配置好了。本文以配置一个 Web 服务器为例，对 Chef 的概念和工做流程作一简单介绍。html

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王群锋, 软件工程师, IBM程序员

2015 年 6 月 23 日web

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“这是一个最好的时代，也是一个最坏的时代。他们都在直奔天堂，而咱们都在直奔相反的方向。”缓存

“90 后霸道总裁” 的超级课程表融资千万美圆、WhatsApp 被 Facebook 以 190 亿美圆收购……这个时代仿佛处处都充满了机会。如今假设咱们也决定放弃朝九晚五的工做，要开发出一款 Web 应用改变这个世界，顺便当上总经理、出任 CEO、赢取白富美、走向人生巅峰。七拼八凑，咱们的应用作出来了。它的架构很是简单，若是非要描述的话，它的架构如图 1 所示：服务器

图 1. 应用架构

这么简单的应用，咱们上网浏览一下资料，随便租个服务器，安装一个 Web 服务器，配置一下，应用顺利上线。架构

幸福老是来得太快，很快咱们的应用就火了。随着访问量的增大，咱们须要单独的数据库服务器，一个都不够，得来俩；应用服务器也不够用了，再多添几台，上一个负载均衡；对数据库的访问又成了性能瓶颈，增长些数据库缓存吧，最终，应用的架构变成了以下的样子：

图 2. 演进的应用架构

如今问题来了，面对如此复杂的架构，怎么安装和配置这些服务呢？Chef 就是用来解决这个问题的。

第一份“菜谱”（recipe）

让咱们暂且就此打住，先来看看怎么使用 Chef。首先须要在一台 Linux 机器上安装Chef Development Kit。若是您实在找不到一台 Linux 机器也没有关系，可以使用一个用于教学用途的在线虚拟机，该虚拟机上已经预装了 Chef Development Kit，能够直接使用。

Recipe 是 Chef 中主要执行任务的地方，翻译成中文是“菜谱”的意思。咱们的第一份“菜谱”的主要功能是使用 Chef 生成一个文本文件，其内容为：Hello Chef。让咱们先新建一个 chef-repo 目录，用来存放“菜谱”，而后在该目录下建立第一个“菜谱”：hello.rb，其内容以下：

清单 1. hello.rb

file 'motd' do
content 'Hello Chef’
end

在命令行中执行：chef-appy hello.rb，输出以下：

图 3. 输出

可以看到，命令执行后生成 motd 文件，该文件的内容为字符串：Hello Chef。这就是咱们的第一份“菜谱”，虽然简单，可是却归纳了 Chef 的基本工做原理：使用一个 Ruby 文件，即“菜谱”描述服务器应有的状态，而后执行 Chef 命令配置服务器。

您可尝试再次执行 chef-appy hello.rb，Chef 会检测到 motd 文件已经存在，且文件内容和“菜谱”中所描述的一致，所以不进行任何操做；您还可尝试手动删除 motd 文件，再次执行 chef-appy hello.rb 后，又从新生成了 motd 文件。这正是配置服务器所须要的，每次配置都能保证状态一致。

固然，咱们的第一份“菜谱”只是一道开胃小菜，下面咱们看看如何使用 Chef 部署一个 Web 服务器。

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部署 Web 服务器

部署一个 Web 服务器比生成一个文件复杂，但道理倒是相同的，让咱们先来看看代码：

清单 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

这段代码总共分红四部分：第一部分安装 Apache HTTP Server；第二部分启动 HTTP 服务；第三部分生成主页面；第四部分停用 iptables 服务，这一步主要是由于有些 Linux 安装后，默认只打开 22 端口，其余端口是被禁止的，停用 iptables 服务后，就能够顺利访问 80 端口了，即 HTTP 协议所使用的端口。聪明的您朋友们，您能将这四部分和代码对应起来吗？

这里要注意的是，这四部分的顺序很是重要，必须先安装 Apache HTTP Server，而后启动它，这一点也不难想象，咱们手动配置服务器时不也如此吗？

将文件保存后，让咱们再来运行 sudo chef-appy webserver.rb，由于脚本里包含安装软件包的操做，因此须要 root 权限，若是您不是以 root 帐号登陆（相信您不会真的这样作吧？），务必在命令行前加 sudo，不然，Chef 会报错。若是获得相似下面的输出，就证实服务器配置成功，打开浏览器，输入http://localhost，能够看到刚才定制的主页了吧？

图 4. 输出

然而，做为有“洁癖”的程序员，不难发现“菜谱”的第二部分好像混入了什么奇怪的东西：一段 HTML 代码。这段 HTML 代码明显和其余部分不协调，若是网页再变得复杂点，这份“菜谱”会变得很难管理。所以，咱们得想点什么办法，管理“菜谱”。方法就是“烹饪手册” （cookbook）。

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“烹饪手册”（cookbook）

和真实的烹饪同样，“烹饪手册”是用来组织“菜谱”的，在“烹饪手册”里，不光能够定义各类“菜谱”，也能够定义一些属性文件或模板，这些属性文件或模板能够在“菜谱”里直接引用。在实际工做中，咱们每每使用的也是“烹饪手册”，而不是一个个单独的“菜谱”。

让咱们在当前目录下新建一个文件夹 cookbooks，而后切换到该目录，调用 chef generate cookbook learn_chef_httpd 会自动为咱们生成一个“烹饪手册”。“烹饪手册”的目录结构以下：

图 5. “烹饪手册”目录结构

其中 recipes 目录下的 default.rb 是默认的“菜谱”，让咱们将其中内容替换为以前编写的“菜谱”。

现在咱们要将原来“菜谱”中的 HTML 代码移到一个外部文件中，使用 chef generate template learn_chef_httpd index.html 命令生成模板文件 index.html.erb，该文件被放置在 learn_chef_httpd/templates/default 目录下。而后将该文件内容替换为以前的 HTML，修改 default.rb，引用该模板，最终的“菜谱”变成了下面这个样子：

清单 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

在命令中执行 sudo chef-client --local-mode –runlist ‘recipe[learn_chef_httpd]’ ，打开浏览器，访问http://localhost ，若是能正常访问，那么恭喜您完成了本身的第一个“烹饪手册”！

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真实环境下的 Chef

上面的例子只是为了展现如何编写“菜谱”和“烹饪手册”，真实环境下的 Chef 却不是这样工做的。在真实环境下，系统管理员在一台电脑上编写 Chef 脚本，而后使用上述方式调试，调试成功后，将脚本上传至 Chef 服务器，咱们从控制台向 Chef 服务器发命令，Chef 服务器会将配置下发到各个待配置服务器，在每一个服务器上运行 Chef，完成对服务器的配置。

图 6. Chef 原理

为此，咱们需作三点准备：一台用于编写 Chef 脚本的电脑、一台 Chef 服务器、不少待配置的服务器。咱们已经有了一台能够编写 Chef 脚本的电脑，为了方便学习，Chef 服务器能够选用Chef 官网提供的托管服务，另外须要几台待配置的服务器，记得不要在服务器上安装 Chef，当咱们配置这些服务器时，Chef 会自动在上面安装所需的工具。

注册成功 Chef 的托管服务后，先建立一个组织，而后下载与之对应的 Starter Kit，解压到当前目录，该工具是用来作认证的，有了它，才能够从本地链接 Chef 服务器。如今让咱们删除之前建立的“烹饪手册”，转而从 Chef 超市上下载一个现成的手册。Chef 超市是一个开发者交流“烹饪手册”的地方，由于配置服务器的不少操做都是通用的，因此人们把这些配置作成手册，放在一个地方，你们都能使用。咱们编写 Chef 脚本，每每也是先上 Chef 超市去看看有没有可用的手册，若是有，直接拿过来，或者在此基础上修改一下就能用，若是没有，再考虑编写本身的手册。使用以下命令下载前面配置 Web 服务器的手册：

knife cookbook site download learn_chef_httpd

将下载后的手册解压到 cookbooks 目录，删除压缩包：

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

接下来将该手册上传至 Chef 服务器，即咱们刚才注册的 Chef 托管服务：

knife cookbook upload learn_chef_httpd

打开托管服务控制台，在 Policy 选项卡下就能看见刚刚上传成功的“烹饪手册”。接下来咱们要作的工做是告诉 Chef 服务器来帮咱们让服务器自举，这一步会经过 SSH 登陆到待配置的服务器，下载并安装 Chef，而后下载执行刚刚上传到 Chef 服务器上的“烹饪手册”。该操做只在第一次配置服务器时须要，自举成功后，之后就再不须要自举了：

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

将其中的`address`、`user`、`password`替换为待配置服务器的真实地址、用户名和密码。打开浏览器，输入服务器地址，看看是否能访问定制的主页？

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获取服务器信息

Chef 不光能够管理服务器，同时服务器将本身的信息上传至 Chef 服务器。使用以下命令查看当前组织里被管理的服务器：

knife node list

使用以下命令查看服务器信息，包括服务器的 IP 地址、机器名、操做系统等信息：

knife node show node1

有了这些信息后，咱们能够从新修改模板，让其显示给定服务器的信息：

清单 4. index.html.erb

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

再将“烹饪手册”上传至 Chef 服务器，而后使用以下命令配置服务器：

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

同理，将`address`、`user`、`password`替换为待配置服务器的真实地址、用户名和密码。打开浏览器，输入服务器地址，看看改动是否生效？

只要一台服务器配置成功，咱们即可以用一样的方法配置几十台、上百台。并且一旦配置发生变化，咱们只需修改脚本，全部服务器即可以得到相同的更新，这个时候，Chef 的威力就显示出来了。

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chef 仍是 knife？

细心的您可能会注意到，上面的命令，一些是 chef *****，一些倒是 knife *****。初次接触 Chef，很容易被这些命令搞混。这里有一个简单的规则：本地执行的命令以 chef 打头，须要远程链接到 Chef 服务器或待配置服务器的命令以 knife 打头。

最后，让咱们再复习一遍本文中所使用到的命令：

运行“菜谱”
```
chef-appy hello.rb
```

使用 Chef 生成“烹饪手册”

chef generate cookbook learn_chef_httpd

使用 Chef 生成模板

chef generate template learn_chef_httpd index.html

使用 Chef 运行“烹饪手册”

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

从 Chef 超市下载“烹饪手册”

knife cookbook site download learn_chef_httpd

向 Chef 服务器上传“烹饪手册”
```
knife cookbook upload learn_chef_httpd
```

服务器自举

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

获取当前组织下的服务器列表
```
knife node list
```
显示服务器信息
```
knife node show node1
```

使用 Chef 远程运行“烹饪手册”，配置服务器

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

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结束语

随着云计算和 DevOps 技术的发展，有人断言系统管理员和 DBA 会面临失业，将来的云计算公司和数据库公司只会雇佣少数系统管理员和 DBA 管理他们的 IT 基础设施和数据库。虽然做者不大同意“机器替代人工”这一观点，但提前下手，学点东西总不是坏事，所谓技多不压身嘛。

Chef 可以实现服务器配置的自动化，在 DevOps 运动中占有重要的位置。本文经过一个配置 Web 服务器的例子，一步步引导你们如何使用 Chef。但愿您读完本文，能编写出本身的第一个“烹饪手册”。