20 分鐘建立一個 Ansible 實驗室

作者：Mike Calizo 2020-12-31 12:09:56

本文將解釋如何在 20 分鐘內以完全自動化的方式在本地機器上部署自己的實驗室環境。

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建立一個支持學習和實驗新軟件的環境。

能夠構建和拆解公有云環境是非常有用的，但我們大多數人都不能輕松訪問公有云。退而求其次的最好辦法就是在本地機器上建立一個實驗室，但即使在本地機器上運行也會帶來性能、靈活性和其他挑戰。大多數時候，本地機器上額外的工作負載會干擾我們日常的工作，它們當然也會影響你提供一個現成的環境來玩耍和實驗新軟件。

幾年前，當我和我的團隊開始學習 Ansible 時，我們就遇到了這個挑戰。我們找不到一個可以單獨使用的環境，我們對這種情況的失望導致我們中的一些人停止了實驗。我們知道需要找到一個解決方案。

我們花了很多時間研究各種方案，得出了一套工具，使我們的好奇心能夠在我們完全控制的環境中學習。我們可以在本地機器上輪換和拆解實驗室環境，而不需要訪問內部實驗室或公共云。

本文將解釋如何在 20 分鐘內以完全自動化的方式在本地機器上部署自己的實驗室環境。

你可以在我的 GitHub 倉庫中找到這個練習的所有代碼。

工具和軟件

本方案使用以下工具和軟件：

Ansible 是我們選擇的自動化工具，因為它易于使用，而且足夠靈活，可以滿足實驗室的要求。
Vagrant 易于使用，用于構建和維護虛擬機。
VirtualBox 是一個托管管理程序，可以在 Windows 和 Linux 環境中使用。
Fedora v30+ 是我本地機器上的操作系統。

你必須進行以下設置才能建立環境：

一個互聯網連接
在 BIOS 中啟用虛擬化技術支持（以下是在我的聯想筆記本上的過程）
Vagrant v2.2.9
最新版本的 Ansible
最新版本的 VirtualBox
Fedora v30+ 宿主機操作系統

這個實驗室環境有什么？

這個項目旨在部署一個帶有 Ansible 引擎和多個 Linux 節點的 Ansible 主機，以及一些預加載和預配置的應用程序（httpd 和 MySQL）。它還啟用了 Cockpit，這樣你就可以在測試過程中監控虛擬機（VM）的狀態。使用預部署的應用程序的原因是為了提高效率（所以你不必花時間安裝這些組件）。這樣你就可以專注于創建角色和劇本，并針對上述工具部署的環境進行測試。

我們確定，對于我們的用例來說，最好的方案是多機 Vagrant 環境。Vagrant 文件創建了三個 CentOS 虛擬機，以模擬兩個目標主機和一個 Ansible 控制機。

Host1: 沒有圖形用戶界面（GUI），安裝 httpd 和 MySQL
Host2: 沒有 GUI，安裝了 httpd 和 MySQL
Ansible-host：沒有 GUI，安裝了 Ansible 引擎

啟用多個管理程序

如果使用了多個管理程序，一些管理程序可能不允許你拉起虛擬機。要解決這個問題，請遵循以下步驟（基于 Vagrant 的安裝說明）。

首先，找出管理程序的名稱：

$ lsmod | grep kvm
kvm_intel             204800  6
kvm                   593920  1 kvm_intel
irqbypass              16384  1 kvm

我感興趣的是 kvm_intel，但你可能需要另一個（比如 kvm_amd）。

以 root 身份運行以下內容，將該管理程序列入黑名單：

$ echo 'blacklist kvm-intel' >> /etc/modprobe.d/blacklist.conf

重新啟動你的機器并嘗試再次運行 Vagrant。

Vagrant 文件

cat Vagrantfile

# -*- mode: ruby -*-
# vi: set ft=ruby :
 
Vagrant.configure("2") do |config|
# Define VMs with static private IP addresses, vcpu, memory and vagrant-box.
  boxes = [
    {
      :name => "web1.demo.com", ⇒ Host1 this is one of the target nodes
      :box => "centos/8",             ⇒ OS version
      :ram => 1024,                   ⇒ Allocated memory
      :vcpu => 1,               ⇒  Allocated CPU
      :ip => "192.168.29.2"     ⇒ Allocated IP address of the node
    },
    {
      :name => "web2.demo.com", ⇒ Host2 this is one of the target nodes
      :box => "centos/8",
      :ram => 1024,
      :vcpu => 1,
      :ip => "192.168.29.3"
    },
    {
      :name => "ansible-host", ⇒ Ansible Host with Ansible Engine
      :box => "centos/8",
      :ram => 8048,
      :vcpu => 1,
      :ip => "192.168.29.4"
    }
  ]
 
  # Provision each of the VMs.
  boxes.each do |opts|
    config.vm.define opts[:name] do |config|
#   Only Enable this if you are connecting to Proxy server
#      config.proxy.http    = "http://usernam:password@x.y:80"⇒ Needed if you have a proxy
#      config.proxy.https   = "http://usernam:password@x.y:80"
#      config.proxy.no_proxy = "localhost,127.0.0.1"
      config.vm.synced_folder ".", "/vagrant", id: "vagrant-root", disabled: true
      config.ssh.insert_key = false
      config.vm.box = opts[:box]
      config.vm.hostname = opts[:name]
      config.vm.provider :virtualbox do |v| ⇒  Defines the vagrant provider
        v.memory = opts[:ram]
        v.cpus = opts[:vcpu]
      end
      config.vm.network :private_network, ip: opts[:ip]
      config.vm.provision :file do |file|
         file.source     = './keys/vagrant' ⇒ vagrant keys to allow access to the nodes
         file.destination    = '/tmp/vagrant' ⇒ the location to copy the vagrant key
      end
      config.vm.provision :shell, path: "bootstrap-node.sh" ⇒ script that copy hosts entry
      config.vm.provision :ansible do |ansible| ⇒ declaration to run ansible playbook
        ansible.verbose = "v"
        ansible.playbook = "playbook.yml" ⇒ the playbook used to configure the hosts
      end
        end
  end
end

這些是你需要注意的重要文件。

inventory-test.yaml：連接到節點的清單文件
playbook.yaml：Vagrant 供應者調用的用于配置節點的劇本文件
`Vagrantfile'：Vagrant 用來部署環境的文件
Vagrant 密鑰文件：連接實驗室環境中各節點的 Vagrant 密鑰

你可以根據你的需要調整這些文件。Ansible 的靈活性使你有能力根據你的需要聲明性地改變你的環境。

部署你的實驗室環境

首先，克隆這個 GitHub 倉庫中的代碼：

$ git clone https://github.com/mikecali/ansible-labs-101.git
Cloning into 'ansible-labs-101'...
remote: Enumerating objects: 15, done.
remote: Counting objects: 100% (15/15), done.
remote: Compressing objects: 100% (13/13), done.
remote: Total 15 (delta 2), reused 10 (delta 0), pack-reused 0
Unpacking objects: 100% (15/15), 6.82 KiB | 634.00 KiB/s, done.

接下來，將你的目錄改為 vagrant-session-2，并查看其內容：

$ ls
Bootstrap-node.sh   inventory   keys   playbook.yml   README.md Vagrantfile

現在你已經擁有了實驗室環境所需的所有工件和配置文件。要部署環境，請運行：

$ vagrant up

只要有一個像樣的網絡連接，只需要 20 分鐘左右就可以得到一個運行環境：

$ vagrant up
Bringing machine 'web1.demo.com' up with 'virtualbox' provider...
Bringing machine 'web2.demo.com' up with 'virtualbox' provider...
Bringing machine 'ansible-host' up with 'virtualbox' provider...
==> web1.demo.com: Importing base box 'centos/8'...
==> web1.demo.com: Matching MAC address for NAT networking...
==> web1.demo.com: Checking if box 'centos/8' version '1905.1' is up to date...
==> web1.demo.com: Setting the name of the VM: ansible-labs_web1democom_1606434176593_70913
==> web1.demo.com: Clearing any previously set network interfaces...
==> web1.demo.com: Preparing network interfaces based on configuration...
    web1.demo.com: Adapter 1: nat
    web1.demo.com: Adapter 2: hostonly
==> web1.demo.com: Forwarding ports...
    web1.demo.com: 22 (guest) => 2222 (host) (adapter 1)
==> web1.demo.com: Running 'pre-boot' VM customizations...
==> web1.demo.com: Booting VM...
==> web1.demo.com: Waiting for machine to boot. This may take a few minutes...
    web1.demo.com: SSH address: 127.0.0.1:2222
    web1.demo.com: SSH username: vagrant
    web1.demo.com: SSH auth method: private key
[...]

一旦該劇本執行完成，你會看到這樣的輸出：

PLAY RECAP *********************************
Ansible-host     : ok=20 changed=11 unreachable=0 failed=0 skipped=0 rescued=0 ignored=3
 
Real 18m14.288s
User 2m26.978s
Sys 0m26.849s

確認所有虛擬機都在運行：

$ vagrant status
Current machine states:
 
Web1.demo.com    running (virtualbox)
Web2.demo.com    running (virtualbox)
ansible-host     running (virtualbox)
[...]

你可以通過登錄其中一個虛擬機進一步調查。訪問 ansible-host：

> vagrant ssh ansible-host
Activate the web console with: systemctl enable --now cockpit.socket
 
Last login: Thu Nov 26 12:21:23 2020 from 10.0.2.2
[vagrant@ansible-host ~] uptime
16:46:42 up 1:24, 1 user, load average: 0.00, 0.01, 0.04

最后，你可以使用 Ansible 模塊來 ping 你創建的其他節點：

[vagrant@ansible-host]$ ansible -i inventory-test.yaml \
webservers -m ping -u vagrant
192.168.29.2 | SUCCESS =&gt; {
  "Ansible-facts": {
      "Discovered_interpreter_python": "/usr/libexec/platform-python"
    },
    "Changed": false;
    "Ping": "pong"
}
[...]

清理

運行如下命令來清理環境：

$ vagrant destroy [vagrant machine name]

你的輸出會像這樣：

Output from cleaning up environment

有創意的學習

在自己的實驗室里利用自己的時間學習 Ansible 這樣的軟件是一個好習慣，但由于受到無法控制的限制，可能會很困難。

有時候，你需要發揮創意，找到另一種方法。在開源社區中，你可以選擇很多方案；我們選擇這些工具的主要原因之一是，它們是許多人常用和熟悉的。

另外，請注意，這些劇本并沒有按照我的要求進行優化。

責任編輯：龐桂玉來源： Linux中國

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