结合P2P软件使用Ansible分发大文件

一 应用场景描述

现在我需要向50+数量的服务器分发Logstash新版本的rpm包，大概220MB左右，直接使用Ansible的copy命令进行传输，命令如下：

ansible all  -m copy -a "src=/opt/software/logstash/logstash-agent-2.3.3-fb.centos6.x86_64.rpm dest=/opt/software/logstash"

在执行的过程中，很快就收到Zabbix网络监控的报警，报警项目就是瞬间流量变化大于5Mbps。同时，有的服务器很快执行完成，有很多出现ssh连接错误，Ansible卡死。

开启Ansible的pipelining功能依然卡在ssh连接上。分发文件失败！！

所以，使用Ansible来分发执行命令很快速，但是如果直接使用Ansible来处理稍微大一点的文件分发就是一个很大的问题，即使耗费点时间可以忍受，但是单个分发点的带宽也会直接影响分发效率。

对于大文件分发，首先想到的就是BitTorrent，利用P2P协议实现快速分发，节省带宽，提高效率。

二 P2P软件介绍

这里我们使用Twitter开源的murder。Twitter用它来分发大文件完成代码更新。在早期，Twitter为每天向上万太台的服务器发布代码而头疼，从中央代码服务器向其他成千上万的节点分发代码存在很大瓶颈，因为分发代码的执行时间与需要更新代码的节点成线性关系，节点越多，分发时间越长。为了解决这个问题，Twitter抛弃了以往的集中式架构，转向分布式架构，取名叫murder。使用murder后，他们以前需要40~60分钟的代码发布任务，现在12秒以内就可以完成。

wget https://github.com/lg/murder/archive/master.zip -O murder.zip
unzip murder.zip
cd murder-master

muder是基于BitTornado来实现的。主要有以下几个组件：

torrent tracker

tracker使用murder_tracker.py运行，tracker实际上就是运行在一台服务器上的单个服务，其他任何成员都要依赖这个tracker。tracker-less disctribution(DHT)目前不支持。tracker存放BitTorrent客户端需要更新状态的路径。

seeder

seeder就是存放需要向其他主机分发的文件的服务器。这些文件存放在seeder的一个目录，torrent根据这个目录创建。Murder会将这个目录打包成tgz格式，然后创建一个.torrent文件，这个文件很小，只存放关于这个tgz文件的基本哈希信息。这个.torrent文件让各个peers节点知道他们下载的是什么文件。同时，tracker会保持跟踪有哪些 .torrent文件正在被分发。一旦Murder开始传输文件，seeder服务器是众多主机首先获取文件碎片的地方。

peers

peers就是成百上千需要接收文件的服务器，并且在它们之间可以相互传输文件。一旦一个peer节点下载整个tgz文件完成，它将继续seeding一段时间防止蜜罐效应。

命令行使用murder

1.开启tracker

python murder_tracker.py

muder_tracker.py实际上调用的这个文件BitTornado/BT1/track.py

track.py有很多参数，如果需要添加参数可以修改muder_tracker.py

几个重要的参数

--port tracker监听的端口,默认是8998

--dfile 存储近期下载信息的文件

--logfile tracker日志文件，默认是标准输出

为tracker添加启动脚本/etc/init.d/murder-tracker

#! /bin/sh
#
# Start/Stop murder-tracker
#
# chkconfig: 345 99 99
# description: murder-tracker
# processname: murder-tracker
​
if [ -f /etc/rc.d/init.d/functions ]; then
    . /etc/rc.d/init.d/functions
fi
​
​
​
​
name="murder-tracker"
murder_tracker_bin="/opt/app/murder/dist/murder_tracker.py"
murder_tracker_log="/opt/logs/murder/murder_tracker.log"
murder_tracker_data="/opt/data/murder/tracker_data"
murder_user=murder
​
​
find_tracker_process () {
    PID=`ps -ef | grep murder_tracker | grep python |grep -v $0|grep -v grep|grep -v sh|grep -v root| awk '{ print $2 }'`
}
​
start () {
    getent passwd $murder_user  >/dev/null || useradd -r  -s /sbin/nologin $murder_user
    LOG_DIR=`dirname ${murder_tracker_log}`
    DATA_DIR=`dirname ${murder_tracker_data}`
    if [ ! -d $LOG_DIR ]; then
      echo -e  "\e[35mLog dir ${LOG_DIR} doesn't exist. Creating\e[0m"
      mkdir -p $LOG_DIR     
    fi
    if [ ! -d $DATA_DIR ]; then
      echo -e  "\e[35mLog dir ${DATA_DIR} doesn't exist. Creating\e[0m"
      mkdir -p $DATA_DIR
    fi
    chown -R $murder_user:$murder_user $DATA_DIR  $LOG_DIR
​
    find_tracker_process
    if [ "$PID" != "" ]; then
       echo -e  "\e[35m$name is already running!\e[0m"
    else
       daemon --user $murder_user  nohup  python $murder_tracker_bin  > /dev/null 2>&1 &
       echo -e "\e[35mStarting $name Done\e[0m"
    fi
}
​
​
​
stop () {
    find_tracker_process
    if [ "$PID" != "" ]; then
        echo -e "\e[35mStopping $name\e[0m"
        kill $PID
    else
        echo -e "\e[35m$name is not running yet\e[0m"
    fi
}
​
case $1 in
start)
        start
        ;;
stop)
        stop
        exit 0
        ;;
reload)
        stop
        sleep 2
        start
        ;;
restart)
        stop
        sleep 2
        start
        ;;
status)
        find_tracker_process
        if [ "$PID" != "" ]; then
          echo -e "\e[35m$name is running: $PID\e[0m"
          exit 0
        else
          echo -e "\e[35m$name is not running\e[0m"
          exit 1
        fi
        ;;
*)
        echo -e "\e[35mUsage: $0 {start|stop|restart|reload|status|configtest}\e[0m"
        RETVAL=1
esac
exit 0

根据自己情况修改相应的参数

2.创建torrent文件

python murder_make_torrent.py deploy.tar.gz tracker.twitter.com:8998 deploy.torrent

murder_make_torrent.py文件实际上调用的 BitTornado的makemetafile.py 文件

3.Seed the package播种需要分发的文件包

python murder_client.py seed  deploy.torrent deploy.tar.gz 172.28.2.200

最后一个参数是本机的IP地址

4.从所有peers节点获取文件包

python murder_client.py peer  deploy.torrent deploy.tar.gz 172.28.2.220

三 使用Ansible执行分发命令

tracker 172.168.2.171

seeder 172.168.2.179

peers 172.168.2.180~200

murder执行文件目录 /opt/app/murder

tracker和seeder的murder数据目录 /opt/data/murder

peers下载目录 /opt/software/download/

1.在tracker服务器上启动tracker

# ansible 172.168.2.171  -m service -a "name=murder-tracker state=started"

2.在seeder服务器上制作torrent文件并启动seeder

seeder启动脚本/etc/init.d/murder-seeder

#! /bin/sh
#
# Start/Stop murder-seeder
#
# chkconfig: 345 99 99
# description: murder-seeder
# processname: murder-seeder
​
if [ -f /etc/rc.d/init.d/functions ]; then
    . /etc/rc.d/init.d/functions
fi
​
​
name="murder-seeder"
murder_seeder_data="/opt/data/murder"
murder_seeder_log="/opt/logs/murder/murder_seeder.log"
murder_seeder_bin="/opt/app/murder/dist/murder_client.py"
murder_make_torrent_bin="/opt/app/murder/dist/murder_make_torrent.py"
murder_seeder_conf="/opt/app/murder/dist/seeder.conf"
deploy_file=$(awk -F= '/deploy_file/{print $2}' /opt/app/murder/dist/seeder.conf)
torrent_file=$(awk -F= '/torrent_file/{print $2}' /opt/app/murder/dist/seeder.conf)
tracker_ip=$(awk -F= '/tracker_ip/{print $2}' /opt/app/murder/dist/seeder.conf)
local_ip=$(awk -F= '/local_ip/{print $2}' /opt/app/murder/dist/seeder.conf)
murder_user=murder
​
​
find_seeder_process () {
    PID=`ps -ef | grep murder_client|grep seed | grep python |grep -v $0|grep -v grep| awk '{ print $2 }'`
    #PID=`ps -ef | grep murder_client|grep seed | grep python |grep -v $0|grep -v grep|grep -v sh|grep -v root| awk '{ print $2 }'`
}
​
start () {
    getent passwd $murder_user  >/dev/null || useradd -r  -s /sbin/nologin $murder_user
    LOG_DIR=`dirname ${murder_seeder_log}`
    DATA_DIR=${murder_seeder_data}
    if [ ! -d $LOG_DIR ]; then
      echo -e  "\e[35mLog dir ${LOG_DIR} doesn't exist. Creating\e[0m"
      mkdir -p $LOG_DIR     
    fi
    if [ ! -d $DATA_DIR ]; then
      echo -e  "\e[35mLog dir ${DATA_DIR} doesn't exist. Creating\e[0m"
      mkdir -p $DATA_DIR
    fi
 
    ####### make torrent 
    python $murder_make_torrent_bin $deploy_file $tracker_ip $torrent_file   
    #######
    chown -R $murder_user:$murder_user $DATA_DIR  $LOG_DIR
​
    find_seeder_process
    if [ "$PID" != "" ]; then
       echo -e  "\e[35m$name is already running!\e[0m"
    else
       nohup  python $murder_seeder_bin  seed  $torrent_file $deploy_file $local_ip     > $murder_seeder_log 2>&1 &
       #daemon --user $murder_user  nohup  python $murder_seeder_bin  seed  $torrent_file $deploy_file $local_ip     > $murder_seeder_log 2>&1 &
       echo -e "\e[35mStarting $name Done\e[0m"
    fi
}
​
stop () {
    find_seeder_process
    if [ "$PID" != "" ]; then
        echo -e "\e[35mStopping $name\e[0m"
        kill $PID
    else
        echo -e "\e[35m$name is not running yet\e[0m"
    fi
}
​
case $1 in
start)
        start
        ;;
stop)
        stop
        exit 0
        ;;
reload)
        stop
        sleep 2
        start
        ;;
restart)
        stop
        sleep 2
        start
        ;;
status)
        find_seeder_process
        if [ "$PID" != "" ]; then
          echo -e "\e[35m$name is running: $PID\e[0m"
          exit 0
        else
          echo -e "\e[35m$name is not running\e[0m"
          exit 1
        fi
        ;;
*)
        echo -e "\e[35mUsage: $0 {start|stop|restart|reload|status|configtest}\e[0m"
        RETVAL=1
esac
exit 0

启动脚本依赖一个配置文件seeder.conf

# cat /opt/app/murder/dist/seeder.conf 
deploy_file=/opt/data/murder/deploy.tar.gz
torrent_file=/opt/data/murder/deploy.torrent
tracker_ip=172.168.2.171:8998
local_ip=172.168.2.179

将需要的分发的文件打包成deploy.tar.gz

启动seeder

# ansible 172.168.2.179  -m service -a "name=murder-seeder state=started"

3.从seeder获取种子文件，然后分发到peers

# ansible 172.168.2.179  -m synchronize -a "mode=pull src=/opt/software/download/deploy.torrent dest=/opt/software/download"

调用synchronize模块，pull模式就是从远端获取文件到本地，默认是push模式，从本地推送文件到远端

然后将种子文件分发出去

# ansible all  -m synchronize -a "src=/opt/software/download/deploy.torrent dest=/opt/software/download"

4.在各个peers端执行下载任务

# ansible all  -m shell -a "sh /opt/app/murder/dist/peer_download.sh"

peer_download.sh

#!/bin/bash
#this file is used to download bt files
torrent_file=/opt/software/download/deploy.torrent
download_file=/opt/software/download/deploy.tar.gz
local_ip=$(hostname -I|awk '{print $1}')
murder_client_bin=/opt/app/murder/dist/murder_client.py
​
python  $murder_client_bin peer $torrent_file $download_file $local_ip

分发完成

可以将这些步骤写成Ansible playbooks

需要注意一下：

我需要分发的服务器是外网服务器，每台服务器开启了iptables防火墙。总共有60多台服务器同时下载220M左右的压缩包总共花了约20多分钟时间。这个时间有点怀疑，通过再次了解BT原理和查看源代码发现是防火墙设置的问题。BT下载之所以是下载点越多，下载速度越快，是因为各个下载点之间可以交换数据，也就是说需要开启TCP端口用于BT下载。这点在murder的文档中是没有说明的，twitter默认是每台服务器都关闭防火墙，并且是处于一个数据中心的彼此相互信任的内网服务器。murder封装的是BTTornado,代码中默认是启动一个10000~60000范围的随机端口，每个murder peer在下载的同时向其他peers提供下载服务就是通过这个随机端口，如果防火墙全部关闭，这个不成问题，但是如果开启了防火墙这么大的端口范围肯定不行的，就需要自己设置一个防火墙允许的范围。

如果不开端口也是可以上传数据的，但是会影响下载速度，因为其他peer端无法连接到彼此。

有关下载的参数在BitTornado/download_bt1.py中定义有

和端口相关的参数

('minport', 10000, 'minimum port to listen on, counts up if unavailable'),
('maxport', 60000, 'maximum port to listen on'),
('random_port', 1, 'whether to choose randomly inside the port range ' +
        'instead of counting up linearly'),

这个范围太大，根据自己情况设置小一点，然后让防火墙通行

注：还在研究，未完待续