Chef学习之三：Chef基础知识（转贴）

主要内容

本文档主要讲述了一些Chef的基础知识,包括:

Chef是什么
Chef能做什么
Chef怎么做

Chef是什么

Chef简介

Chef是，由Ruby开发的服务器的构成管理工具

想像一下我们现在需要搭建一台mysql database slave服务器，安装过程我们手动操作了没过多久，我们需要第二台，这时候我们会想，如果之后安装第一台的时候把操作过程执行的命令写成脚本现在安装第二台，运行一下脚本就行了，节约时间而且不容易出错

chef就相当于这样的一个脚本管理工具，但功能要强大得多，可定制性强 chef将脚本命令代码化，定制时只需要修改代码，安装的过程就是执行代码的过程

打个比方,Chef就像一个制作玩具的工厂,它可以把一些原材料做成漂亮的玩具, 它有一些模板,你把原材料放进去,选择一个模板(比如怪物史莱克),它就会制造出这个玩具服务器的配置也是这样,一台还没有配置的服务器,你给它指定一个模板(role或recipe), Chef就会把它配置成你想要的线上服务器

这个只是Chef的一方面,因为可以安装好系统后执行一个脚本也达到同样的目的,Chef还有另一方面是脚本达不到的,那就是Chef对经过的配置的服务器有远程控制的能力,它可以随时对系统进行进一步的配置或修改就像前面的玩具工厂可以随时改变它的玩具的颜色,大小(好像现实中不太可能) 你也可以通过手动的方式达到目的, 但是当服务器比较多的时候,可能手动的方法就不是那么欢乐了

Chef提供了更方便统一的方法

Chef和Puppet比较

在系统的世界中，基本上不会说解决课题的工具只有1个, 各自工具都有自己的长处和短处，所以可能的话要选择最合适的那个

服务器的构成管理工具而言，知名度与Chef平分天下的是叫“Puppet”的工具，这两个都作为OSS是知名度排名最前的2个。让我们来比较下它们的不同处：

注: 下面的表格来自用Chef来简化服务器管理

|------------------+------------------------------------+-----------------------------------------------------------------------|
| 比较             | Puppet                             | Chef                                                                  |
|------------------+------------------------------------+-----------------------------------------------------------------------|
| 历史             | 有一些                             | 还年轻                                                                |
| 用户             | 多,有名的公司也在用                | 还比较少，但我认为有37signals在使用                                   |
| 开发的活跃度     | 中等                               | 活跃（感觉正在旺季）                                                  |
| 文档             | 多                                 | 也足够了                                                              |
| 设定文件         | 用专用的文法书写（外部DSL）        | 用Ruby书写（内部DSL）                                                 |
| 设定的构成       | 有点难懂                           | 相对容易理解,命名等很合适                                             |
| 依存关系的处理   | 运行次序是根据状况由系统端决定的。 | 好像Makefile 基本上是书写顺序。相比Puppet更具脚本风格                 |
| 必要的中间软件   | 没有                               | 服务端需要有CouchDB、RabbitMQ                                         |
| 安装             | 简单，用gem的安装就可以            | 服务端容易死。没有加入包中的话比较困难。客户端的话简单，只要gem就可以 |
| 和其他系统的协作 | 感觉基本上没有                     | 因为使用RESTful的服务API，用JSON可以取值，所以好像能做许多事          |
|------------------+------------------------------------+-----------------------------------------------------------------------|

Chef结构

这是Chef的结构图,对图做一点解释:

有一个中心服务器(运行chef-server)
- Chef将数据存储在CouchDB数据库里面
- RabbitMQ和chef-solo等提供搜索的功能
- Chef还提供了个图形的用户界面(cher-server-webui)
可以有多个Workstation(运行knife工具对Chef进行配置)
- Workstation上有一个pem文件,knift利用它作为认证来和chef-server通过REST API进行通信
- Workstation将配置(利用Recipe等描述各Client应该如何配置自己)上传到服务器
- Workstation和中心服务器可以在同一台机器
可以有多个Client(运行chef-server的被配置机器)
- Client上有一个pem文件,chef-client利用它作为认证来和chef-server通过REST API进行通信
- 当新加一个Client的时候,需要从中心服务器上拷贝validator.pem到新加的Client
- 它利用这个pem进行注册得到自己的client.pem进行以后的认证
- Client连到Chef服务器查看如何配置自己,然后进行自我配置

Chef的三种管理模式

Chef-Solo
由一台普通电脑控制所有的服务器，不需要专设一台chef-server
Client-Server
所有的服务器作为chef-client，统一由chef-server进行管理，管理包括安装、配置等工作 chef-server可以自建，但安装的东西较多，由于使用solr作为全文搜索引擎，还需要安装java
Opscode Platform
类似于Client-Server，只是Server端不需要自建，而是采用http://www.opscode.com 提供的chef-server服务

Chef能做什么

Chef能做什么,答案的Anything,这个实际上很好理解,只要你可以对一台服务执行命令你就可以对这台服务做任何配置(不是有那句话嘛:Where there is a SHELL, there is a way)

这里大家可能对Chef有一些误解,由于Chef使用类似模板的方法对服务进行配置, 大家可能认识它只适合于一些配置比较类似的服务, 这里完全小看Chef了,我从他们的网站上下载过mysql的cookbook,它可以同时支持:

debian ubuntu centos suse fedora redhat scientific amazon freebsd windows

当你对Chef怎么做有一定的了解后你就不会感到惊讶了

Chef是怎么做的

如果忽略所有的细节,Chef是这样工作的:

在Workstation上定义各个Client应该如何配置自己,然后将这些信息上传到中心服务器
每个Client连到中心服务器查看如何配置自己,然后进行自我配置

Chef为了描述Client如何配置自己定义了一些名词,对这些新东西了解有利用理解Chef工作原理

Resource和Provider

Resource是Chef提供给你的用来描述系统的某一部分希望怎么配置(处于什么状态),请看例子

package "vim" do
  action :install
end

这就是一条Resource,它想要表达的是希望vim安装(处于安装的状态)

它有一个Resource类型(package)
有一个名字(vim)
可能还会有一些可选的参数(这个例子里没有)
有一个动作(install)(实际上描述一种状态(和Puppet里的ensure类似))

这里package是一个Resource类型,这里列出几个比较常用的Resource:

Directory
Execute
File
Group
Package
Script
Service
Template
User

Provider的概念可能比较抽象,像上面的Resource的例子,我们之所以不关关心vim怎么被安装(apt,yum…),就是因为有Provider 也就是说Provider负责把抽象的Resource对应到实际的命令(如上面的例子可能是:yum -y install vim)

下面我会列一些Resource的例子,如果你对Resource已经有理解了,可以跳到下一节Recipe

Resouece示例1

service "ntpd" do
  action[:enable,:start]
end

这是一条类型为service的Resource,这描述的是:启动ntpd服务并设置成开机启动注:虽然使用action这个词,但实际上它描述的是一种状态(它不会每次都试图去start)

Resource示例2

user "random" do
  comment "Random User"
  uid 1000
  gid "users"
  home "/home/random"
  shell "/bin/zsh" 
end

上面的Resource的类型为user,名字为random,然后一些参数(uid,gid,home,shell) 它描述的是:在系统上以这些参数创建random这个用户

上面的例子并没有action,这是因为’user’这个Resource的默认动作为create,可以省略

Resource示例3

file "/tmp/something" do
  owner "root"   
  group "root"   
  mode "0755"   
  action :create
  content "just test" 
end

这个Resource的类型为file, 名字为’/tmp/something’,动作为’create’,还有一些参数它描述的是:

在被管理服务器上创建文件’/tmp/something’,
这个文件的拥有者和拥有组都是root,
这个文件的模式为0755,
这个文件内容为’just test’

Resource示例4

template "/tmp/config.conf" do
  source "config.conf.erb" 
  variables(
    :config_var => node[:configs][:config_var]
  )
end

这是一个类型的template的Resource,它把服务器上的config.conf.erb文件传到客户机上,重命名为config.conf并做变量替换(template后面会详细的讲一下)

Recipe

简单的说把多个Resource写到一起就是Recipe,客户端会把Recipe里面的Resouce按照顺序(重要)一条一条的应用到自身

看一个配置ntp服务的Recipe

vim /var/chef/cookbooks/ntp/recipes/default.rb

package "ntp" do
  action [:install]
end

template "/etc/ntp.conf" do
  source "ntp.conf.erb"   variables( :ntp_server => "time.nist.gov" )
end

service "ntpd" do
  action[:enable,:start]
end

将把这个Recipe加到客户的run list(后面会说到)时,它会按顺序(重要)应用这些Resouce到自身:

安装ntp
从服务器上复制配置文件
启动并设置开机启动ntp服务

这里顺序很重要,如果整个反过来,可能就不能正确配置ntp服务了

Recipe可以包含其它的Recipe,如这个Recipe

vim /var/chef/cookbooks/mysql/recipes/default.rb

include_recipe "ntp::default" package "mysql-server" do
  action :install
end

service "mysql-server" do
  action :start
end

当这条Recipe被加到客户服务器的run list里时,它会首先把ntp::default这条Recipe展开成一条一条的Resource应用到自身,然后再应用后面的Resource

总结一下Recipe:

是Resource的组合
按顺序应用
可以包含其它的Recipe

Node和Role

把它们写在一起是因为他们都有一个run_list,而且他们的run_list都可以包含Recipe和Role

knife node show client1.chefdemo.com

# here is output
Node Name:   client1.chefdemo.com
Environment: _default
FQDN:        client1.chefdemo.com
IP:          192.168.122.10
Run List:    recipe[ntp::default], recipe[mysql::default]
Roles:       
Recipes:     ntp::default, mysql::default
Platform:    centos 6.2

knife role show mysql

# here is output
chef_type:            role
default_attributes:   
description:          
env_run_lists:        
json_class:           Chef::Role
name:                 mysql
override_attributes:  
run_list:            
    recipe[ntp::default]
    recipe[mysql::default]

Role可以用来描述一台服务器希望被配置成什么样子(配置成web服务器,mysql服务器,甚至是一个论坛)

它有一个run_list, 里面包含了要把一台服务器配置成这个样子所需要的Recipe和Role(Role可以包含Role)

Node很好理解,每一个被Chef管理的服务器(运行chef-client)就是一个Node

当一个Node上的chef-client启动的时候,它会去chef-server查到自己的run_list里包含那些Role和Recipe,然后把它们按顺序依次展开并应用到自身

Role和Node的关系是:可以把Role应用到Node,实际上这个过程只是简单的把这个Role的run_list里包含的东西(Role和Recipe)加到这个Node的run_list里(一个Node可以包含任意多个Role或Recipe)

这里举一个例子帮助理解,有两个Recipe: ntp::default和mysql::default

package "ntp" do
  action [:install]
end # 后面把这一条Resource简称为: 安装ntp的Resource

service "ntpd" do
  action[:enable,:start]
end # 后面把这一条Resource简称为: 启动ntp的Resource 

package "mysql-server" do
  action :install
end # 后面把这一条Resource简称为: 安装mysql-server的Resource 

service "mysql-server" do
  action :start
end # 后面把这一条Resource简称为: 启动mysql-server的Resource 

我们创建一个名叫ntp_and_mysql的Role并把这两个Recipe加到里面,相应的命令为

EDITOR=vim knife role create ntp_and_mysql

这条命令会用vim打开一个文件让你编辑这个role,修改成这样然后保存退出

{
  "override_attributes": {
  },
  "chef_type": "role",
  "env_run_lists": {
  },
  "json_class": "Chef::Role",
  "name": "ntp_and_mysql",
  "run_list": [
    "recipe[ntp::default]",
    "recipe[mysql::default]"   
  ],
  "default_attributes": {
  },
  "description": "" 
}

然后把这个Role应用到一个Node上(实际上就是把这个Role的runlist里的Recipe加到Node的runlist里)

knife node run list add client1.chefdemo.com 'role[ntp_and_mysql]' 

最后client1.chefdemo.com这个Node会把它展开为4条Resource(按顺序)

安装ntp的Resource
启动ntp的Resource
安装mysql-server的Resource
启动mysql-server的Resource

再由Provider将其转为对应的命令,最后这个Node所要做的就是:

安装ntp
启动ntp
安装mysql-server
启动mysql-server

Cookbook

Cookbook实际上就是Recipe等一些东西的打包,像前面的ntp::default,ntp就是一个Cookbook

Cookbook的目录结构类似这样

tree /var/chef/cookbooks/ntp/

/var/chef/cookbooks/ntp/
├── attributes
├── definitions
├── files
│   └── default
├── libraries
├── metadata.rb
├── providers
├── README.md
├── recipes
│   ├── default.rb
│   └── ntp.rb
├── resources
└── templates
    └── default
        └── ntp.conf.erb

10 directories, 5 files

更多Cookbook的内容请查看官方Wiki

Data Bag

由于创建用户的那个Recipe就用到了Data Bag, 所以这里简单说一下

Data Bag提供了定义全局信息的方法,直接看例子

首先我们创建一个Data Bag

knife data bag create admin

这条命令在chef-server上创建一个Data Bag, 可以在里面存储信息

mkdir -p /var/chef/data_bags/admin
vim /var/chef/data-bags/admin/william.json

{
    "id": "william",
    "shell": "/bin/bash",
    "comment": "william",
    "action": "create",
}

然后上传到服务端

cd /var/chef
knife data bag from file admin william.json

现在就可以在Recipe里访问这些信息,可以有两个方法:data_bag和data_bag_item

data_bag

data_bag("admin")# => ["william"] 

’# =>’ 这里指返回的意思,也就是说如果这样写:

username=data_bag("admin")

那么username就等[“william”]

data_bag_item

data_bag_item('admins', 'charlie')# => {"id"=>"william", "shell"=>"/bin/bash", "comment"=>"william", "action"=>"create"} 

总结

现在你已经知道这些新的概念了,我们再来看下Chef如何工作

在Workstation上定义各个Client应该如何配置自己,然后将这些信息上传到中心服务器
- 可以分为两个方面
  - Chef利用Recipe和Role定义出来一些模板
    - 如一个名为mysql的Role可能描述怎么配置才成成为一个mysql服务器
    - 利用它的runlist里包含的Role和Recipe实现这种描述
  - Chef再指定各个Client应用那些模板
    - 如给Client1指定mysql的Role
    - 实际上只是将mysql的run_list里的东西加到Client1的run_list里
每个Client连到中心服务器查看如何配置自己,然后进行自我配置
- Client连到中心服务器查看自己的run_list里都有什么东西(Role和Recipe)
- 把需要的Cookbook传一份过来
  - 把run_list里的Role展开成Recipe,就得到一个Recipe的列表了
  - 这些Recipe都属于那些Cookbook,这些Cookbook可能就是被传的对象了
- Client把run_list里的东西按顺序(重要)展开成Resource(得到一个Resource的列表)
- Client按顺序(重要)应用这个Resource列表来进行自我配置
  - Provider负责把这个抽象的Resource对应到具体的系统命令

Chef扩展

template

这里简单的说一个template这个Resource,因为可以正好从侧面消除大家对Chef的误解它非常适合用来管理配置文件,先看一个例子

template "/etc/ntp.conf" do
  source "ntp.conf.erb"   variables(
    :ntp_server => node[:ntp_server]
  )
end

这个Resource用来从服务端复制配置文件到客户端,复制的过程中还进行了变量替换(ntpserver),也就是不同的服务器可以有各自的ntpserver

这个模板文件(ntp.conf.erb)内容为:

# generated by Chef. restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery
restrict -6 default kod nomodify notrap nopeer noquery
restrict 127.0.0.1
restrict -6 ::1
server <%= @ntp_server %>
server  127.127.1.0     # local clock driftfile /var/lib/ntp/drift
keys /etc/ntp/keys

这个文件保存在什么地方呢,如果对前面的Cookbook的目录结构有印象,应该还记得有template这个目录这个目录下有default这个目录,一般就保存在这里

假设有一个Node(主机名为client1.chefdemo.com, 安装了centos6.2的系统)的runlist里有这一条Resource, 那么它从服务端传这个文件的时候,它会按这个顺序在服务端查找

.../template/host-client1.chefdemo.com/ntp.conf.erb
.../template/centos-6.2/ntp.conf.erb
.../template/centos/ntp.conf.erb
.../template/default/ntp.conf.erb

如果客户机是Ubuntu12.04,它会按这样的顺序查找

.../template/host-client1.chefdemo.com/ntp.conf.erb
.../template/ubuntu-12.04/ntp.conf.erb
.../template/ubuntu/ntp.conf.erb
.../template/default/ntp.conf.erb

也就是说不同的客户端(Platform和版本)可以有各自的配置文件

总结一下:

不同的客户端可以有各自的一些变量
不同的客户端可以有各自的配置文件

从这两点我们可以看到Chef不只适用于配置比较相似的情况,同样可以胜任个性化的配置

初始化的Recipe(init)

这只是一个非常简单的Recipe,对ssh做一些配置,安装一些软件,加上超级管理员的key(重点)

### ssh ###

if platform?("redhat", "centos", "fedora")
    ssh_server = "sshd"
else
    ssh_server = "ssh"
end

service ssh_server do
    action :nothing
end

template "/etc/ssh/sshd_config" do
    source "sshd_config.erb"
    notifies :restart, resources(:service => ssh_server), :immediately
end

template "/etc/ssh/ssh_config" do
    source "ssh_config.erb"
    notifies :restart, resources(:service => ssh_server), :immediately
end

# generate ssh key, create /root/.ssh
execute "ssh-keygen" do
    command "ssh-keygen -t dsa -f /root/.ssh/id_rsa -N \"\""
    if File.exists?("/root/.ssh/id_rsa")
        action :nothing
    end
end

# add admins' keys
template "/root/.ssh/.keys" do
    source "keys.erb"
    owner "root"
    group "root"
    mode "0600"
end

# add group cyops and add root to it
group "cyops" do
    system true
    members "root"
end

# packages 
package "vim" do
    action :install
end

重点看一下template “root.ssh/.keys”这个Resource 如果所有的服务器都有这一条Recipe,那么我要知道所有服务上都有那些人的key, 我只要查看workstation上的这个模板文件就可以了,因为所有其它服务器上的这个文件都是从这里复制过去的, 要添加删除某个用户的key,也只要修改这个文件然后upload

账号管理的Recipe(user)

这个也很简单,用户数据保存在Data Bag,这个Recipe从Data Bag解析得到用户的数据,然后利用user这个Resource进行添加删除的动作

还记得前面Data Bag的例子吗,如果admin这个Data Bag里包含这么几个文件:

charlie.json herry.json william.json

那么users就等于[“charlie”, “herry”, “william”]

users = data_bag('admin')

users.each do |login|
    # 每次处理一个用户,利用下面的方法得到一个用户的数据
    username = data_bag_item('admin', login)
    _action = username['action']

    # 利用user这个Resource添加删除用户
    user(login) do
        shell     username['shell']
        comment   username['comment']

        home      "/home/#{login}"
        supports  :manage_home => true
        if _action == "delete"
            action :remove
        end
    end

    # 创建.ssh目录,将key放里面
    if _action != "delete"
        directory "/home/#{login}/.ssh" do
            owner "#{login}"
        end

        file "/home/#{login}/.ssh/.keys" do
            content username['keys']
            owner "#{login}"
        end
    end
end

写了个脚本简化添加删除用户的动作,由于前面将数据和代码分开,只要更新Data Bag的用户数据就可以了

将下面的代码放到$PATH路径里(如/usr/local/bin/)就可以用它来添加删除用户了

mv user.sh /usr/local/bin/user
chmod +x /usr/local/bin/user
user add admin william /home/william/.ssh/id_rsa.pub

#!/bin/bash

chef_dir='/var/chef'
echo $#

function usage()
{
    echo "two few args"
    echo -e "Usage: \nuser add user_type user_name path_of_users_key"
    echo "user del user_type user_name"
    echo "user list user_type"
    echo "user list"
    exit
}

action=$1

if [ "$action" == "add" ]; then
    usertype=$2
    username=$3
    keypath=$4

    ls ${chef_dir}/data_bags/${usertype} &> /dev/null
    if [ "$?" != "0" ]; then
        echo "${usertype} doesn't exist"
        exit
    fi
    cat > ${chef_dir}/data_bags/${usertype}/${username}.json << EOF
{
    "id": "${username}",
    "shell": "/bin/bash",
    "comment": "${username}",
    "action": "create",
    "keys": "`cat ${keypath}`"
}
EOF

    cd $chef_dir
    knife data bag from file ${usertype} ${username}.json

    cd -
    cp ${keypath} ${chef_dir}/cookbooks/user/templates/default/${usertype}/${username}.key
    knife cookbook upload user
elif [ "$action" == "del" ]; then
    usertype=$2
    username=$3
    keypath=$4
    sed -i -e 's/create/delete/' ${chef_dir}/data_bags/${usertype}/${username}.json
    cd $chef_dir
    knife data bag from file ${usertype} ${username}.json
elif [ "$action" == "list" ]; then
    if [ "$2" != "" ]; then
        user_type=$2
        echo "Users in ${user_type}":
        echo '---------------------------'
        for i in `grep -R 'create' /var/chef/data_bags/${user_type}/ | awk '{print $1}' | sed -e "s/.*${user_type}\///" -e 's/\.json://'`
        do
            echo $i
        done
    else
        for i in `cd /var/chef/data_bags/; ls`
        do
            user_type=$i
            echo "Users in ${user_type}":
            echo '---------------------------'
            for i in `grep -R 'create' /var/chef/data_bags/${user_type}/ | awk '{print $1}' | sed -e "s/.*${user_type}\///" -e 's/\.json://'`
            do
                echo $i
            done
            echo
        done
    fi

else
    usage
fi

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