部署方案@应用系统单点切换解决方案

1 背景介绍

  1. 对于应用主要部署在云虚拟机上，云虚拟机作为IT服务最主要也是最重要的基础设施，其稳定性和可用性对公司业务的影响至关重要。
  2. 当生产云虚拟机发生重大故障时，由于应用节点大都是单节点部署，只能选择处理时间较长的主机恢复方案进行修复，因此导致服务停机长达数小时，部分业务处理中断。因此，提高服务的可用性成为了眼下急需解决的问题。
  3. 对于java应用部署方式为两种：基于tomcat的war部署以及普通的jar部署。不规范不统一的部署，给日常版本发布以及系统运维带来一些额外的成本，而故障恢复也需要一个统一且简单的操作以减少恢复时间，因此，规范应用的部署，并实现自动化是首先要解决的问题。

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2 整体方案

要消灭单点问题，最终需要全部更换为集群部署方案。应用服务的集群部署包括：需针对实时服务、定时任务、工作流以及其他存在前后依赖关系的任务等，制定对应的集群方案，这是一个相对漫长且复杂的过程。但是，集群部署除了需要更多的主机资源之外，还需要对各个系统进行适应性改造。因此，整体方案上，采用循序渐进的方式从单节点部署过渡到集群部署上，结合已有的主机资源，过渡方案采用冷备方式，虽然不能直接提升服务的可用性，但可以大大减少故障恢复的时间。

  1. 对每个应用系统的主机进行克隆冷备，平时不启动，因此只消耗部分硬盘资源，不占用稀缺的内存和CPU资源，故障发生时，先将原来的主机直接下线，然后启动克隆主机，部署最新的应用版本后即可恢复服务，服务恢复时间从原来的数小时降低到半小时以内。
  2. 对于应用的部署，从应用的系统用户、权限、部署目录结构、日志的命名以及日志文件的切换等这几个方面进行规范，力求规格统一。同时，采用Jenkins+maven实现自动发布部署，出于系统安全考虑，测试环境和生产环境需要隔离。

3 部署工作

3.1 应用部署规范

• 3.1.1 方案说明

用户

组名称	组ID	备注
staff	600

组

用户名称	用户ID	组	用户目录
	601	staff	/home/
cxwh	602	staff	/home/cxwh

应用目录结构

目录	属主/组	备注
/data/	{应用用户名}:staff	应用存放目录
/data/{应用用户名}/java	{应用用户名}:staff	Jdk软件安装包存放目录
/data/{应用用户名}/tomcat	{应用用户名}:staff	tomcat安装包存放目录
/data/{应用用户名}/config	{应用用户名}:staff	项目环境相关配置文件，一般是xxx.properties
/data/{应用用户名}/application	{应用用户名}:staff	当前运行版本的版本目录，采用软链接到release对应版本
/data/{应用用户名}/deploy	{应用用户名}:staff	发版时文件存放位置
/data/{应用用户名}/release	{应用用户名}:staff	应用文件发版后存放的位置
/data/{应用用户名}/tools	{应用用户名}:staff	应用相关工具存放位置，例如版本发布脚本
/data/{应用用户名}/logs	{应用用户名}:staff	应用，脚本日志目录
/data/{应用用户名}/temp	{应用用户名}:staff	临时文件目录
/data/{应用用户名}/resource	{应用用户名}:staff	数据文件等资源存放位置
/data/{应用用户名}/backup	{应用用户名}:staff	备份目录

包部署命名规范

应用简称-版本号-日期-环境标识.war
其中，
应用简称： 一般与应用用户名一致
版本号： x.x.x，x是整数，可以是两位
日期： 格式是yyyymmdd
环境标识： 与maven上的profile的id一致，一般是dev/sit/uat/prod，分别表示开发/集成测试/用户验收测试/生产

日志规范

  1. 基于tomcat的应用
    Tomcat日志文件名：tomcat.应用简称.YYYYMMDD.log，以天为单位存储切割
    应用日志文件名：应用简称.YYYYMMDD.log，以天为单位存储切割
  2. 其他应用
    由于存在多样性，原则上不做要求

• 3.1.2 实施步骤

  1 按用户与组新建系统组以及用户
  2 按卷组、逻辑卷规划新建/调整文件系统
  3 按应用部署结构规划新建目录并分配权限
  4 根据需要在指定目录下安装java、tomcat等软件
  5 配置java，tomcat等参数，系统用户主目录下的.bash_profile配置，tomcat的server.xml配置
  6 将应用生产版本按目录结构规范分别存放部署
  7 停止旧的应用服务
  8 启动新部署的应用服务
  9 检查验证应用服务

3.2 自动化部署

• 3.2.1 方案说明

针对目前产线上，每次投产发布应用时，研发人工部署的情况比较多，使得运维工作开展时，需要研发人员紧密配合。为了提高效率和实时性，搭建一套自动化部署平台，将应用系统的部署发布流程做成自动化模式。这样在产线投产时，避免人工部署的情况，降低出错几率，加速发布流程。同时流程得以标准化，便于系统管理与日常运维。最后在应用系统的部署发布流程中，可以做到即使没有对应的应用系统的研发人员，运维人员也可自行发包，提高运维效率。

• 3.2.2 实施步骤

  1 申请自动化部署平台服务器，安装常用软件以及本次使用的开源框架Jenkins。
  2 根据应用部署规范，将应用服务器的用户、目录进行标准化统一，编写日常运维脚本，如发布、启停等脚本。
  3 收集各应用系统发版流程，根据项目的特点制定自动化部署流程，最后归档成操作手册。
  4 将操作手册分发到各应用服务负责人，按照操作手册，部署配置Jenkins。
  5 配置用户权限以及Jenkins的网络访问权限，以最小化原则配置Jenkins，使得特定角色和特定环境才可以访问。
  6 选择发版日，应用系统逐个进行自动化发版验证。

4 附录

4.1 规范目录创建创建脚本

• 脚本create_app.sh 代码

if [ $# -lt 1 ];then
    echo "usage:$0 user_name"
    echo "其中:"
    echo "user_name 应用系统用户名"
    exit 0
fi

user_name=$1

change_pswd()
{
expect <<EOF
   set timeout 3
   spawn passwd $1
   expect "*新的 密码*"
   send "$2\r"
   expect "*新的 密码*"
   send "$2\r"
   expect "*成功更新*"
EOF
}

result=`type expect |grep "expect is"`
if [ "$result" == "" ];then
    echo "需要安装 expect 工具"
    yum install expect -y
fi

echo "即将创建系统用户名为[$user_name]的应用部署环境"
#echo "按任意键继续(ctrl+c 取消)..."
#read anykey

flag=`cat /etc/group |grep -w staff`
if [ "$flag" == "" ];then
    echo "新建[staff]组"
    groupadd -g 600 staff
fi

flag=`cat /etc/passwd |grep -w cxwh`
if [ "$flag" == "" ];then
    echo "新建[cxwh]用户(默认密码是:cxwh)"
    useradd -g staff cxwh
    change_pswd cxwh cxwh
fi

flag=`cat /etc/passwd |grep -w ${user_name}`
if [ "$flag" != "" ];then
    echo "[${user_name}]用户已经存在，不需要创建!"
else
    echo "新建[${user_name}]用户(默认密码:${user_name})"
    useradd -g staff ${user_name}
    change_pswd ${user_name} ${user_name}
fi

mkdir -p /data/${user_name}
mkdir -p /data/${user_name}/java
mkdir -p /data/${user_name}/tomcat
mkdir -p /data/${user_name}/application
mkdir -p /data/${user_name}/config
mkdir -p /data/${user_name}/deploy
mkdir -p /data/${user_name}/release
mkdir -p /data/${user_name}/tools
mkdir -p /data/${user_name}/logs
mkdir -p /data/${user_name}/temp
mkdir -p /data/${user_name}/resource
mkdir -p /data/${user_name}/backup

chown -R ${user_name} /data/${user_name}

bash_profile="/home/${user_name}/.bash_profile"

cat <<!! > $bash_profile
# .bash_profile

# Get the aliases and functions
if [ -f ~/.bashrc ]; then
    . ~/.bashrc
fi

# User specific environment and startup programs

PATH=\$PATH:\$HOME/bin

export PATH

export JAVA_HOME=/data/${user_name}/java
export PATH=.:/data/${user_name}/tools:\$JAVA_HOME/bin:\$PATH

alias cdd="cd /data/${user_name}/deploy"
alias cdl="cd /data/${user_name}/logs"
alias cda="cd /data/${user_name}/application"

set -o vi

!!

echo "创建完成."

• 脚本create_app.sh 使用

1 用root登录应用对应的主机，然后用create_app.sh执行创建用户环境操作就可以了，比如app

  1 用root登录 
  2 把create_app.sh脚本传上去
  3 执行脚本 sh create_app.sh app
  4 验证一下用户，目录是否按规范创建好

2 脚本会执行以下操作

  1 如果没有安装 expect ，执行 yum install expect -y 安装
  2 如果没有 staff 组，执行 groupadd -g 600 staff 创建
  3 如果没有 cxwh 用户，执行 useradd -g staff cxwh 创建，初始密码与用户名一样
  4 假设要创建的用户是 pad，如果系统还没有 pad 用户， 执行 useradd -g staff pad 创建，初始密码与用户名一样
  5 在/data/${user_name}目录下用mkdir新建整套应用部署目录（如果已经存在，不受影响），并授权 chown -R ${user_name} /data/${user_name}
  6 修改 /home/${user_name}/.bash_profile 配置，主要是PATH，JAVA_HOME，alias

4.2 项目规范部署执行脚本

• 脚本deploy.sh 代码

#!/bin/bash
source ~/.bash_profile

app_name=$1

#判断执行脚本是否输入应用名
if [ $# -lt 1 ];then
    echo "执行请输入: $0 app_name" >>$log_file 2>&1
    echo "其中app_name为应用名称" >>$log_file 2>&1
    cat $log_file
    exit 2
fi

#获取当前用户名
user_name=`whoami`

#获取当前时间
date=`date +%Y%m%d%H%M%S`

#获取当前服务器IP地址
LOCAL_IP=`ip addr show eth0 | grep global | awk -F ' ' '{print $2}' | sed 's/\/24//'`

logs_path=/data/${user_name}/logs
deploy_path=/data/${user_name}/deploy
release_path=/data/${user_name}/release
application_path=/data/${user_name}/application
backup_path=/data/${user_name}/backup/release
tomcat_path=/data/${user_name}/tomcat
#部署过程日志
log_file=${logs_path}/deploy.${app_name}.${date}.log


#备份IP信息
backup_server_list=(
#192.168.90.11
192.168.80.13
)
BACKUP_USER="appbak"
BACKUP_PSWD="Appbak%110"
BACKUP_PORT="22"

#写日志函数
log()
{
    echo "[`date +'%Y%m%d %H%M%S'`] $1 $2" >> $log_file
}
log_info()
{
    log "info " "$1"
}
log_warn()
{
    log "warn " "$1"
}
log_error()
{
    log "error " "$1"
}

#war包部署过程
echo "发版日志文件: ${log_file}"
log_info "${LOCAL_IP}应用[${app_name}]开始发版"

cd ${deploy_path}
log_info "1.在${deploy_path}目录下查找待发布的war包"
var=`ls *${app_name}*.war`
if [ "$var" == '' ];then
    log_error "待发布的war包不存在,发布失败!"
    cat ${log_file}
    exit 3
fi
release=${var%%.war}

log_info "2.待发布的war包: ${release}.war"


log_info "3.本地备份war包: ${release}.war --> ${backup_path}"
cp ${release}.war ${backup_path}/ >> ${log_file} 2>&1

#判断远程备份IP是否存在
port_test()
{
    echo ""|telnet $1 $2 2>/dev/null | grep "\^]" | wc -l
}
for element in ${backup_server_list[@]}
do 
    result=`port_test ${element} ${BACKUP_PORT}`
    if [ "${result}" == "1" ];then
    BACKUP_SERVER=${element}
    break
    fi
done
if [ "${BACKUP_SERVER}" == "" ];then
    log_error "无可用的远程备份主机,无法远程备份,不能发版!"
    cat $log_file
    exit 4
fi
BACKUP_BACK_PATH="application/${BACKUP_SERVER}/${user_name}"

log_info "4.远程备份war包: ${release}.war --> ${BACKUP_USER}@${BACKUP_SERVER}:${BACKUP_BACK_PATH}"

#远程备份war包函数
sftp_sample()
{
expect <<EOF
   set timeout 3                      
   spawn sftp -oPort=${BACKUP_PORT} ${BACKUP_USER}@${BACKUP_SERVER}
   expect {
    "*yes/no*" { send "yes\r"; exp_continue }
    "*password*" { send "${BACKUP_PSWD}\r" }
    }
   expect "sftp>"
   send "cd ${BACKUP_BACK_PATH}\r"
   expect "sftp>"
   send "put ${release}.war\r"
   expect "sftp>"
   send "exit\r"
EOF
}
sftp_sample 2>&1 >/dev/null

log_info "5.删除当前应用版本的软链接"
rm -rf ${application_path}/${app_name}
rm -rf ${release_path}/${app_name}*

log_info "6.解压新版本war包,并建立新版本的软链接"
unzip -o ${release}.war -d ${release_path}/${release} 2>&1 >/dev/null
ln -s ${release_path}/${release} ${application_path}/${app_name} >>$log_file 2>&1

bin_path=${application_path}/${app_name}/sbin
tag="java"
if [ ! -d ${bin_path} ];then
    bin_path=${tomcat_path}/bin/
    tag="tomcat"
fi

log_info "7.服务启停脚本目录:$bin_path"

log_info "8.停止${tag}服务"
sh ${bin_path}/shutdown.sh >>$log_file 2>&1
sleep 10
for p in `jps | grep Bootstrap | awk '{print $1}'`
do
       kill -9 $p
done

jps | grep Bootstrap 2>&1 >/dev/null
if [ "$?" = "0" ];then	
	echo "${tag}服务停止失败,请查验!" >>$log_file 2>&1
	cat ${log_file}
	exit 5
else
	echo "${tag} stoped." >>$log_file 2>&1
fi
#for p in `jps | grep Bootstrap | awk '{print $1}'`
#do
#	kill -9 $p
#done

log_info "9.启动${tag}服务"
sh ${bin_path}/startup.sh >>$log_file 2>&1

sleep 30

jps | grep Bootstrap >>$log_file 2>&1
if [ "$?" = "0" ];then	
	log_info "10.发版完成,请查看tomcat日志确保服务正常启动,并做生产验证."
else
	log_info "10.${tag}服务启动失败,请查验!"
	cat ${log_file}
	exit 6
fi

rm -rf ${deploy_path}/${release}.war
cat ${log_file}