利用Ansible實現(xiàn)OpenStack自動化

摘要

本文旨在就置備虛擬機(jī)（除VMware以外）的一種替代方法提供一些見解。目標(biāo)受眾包括但不限于處理虛擬機(jī)自動化問題的軟件開發(fā)人員。由于VMware的服務(wù)提供商許可證及其支持vRealize、vCenter和其他工具的基礎(chǔ)設(shè)施成本高昂，我們整合我們的資源，開發(fā)出了一種同樣能夠完成任務(wù)，但更經(jīng)濟(jì)高效的替代方法。我們的解決方案采用開源技術(shù)，利用使用Ansible Tower的DevOps方法來與OpenStack交互，通過playbook進(jìn)行實現(xiàn)，用于置備虛擬機(jī)。我們將此技術(shù)集成到我們的Cyber Range?軟件中，本文將它作為一個案例研究，以證明這種方法行之有效。

簡介

本文介紹為何Ansible Tower是使用playbook，在OpenStack中創(chuàng)建、部署和配置虛擬機(jī)最簡單的方法之一。系統(tǒng)性能、IT自動化、復(fù)雜系統(tǒng)的部署和快速生產(chǎn)力是軟件開發(fā)中與虛擬機(jī)交互的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。Ansible Tower具有所有這些特性，它通過REST API輕松嵌入到現(xiàn)有工具和流程中。Ansible Tower是一個安全門戶，用戶可以通過它請求新IT服務(wù)和管理特定的云，使用它（作為開源工具）獲取IT資源，用于自動化應(yīng)用部署和升級，以及配置軟件以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和安全。

為何選擇Ansible？

Ansible是一個簡單的自動化工具，可以全面描述IT應(yīng)用基礎(chǔ)設(shè)施。它易于學(xué)習(xí)，可以自編文檔，讀取方便，無需具備專業(yè)水平的計算機(jī)科學(xué)學(xué)位。自動化不應(yīng)該比它所替代的任務(wù)更復(fù)雜。

u      簡單

■      人類可讀的自動化

■      無需特殊的編碼技能

■      任務(wù)按序執(zhí)行

■      很快實現(xiàn)生產(chǎn)力

u      功能強(qiáng)大

■      應(yīng)用部署

■      配置管理

■      工作流編排

■      編排應(yīng)用生命周期

u          無代理

■      無代理架構(gòu)

■      使用OpenSSH和WinRM

■      無需使用或更新服務(wù)器

■      可預(yù)測、可靠、安全

什么是Ansible Tower？

Ansible Tower是一個基于web的用戶界面，用于管理Ansible。它通過一個可視儀表板來集中和控制Ansible基礎(chǔ)設(shè)施?？梢苑Q為自動化任務(wù)管理中心。

Ansible Tower

u          基于web的用戶界面，用于管理Ansible

u          通過一個可視儀表板來集中和控制Ansible基礎(chǔ)設(shè)施

u          為Ansible提供REST API

u          Ansible

■      一種開源自動化工具

■      采用簡單設(shè)計，旨在讓所有人都能理解和學(xué)習(xí)使用

■      無需自定義腳本或代碼

■      提供自動化引擎

■      管理網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)設(shè)施、操作系統(tǒng)

■      提供預(yù)構(gòu)建模塊，用于管理和配置主機(jī)（超過450）

■      提供基于Python的API

■      使用OpenSSH

■      通過playbook提供自動化和編排。

什么是OpenStack？

OpenStack是一個云操作系統(tǒng)，它控制整個數(shù)據(jù)中心的大量計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源，通過儀表板進(jìn)行管理。該儀表板使管理員能夠進(jìn)行控制，同時允許用戶通過web界面置備資源。它是一個開源項目，提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)平臺來構(gòu)建支持云的應(yīng)用程序，并且支持采用多個管理程序來置備和編排云。它可以運(yùn)行多層工作負(fù)載或開源開發(fā)工具。最終用戶可以輕松置備資源和支持幾乎所有的管理程序，包括VMware ESXi、Xen和KVM。

為何選擇OpenStack？

OpenStack可以輕松與Ansible Tower、VMware管理程序和Hyper-V集成，從而使用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施。OpenStack和KVM管理程序免費(fèi)提供，但需要技能熟練的管理員進(jìn)行配置。OpenStack是一個用于部署、開發(fā)和構(gòu)建云平臺的開源平臺。是一個命令行界面，功能強(qiáng)大，提供管理、API、RESTful web服務(wù)以及基于web的控制面板控件。這個開源云軟件用于管理計算(Nova)、塊卷存儲(Cinder)、虛擬機(jī)鏡像服務(wù)(Glance)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(Neutron)。OpenStack作為基礎(chǔ)，不僅簡化了部署過程，還簡化了開發(fā)、存儲、聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)測、管理和應(yīng)用。

OpenStack

u           開源：此技術(shù)得到了大型開發(fā)人員社區(qū)的支持

u          為客戶提供價值、效率和敏捷性

u          由模塊化、可伸縮且靈活的實用程序集組成

u          經(jīng)過大型企業(yè)的檢驗和測試

u          互操作性和開源API允許管理員管理混合IT環(huán)境，無需額外層成本

Ansible Playbook

Playbook是一個YAML文件，描述了要在一組主機(jī)（在Ansible inventory中定義）中執(zhí)行的任務(wù)的列表。Playbook由一個或多個腳本組成，用于對任務(wù)進(jìn)行分組。它定義虛擬機(jī)名稱、VMDK文件、網(wǎng)絡(luò)、IP地址和場景信息。Playbook是實現(xiàn)真正簡單的配置管理和多機(jī)部署系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它可以宣布配置，也可以為手動流程編排步驟。

Playbook

u          定義要在主機(jī)上執(zhí)行的任務(wù)

u          任務(wù)按照playbook指定的順序執(zhí)行

u          YAML格式

圖1.playbook示例。

OpenStack與Ansible的交互

Ansible playbook在OpenStack環(huán)境中定義一系列任務(wù)和配置。任務(wù)示例包括：置備虛擬機(jī)實例、定義虛擬機(jī)IP以及連接虛擬機(jī)的交換機(jī)。

案例研究：Cyber Range軟件

Cyber Range為客戶提供可擴(kuò)展的虛擬化平臺，用于網(wǎng)絡(luò)安全培訓(xùn)、建模、仿真和高級分析。我們?yōu)槎嗉铱蛻籼峁┙鉀Q方案，包括美國國防部、新加坡網(wǎng)絡(luò)安全局(CSA/SITSA)和日本九州大學(xué)。

圖2.Cyber Range web應(yīng)用通過REST API與Ansible和OpenStack交互。

1.        用戶點擊開始按鈕開始練習(xí)（實操網(wǎng)絡(luò)安全培訓(xùn)）。

2.        Cyber Range軟件通過REST API使用POST請求將訓(xùn)練場景名稱和用戶名稱調(diào)用到Ansible Tower。

3.        Ansible Tower執(zhí)行用于練習(xí)的playbook任務(wù)，并向OpenStack提供配置信息。這些信息包括虛擬機(jī)鏡像和網(wǎng)絡(luò)信息。

4.        OpenStack置備虛擬機(jī)鏡像并配置網(wǎng)絡(luò)。

5.        OpenStack將狀態(tài)返回給Ansible Tower，Ansible Tower再將狀態(tài)返回給web應(yīng)用。

6.        如果狀態(tài)是成功的，Cyber Range軟件會顯示Windows或Linux圖標(biāo)，提供超鏈接用于開啟控制臺。

總結(jié)

通過將Ansible Tower與OpenStack集成到Cyber Range軟件中，我們能夠構(gòu)建一個應(yīng)用程序，為全球客戶提供按需培訓(xùn)和真實場景。與Ansible REST API和playbook集成充分利用了置備更加系統(tǒng)化的自動化流程時所需的許多代碼。本文討論了如下幾個要點：

u  Ansible可以自動化各種IT任務(wù)，包括系統(tǒng)置備、軟件包安裝、網(wǎng)絡(luò)配置和安全，以及云服務(wù)的實例置備。

u  使用playbook這個方法可以簡化虛擬機(jī)編排和配置，以及可能在自定義網(wǎng)絡(luò)中包含多個虛擬機(jī)的復(fù)雜場景的部署等任務(wù)，但在部署期間可能需要運(yùn)行自定義腳本。

u  使用playbook逐個執(zhí)行命令的流程單元被稱為任務(wù)。

u  要使用Ansible實現(xiàn)OpenStack自動化，需要采用OpenStack、Ansible、Ansible Tower和源代碼控制（例如Git存儲庫）。

我們建議，在ADI公司的其他云項目上進(jìn)行自動化和云基礎(chǔ)設(shè)施部署時，可以考慮采用Ansible和OpenStack。

作者簡介

Moinul Islam是ADI公司可信安全解決方案(TSS)部（位于美國佛羅里達(dá)州坦帕市）的軟件工程師。他在軟件工程、設(shè)計和開發(fā)方面擁有20年的經(jīng)驗。他于1997年獲得俄亥俄州克里夫蘭州立大學(xué)M.C.I.S.學(xué)位。在可信安全解決方案部工作時，Moinul主要負(fù)責(zé)設(shè)計和開發(fā)一項名為Sypher Ultra的產(chǎn)品，它是Xilinx Zynq UltraScale+?設(shè)備的一項附加安全措施。他還專注于另一個名為“密鑰管理”的項目，該項目與nCipher硬件安全模塊集成。