利用Ansible實現OpenStack自動化

摘要

本文旨在就置備虛擬機（除VMware以外）的一種替代方法提供一些見解。目標受眾包括但不限于處理虛擬機自動化問題的軟件開發(fā)人員。由于VMware的服務提供商許可證及其支持vRealize、vCenter和其他工具的基礎設施成本高昂，我們整合我們的資源，開發(fā)出了一種同樣能夠完成任務，但更經濟高效的替代方法。我們的解決方案采用開源技術，利用使用Ansible Tower的DevOps方法來與OpenStack交互，通過playbook進行實現，用于置備虛擬機。我們將此技術集成到我們的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、部署和配置虛擬機最簡單的方法之一。系統(tǒng)性能、IT自動化、復雜系統(tǒng)的部署和快速生產力是軟件開發(fā)中與虛擬機交互的關鍵標準。Ansible Tower具有所有這些特性，它通過REST API輕松嵌入到現有工具和流程中。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，用于自動化應用部署和升級，以及配置軟件以實現聯網和安全。

為何選擇Ansible？

Ansible是一個簡單的自動化工具，可以全面描述IT應用基礎設施。它易于學習，可以自編文檔，讀取方便，無需具備專業(yè)水平的計算機科學學位。自動化不應該比它所替代的任務更復雜。

u      簡單

■      人類可讀的自動化

■      無需特殊的編碼技能

■      任務按序執(zhí)行

■      很快實現生產力

u      功能強大

■      應用部署

■      配置管理

■      工作流編排

■      編排應用生命周期

u          無代理

■      無代理架構

■      使用OpenSSH和WinRM

■      無需使用或更新服務器

■      可預測、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基礎設施?？梢苑Q為自動化任務管理中心。

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基礎設施

u          為Ansible提供REST API

u          Ansible

■      一種開源自動化工具

■      采用簡單設計，旨在讓所有人都能理解和學習使用

■      無需自定義腳本或代碼

■      提供自動化引擎

■      管理網絡、基礎設施、操作系統(tǒng)

■      提供預構建模塊，用于管理和配置主機（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)，它控制整個數據中心的大量計算、存儲和網絡資源，通過儀表板進行管理。該儀表板使管理員能夠進行控制，同時允許用戶通過web界面置備資源。它是一個開源項目，提供基礎設施即服務平臺來構建支持云的應用程序，并且支持采用多個管理程序來置備和編排云。它可以運行多層工作負載或開源開發(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，從而使用現有的基礎設施。OpenStack和KVM管理程序免費提供，但需要技能熟練的管理員進行配置。OpenStack是一個用于部署、開發(fā)和構建云平臺的開源平臺。是一個命令行界面，功能強大，提供管理、API、RESTful web服務以及基于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)、虛擬機鏡像服務(Glance)和網絡構建(Neutron)。OpenStack作為基礎，不僅簡化了部署過程，還簡化了開發(fā)、存儲、聯網、監(jiān)測、管理和應用。

OpenStack

u           開源：此技術得到了大型開發(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（在Ansible inventory中定義）中執(zhí)行的任務的列表。Playbook由一個或多個腳本組成，用于對任務進行分組。它定義虛擬機名稱、VMDK文件、網絡、IP地址和場景信息。Playbook是實現真正簡單的配置管理和多機部署系統(tǒng)的基礎。它可以宣布配置，也可以為手動流程編排步驟。

Playbook

u          定義要在主機上執(zhí)行的任務

u          任務按照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和配置。任務示例包括：置備虛擬機實例、定義虛擬機IP以及連接虛擬機的交換機。

案例研究：Cyber Range軟件

Cyber Range為客戶提供可擴展的虛擬化平臺，用于網絡安全培訓、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、新加坡網絡安全局(CSA/SITSA)和日本九州大學。

圖2.Cyber Range web應用通過REST API與Ansible和OpenStack交互。

1.        用戶點擊開始按鈕開始練習（實操網絡安全培訓）。

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

3.        Ansible Tower執(zhí)行用于練習的playbook任務，并向OpenStack提供配置信息。這些信息包括虛擬機鏡像和網絡信息。

4.        OpenStack置備虛擬機鏡像并配置網絡。

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

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

總結

通過將Ansible Tower與OpenStack集成到Cyber Range軟件中，我們能夠構建一個應用程序，為全球客戶提供按需培訓和真實場景。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，包括系統(tǒng)置備、軟件包安裝、網絡配置和安全，以及云服務的實例置備。

u  使用playbook這個方法可以簡化虛擬機編排和配置，以及可能在自定義網絡中包含多個虛擬機的復雜場景的部署等任務，但在部署期間可能需要運行自定義腳本。

u  使用playbook逐個執(zhí)行命令的流程單元被稱為任務。

u  要使用Ansible實現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行自動化和云基礎設施部署時，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（位于美國佛羅里達州坦帕市）的軟件工程師。他在軟件工程、設計和開發(fā)方面擁有20年的經驗。他于1997年獲得俄亥俄州克里夫蘭州立大學M.C.I.S.學位。在可信安全解決方案部工作時，Moinul主要負責設計和開發(fā)一項名為Sypher Ultra的產品，它是Xilinx Zynq UltraScale+?設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。