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(dòng)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(shí)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(gè)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(dòng)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(gè)安全門戶，用戶可以通過它請(qǐng)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(dòng)化應(yīng)用部署和升級(jí)，以及配置軟件以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)和安全。

為何選擇Ansible？

　　Ansible是一個(gè)簡單的自動(dòng)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(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)位。自動(dòng)化不應(yīng)該比它所替代的任務(wù)更復(fù)雜。

　　簡單

　　■人類可讀的自動(dòng)化

　　■無需特殊的編碼技能

　　■任務(wù)按序執(zhí)行

　　■很快實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力

　　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

　　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(cè)、可靠、安全

什么是Ansible Tower？

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

Ansible Tower

　　基于web的用戶界面，用于管理Ansible

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

　　為Ansible提供REST API

　　Ansible

　　■一種開源自動(dòng)化工具

　　■采用簡單設(shè)計(jì)，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(dòng)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(dòng)化和編排。

什么是OpenStack？

　　OpenStack是一個(gè)云操作系統(tǒng)，它控制整個(gè)數(shù)據(jù)中心的大量計(jì)算、存儲(chǔ)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(shí)允許用戶通過web界面置備資源。它是一個(gè)開源項(xiàng)目，提供基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)平臺(tái)來構(gòu)建支持云的應(yīng)用程序，并且支持采用多個(gè)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(gè)用于部署、開發(fā)和構(gòu)建云平臺(tái)的開源平臺(tái)。是一個(gè)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(gè)開源云軟件用于管理計(jì)算(Nova)、塊卷存儲(chǔ)(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(chǔ)、聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)測(cè)、管理和應(yīng)用。

OpenStack

　　開源：此技術(shù)得到了大型開發(fā)人員社區(qū)的支持

　　為客戶提供價(jià)值、效率和敏捷性

　　由模塊化、可伸縮且靈活的實(shí)用程序集組成

　　經(jīng)過大型企業(yè)的檢驗(yàn)和測(cè)試

　　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(gè)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(gè)或多個(gè)腳本組成，用于對(duì)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(chǎng)景信息。Playbook是實(shí)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(dòng)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

　　uYAML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(shí)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(tái)，用于網(wǎng)絡(luò)安全培訓(xùn)、建模、仿真和高級(jí)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(diǎn)擊開始按鈕開始練習(xí)（實(shí)操網(wǎng)絡(luò)安全培訓(xùn)）。

　　2.Cyber Range軟件通過REST API使用POST請(qǐng)求將訓(xùn)練場(chǎng)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(huì)顯示W(wǎng)indows或Linux圖標(biāo)，提供超鏈接用于開啟控制臺(tái)。

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(gè)應(yīng)用程序，為全球客戶提供按需培訓(xùn)和真實(shí)場(chǎng)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(dòng)化流程時(shí)所需的許多代碼。本文討論了如下幾個(gè)要點(diǎn)：

　　Ansible可以自動(dòng)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(shí)例置備。

　　使用playbook這個(gè)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(gè)虛擬機(jī)的復(fù)雜場(chǎng)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。

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

　　要使用Ansible實(shí)現(xiàn)OpenStack自動(dòng)化，需要采用OpenStack、Ansible、Ansible Tower和源代碼控制（例如Git存儲(chǔ)庫）。

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