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TeX
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\subsubsection{Funktionsweise von Chef}
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\label{ssub:funktionsweise_von_chef}
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\href{http://www.getchef.com/chef/}{Chef} ist ein Framework, welches es
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ermöglicht automatisiert Server zu konfigurieren und zu verwalten. Der
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Endanwender beschreibt hierbei die Systemresourcen und ihre Zustände in der
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Programmiersprache \href{https://www.ruby-lang.org/}{Ruby}. Diese Definitionen
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werden von \emph{Chef-client} eingelesen und in notwendige Aktionen übersetzt,
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welche ausgeführt werden müssen, um den beschriebenen Zustand umzusetzen.
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Die Gesamtheit aller Definitionen/Einstellungen nennt man das \emph{Chef-repo}.
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Diese untergliedert sich in mehrere \emph{Cookbooks}\label{cookbook}, welche die
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Grundverwaltungseinheit darstellt. Jedes dieser Cookbooks, erfüllt einen
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bestimmten Teilaspekt des Systems, (z.B. die Einrichtung eines Webservers
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\href{https://github.com/opscode-cookbooks/apache2}{Apache}). Coobooks
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können versioniert werden. Es können Abhängigkeiten zwischen mehreren
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Cookbooks angegeben werden.
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Eine physikalische oder virtuelle Maschine wird als \emph{node} bezeichnet.
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Einer Node können \emph{Attributes}, \emph{Roles} und Cookbooks zugewiesen
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werden. Roles und Cookbooks werden in eine sogenannte \emph{Run-list} eingefügt.
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Diese gibt die Reihenfolge angibt, in welche Roles und Cookbooks angewendet
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werden. Roles bieten eine Möglichkeit Nodes, welche die gleiche Aufgaben in
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einer Organisation besitzen, zu gruppieren (z.B. webserver).
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Es gibt mehrere Möglichkeiten \emph{Chef} zu betreiben:
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\begin{description}
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\item[chef-solo] Dies ist die einfachste Ausführungsform. Hierbei werden alle
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nötigen Daten aus einem lokalen Verzeichnis geladen. Im Gegensatz zu den
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anderen Methoden wird bei dieser das Programm \emph{chef-solo} gestaret.
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Diese Form wurde für die Umsetzung der Aufgabenstellung gewählt.
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\item[chef-server] Hierbei authentifiziert sich \emph{Chef-client} über eine
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\emph{REST-Api} zu einem \emph{chef-server} mittels eines privaten RSA-Keys.
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Auf diesem wird das Chef-repo zentral verwaltet. Der Chef-client bekommt von
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diesem alle nötigen für die zu provisionierende \emph{node}. Chef-server
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bietet eine Weboberfläche für die Administrierung an. Die Attribute aller
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Nodes sind über die eingebaute Suchemaschine \emph{Solr} durchsuchbar.
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\item[Enterprise Chef/Hosted Enterprise Chef] Ähnlich wie Chef-server aber
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bietet bessere Skalierbarkeit, rolenbasierte Benutzerverwaltung, bessere Überwachung,
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Push-Deployment und eine verbesserte Weboberfläche~\cite{chefenterprise}
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\end{description}
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\textbf{Aufbau eines Cookbook}
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\label{aufbau_eines_cookbook}
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Hier ist die Ordnerstruktur des Cookbook
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\href{https://github.com/opscode-cookbooks/apt}{apt} dargestellt:
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\begin{tikzpicture}
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\treeroot{apt-2.3.4}
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\altentry{attributes}{1}
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\altentry{default.rb}{2}
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\altentry{files}{1}
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\altentry{default}{2}
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\treeentry{apt-proxy-v2.conf}{3}
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\altentry{libraries}{1}
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\altentry{helpers.rb}{2}
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\altentry{network.rb}{2}
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\altentry{providers}{1}
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\altentry{preference.rb}{2}
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\altentry{repository.rb}{2}
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\altentry{recipes}{1}
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\altentry{cacher-client.rb}{2}
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\altentry{cacher-ng.rb}{2}
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\altentry{default.rb}{2}
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\altentry{resources}{1}
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\altentry{preference.rb}{2}
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\altentry{repository.rb}{2}
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\altentry{templates}{1}
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\altentry{debian-6.0}{2}
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\altentry{default}{2}
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\altentry{01proxy.erb}{3}
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\altentry{acng.conf.erb}{3}
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\altentry{ubuntu-10.04}{2}
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\treeentry{acng.conf.erb}{3}
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\altentry{CHANGELOG}{1}
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\altentry{metadata.json}{1}
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\altentry{metadata.rb}{1}
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\altentry{README.md}{1}
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\end{tikzpicture}
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Die Verzeichnisnamen sind fest vorgeben. Jedes Verzeichnis hat seine eigene
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Funktion. Dies hat den Vorteil, das man sich schnell in neuen Cookbooks zurecht
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findet. Hier nochmal die einzelnen Verzeichnisse im Überblick:
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\begin{description}
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\item[attributes] setzt Standardwerte (Attribute) für das Cookbook. Dies
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können Strings, Zahlen oder Arrays sein. Die gesetzten Attribute können in
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Roles, Nodes oder anderen Cookbooks überschrieben werden. Hierfür gibt es
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die Prioritäten default, force\_default, normal und override um das
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überschreiben deterministisch zu machen. Attributes sind hierarchisch
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organisiert. In der Regel ist die höchste Ebene der Name des Cookbooks.
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(z.B. normal.mysql.client.packages)
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\item[files] Hier können statische Dateien eingefügt werden, welche dann auf
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dem Zielsystem in das entsprechende Verzeichnis kopiert werden können.
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\item[libraries] In diesem Verzeichnis können Hilfsfunktionen und
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Spracherweiterungen definiert werden.
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\item[resources] Ressourcen beschreiben, die Bestandteile eines Systems. Eine
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Ressource kann z.B. eine Datei, ein Prozess oder ein Packet sein. Man
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beschreibt, welchen Zustand (action in Chef genannt) diese Ressource haben
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soll und Chef versucht diesen Zustand herzustellen. Chef liefert von Haus
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viele wichtige Ressourcen mit. In Cookbooks kann man darüber hinaus eigene
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Ressourcen definieren.
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\item[providers] Während Ressourcen nur die Schnittstelle beschreiben, mit
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allen Attributen, die gesetzt werden können, ist der Provider eine konkrete
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Implementierung. Deswegen muss jede Ressource mindestens einen Provider
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besitzen. Es kann mehrere Provider für eine Ressource geben, um zum Beispiel
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um mehrere Plattformen/Betriebssysteme abzudecken (z.B. bei Packetmanagern
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oder Initsystemen).
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\item[recipes] In Recipes werden Ressourcen instantiiert, welche nötig sind
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um die gewünschte Aufgabe zu erreichen. Dabei können Abhängigkeiten zwischen
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diesen angegeben werden.
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\item[definitions] Ressourcen häufiger in verschiedenen Recipies auf
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ähnliche Art und Weise benötigt werden, können diese in eine
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\emph{Definition} ausgelagert werden.
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\item[templates] Häufig werden dynamisch generierte Dateien benötigt, um zum
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Beispiel Konfigurationsdateien zu erzeugen. Chef bindet hierfür die
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Templatesprache eRuby (Embedded Ruby) ein. Diese führt in den Templates
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Rubycode, der sich zwischen den Tags \emph{<\%} und \emph{\%>} befindet, aus.
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Dies erlaubt es Variablen zu interpolieren, sowie If-Statements und
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Schleifen.
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\item[metadata.rb] In dieser Datei kann der Name des Cookbook, die Version,
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eine Beschreibung sowie Abhängigkeiten zu anderen Cookbooks angeben werden.
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\end{description}
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Beispiel ERB-Template:
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\begin{lstlisting}
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Diese Zeile wird beim Render ohne Aenderung uebernommen
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<%# Ein Kommentar%>
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Diese Node heisst: <%= @node.name %>
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<% if node[:platform] == "ubuntu" -%> <%# Bedingte Anweisung %>
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Diese Zeile erscheint auf Ubuntu-basierten Nodes.
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<% else %>
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Diese Zeile erscheint auf nicht Ubuntu-basierten Nodes.
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<% end -%>
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<%# Listet in einer Schleife alle Blockdevices der Node auf %>
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<% @node.block_device.each do |block_device, attributes| %>
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<%= block_device %>: <%= attributes.join(", ") %>
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<% end %>
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\end{lstlisting}
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\textbf{Ablauf einer Provisonierung}
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\label{ablauf_einer_provisionierung}
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Der genaue Ablauf wurde der Onlinedokumentation (~\cite{chefrun}) von Chef
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entnommen. Wie schon zu Beginn erwähnt wird die Provisonierung von einem
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Programm namens \emph{chef-client} durchgeführt. Je nach Umgebung wieder kann
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dieser periodisch vom Scheduler \emph{Cron} gestartet, permanent als
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Systemdienst laufen (z.B. bei Enterprise Chef) oder manuell gestartet werden
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(z.B. bei Vagrant).
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Als erstes lädt dieser seine Konfiguration aus der Datei \emph{client.rb}. In
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dieser stehen beispielsweise Informationen mit welchen Chef-Server der Client
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verbinden soll, an welcher Stelle temporäre Daten gespeichert werden soll und
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der Name der Node. Letzteres ist wichtig um die Node richtig von Chef einordnen
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zu können und die richtigen Einstellungen zuzuweisen. Alternativ kann der Name
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auch von der der Bibliothek \href{http://docs.opscode.com/ohai.html}{Ohai}
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gesetzt werden, in dem auf den Hostnamen oder der FQDN (Fully Qualified Domain
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Name) zurück gegriffen wird. Ohai sammelt noch andere systemrelevante Daten wie
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Details über Hardwarekomponenten (Anzahl der CPUs, Größe und Art des RAMs,
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Netzwerkanbindung, Festplatten/SSDs, \dots), Informationen über die Plattform
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(Art des Betriebssystems und Version, installierte Software) und die laufenden
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Prozesse. Diese Informationen sind durch eigene Ohai-Plugins erweiterbar und
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können dann im Provisionierungsprozess genutzt werden um weitere Entscheidungen
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zu treffen. Sie sind darüber hinaus auch auf dem Server gespeichert und für
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andere Clients abrufbar.
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Nach dem alle Einstellungen eingelesen sind, folgte im Falle von Chef-Server,
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die Authentifizierung mit diesem über den vorher auf der Node abgelegten
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RSA-Schlüssel. Für Adminstratoren gibt es für den
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\href{http://docs.opscode.com/knife\_bootstrap.html}{Bootstraprozess}, in
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welchem Chef initial auf der Node installiert wird, einen Validatorkey, mit dem
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eine Node auf dem Server registriert werden kann, umso einen Clientkey zu
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generieren.
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Anschließend werden alte gesetzte Attributes und die Run-list vom Server
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übertragen. Beim 1. Durchlauf oder im Falle Chef-Solo sind diese Daten nicht
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vorhanden (ausgenommen der voreingestellten Run-list von Chef-Server).
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Stattdessen kann eine Datei im JSON-Format angegeben werden, um die Attributes
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und der Run-list für diese Node zu spezifizieren.
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Durch Auswertung der eingebunden Rollen und Recipes wird eine Liste der
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benötigen Cookbooks ermittelt. Der Client fordert für diese eine Liste aller
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Dateien und deren Checksumme an. Alle geänderten oder neuen Dateien werden
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darauf hin heruntergeladen und im lokalen Cache gespeichert.
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Nun werden die Attribute zurückgesetzt und aus den Cookbooks, Roles und der Node
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neu generiert und entsprechend ihrer Priorität gesetzt. Die in den Cookbooks
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definierten Resources werden geladen und mit den von Chef mitgelieferten
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Resources in der Resourcecollection zusammengefasst. Nachdem alle Definitions
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und Libraries geladen wurden, werden schließlich die Recipes verarbeitet. In
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diesen werden Resourcen des Systems beschrieben und durch Actions deren Zustand
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festgelegt.
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Im nächsten Schritt folgt das sogenannte Converging. Es werden alle Resources in
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der Reihenfolge abgearbeitet. Dabei wird für jede Resource der für die Plattform
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zugehörige Provider ausgewählt. Dieser überprüft den aktuellen Zustand der
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Resource und verändert, wenn notwendig, das System um den Sollzustand zu
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erreichen. Zum Schluss überträgt Chef-client, die aktualisierten Attributes auf
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den Server, von welchem sie in Solr indexiert werden.
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Es besteht die Möglichkeit vor oder nach dem Provisioning Handler auszuführen.
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Diese können beispielsweise im Fehlerfall Benachrichtigungen an das
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Monitoringssystem oder per Email verschicken. In letzten Abschnitt
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(\ref{minitest_handler}) wird dieser Mechanismus genutzt um Tests auszuführen.
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\textbf{Vergleich mit puppet}
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\label{vergleich_mit_puppet}
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% vim: set spell spelllang=de_de
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