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將 Kubernetes 與 Ansible 結(jié)合實(shí)現(xiàn)云端自動(dòng)化。此外，還可以參照我們的 Ansible 的 k8s 模塊速查表。

Ansible 是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工作的優(yōu)秀工具，而 Kubernetes 則是容器編排方面的利器，要是把兩者結(jié)合起來(lái)，會(huì)有怎樣的效果呢？正如你所猜測(cè)的，Ansible + Kubernetes 的確可以實(shí)現(xiàn)容器編排自動(dòng)化。

Ansible 模塊

實(shí)際上，Ansible 本身只是一個(gè)用于解釋 YAML 文件的框架。它真正強(qiáng)大之處在于它豐富的模塊，所謂模塊module，就是在 Ansible 劇本playbook 中讓你得以通過(guò)簡(jiǎn)單配置就能調(diào)用外部應(yīng)用程序的一些工具。

Ansible 中有模塊可以直接操作 Kubernetes，也有對(duì)一些相關(guān)組件（例如 Docker 和 Podman）實(shí)現(xiàn)操作的模塊。學(xué)習(xí)使用一個(gè)新模塊的過(guò)程和學(xué)習(xí)新的終端命令、API 一樣，可以先從文檔中了解這個(gè)模塊在調(diào)用的時(shí)候需要接受哪些參數(shù)，以及這些參數(shù)在外部應(yīng)用程序中產(chǎn)生的具體作用。

訪問(wèn) Kubernetes 集群

在使用 Ansible Kubernetes 模塊之前，先要有能夠訪問(wèn) Kubernetes 集群的權(quán)限。在沒有權(quán)限的情況下，可以嘗試使用一個(gè)短期在線試用賬號(hào)，但我們更推薦的是按照 Kubernetes 官網(wǎng)上的指引，或是參考 Braynt Son 《入門 Kubernetes》的教程安裝 Minikube。Minikube 提供了一個(gè)單節(jié)點(diǎn) Kubernetes 實(shí)例的安裝過(guò)程，你可以像使用一個(gè)完整集群一樣對(duì)其進(jìn)行配置和交互。

• 下載 Ansible k8s 速記表（需注冊(cè)）

在安裝 Minikube 之前，你需要確保你的環(huán)境支持虛擬化并安裝 libvirt，然后對(duì) libvirt 用戶組授權(quán)：

$ sudo dnf install libvirt
$ sudo systemctl start libvirtd
$ sudo usermod --append --groups libvirt `whoami`
$ newgrp libvirt

安裝 Python 模塊

為了能夠在 Ansible 中使用 Kubernetes 相關(guān)的模塊，你需要安裝以下這些 Python 模塊：

$ pip3.6 install kubernetes --user
$ pip3.6 install openshift --user

啟動(dòng) Kubernetes

如果你使用的是 Minikube 而不是完整的 Kubernetes 集群，請(qǐng)使用 minikube 命令在本地創(chuàng)建一個(gè)最精簡(jiǎn)化的 Kubernetes 實(shí)例：

$ minikube start --driver=kvm2 --kvm-network default

然后等待 Minikube 完成初始化，這個(gè)過(guò)程所需的時(shí)間會(huì)因?qū)嶋H情況而異。

獲取集群信息

集群?jiǎn)?dòng)以后，通過(guò) cluster-info 選項(xiàng)就可以獲取到集群相關(guān)信息了：

$ kubectl cluster-info
Kubernetes master is running at https://192.168.39.190:8443
KubeDNS is running at https://192.168.39.190:8443/api/v1/namespaces/kube-system/services/kube-dns:dns/proxy
 
To further debug and diagnose cluster problems, use 'kubectl cluster-info dump'.

使用 k8s 模塊

Ansible 使用 k8s 這個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) Kubernetes 的操作，在劇本中使用 k8s 模塊就可以對(duì) Kuvernetes 對(duì)象進(jìn)行管理。這個(gè)模塊描述了 kubectl 命令的最終狀態(tài)，例如對(duì)于以下這個(gè)使用 kubectl 創(chuàng)建新的命名空間的操作：

$ kubectl create namespace my-namespace

這是一個(gè)很簡(jiǎn)單的操作，而對(duì)這個(gè)操作的最終狀態(tài)用 YAML 文件來(lái)描述是這樣的：

- hosts: localhost
  tasks:
    - name: create namespace
      k8s:
        name: my-namespace
        api_version: v1
        kind: Namespace
        state: present

如果你使用的是 Minikube，那么主機(jī)名（hosts）應(yīng)該定義為 localhost。需要注意的是，所使用的模塊也定義了可用參數(shù)的語(yǔ)法（例如 api_version 和 kind 參數(shù)）。

在運(yùn)行這個(gè)劇本之前，先通過(guò) yamllint 命令驗(yàn)證是否有錯(cuò)誤：

$ yamllint example.yaml

確保沒有錯(cuò)誤之后，運(yùn)行劇本：

$ ansible-playbook ./example.yaml

可以驗(yàn)證新的命名空間是否已經(jīng)被創(chuàng)建出來(lái)：

$ kubectl get namespaces
NAME              STATUS   AGE
default           Active   37h
kube-node-lease   Active   37h
kube-public       Active   37h
kube-system       Active   37h
demo              Active   11h
my-namespace      Active   3s

使用 Podman 拉取容器鏡像

容器是個(gè) Linux 系統(tǒng)，幾乎是最小化的，可以由 Kubernetes 管理。LXC 項(xiàng)目和 Docker 定義了大部分的容器規(guī)范。最近加入容器工具集的是 Podman，它不需要守護(hù)進(jìn)程就可以運(yùn)行，為此受到了很多用戶的歡迎。

通過(guò) Podman 可以從 Docker Hub 或者 Quay.io 等存儲(chǔ)庫(kù)拉取容器鏡像。這一操作對(duì)應(yīng)的 Ansible 語(yǔ)法也很簡(jiǎn)單，只需要將存儲(chǔ)庫(kù)網(wǎng)站提供的鏡像路徑寫在劇本中的相應(yīng)位置就可以了：

   - name: pull an image
      podman_image:
        name: quay.io/jitesoft/nginx

使用 yamllint 驗(yàn)證：

$ yamllint example.yaml

運(yùn)行劇本：

$ ansible-playbook ./example.yaml
[WARNING]: provided hosts list is empty, only localhost is available.
Note that the implicit localhost does not match 'all'
 
PLAY [localhost] ************************
 
TASK [Gathering Facts] ************************
ok: [localhost]
 
TASK [create k8s namespace] ************************
ok: [localhost]
 
TASK [pull an image] ************************
changed: [localhost]
 
PLAY RECAP ************************
localhost: ok=3 changed=1 unreachable=0 failed=0
           skipped=0 rescued=0 ignored=0

使用 Ansible 實(shí)現(xiàn)部署

Ansible 除了可以執(zhí)行小型維護(hù)任務(wù)以外，還可以通過(guò)劇本實(shí)現(xiàn)其它由 kubectl 實(shí)現(xiàn)的功能，因?yàn)閮烧叩?YAML 文件之間只有少量的差異。在 Kubernetes 中使用的 YAML 文件只需要稍加改動(dòng)，就可以在 Ansible 劇本中使用。例如下面這個(gè)用于使用 kubectl 命令部署 Web 服務(wù)器的 YAML 文件：

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: my-webserver
spec:
  selector:
    matchLabels:
      run: my-webserver
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      labels:
        run: my-webserver
    spec:
      containers:
      - name: my-webserver
        image: nginx
        ports:
        - containerPort: 80

如果你對(duì)其中的參數(shù)比較熟悉，你只要把 YAML 文件中的大部分內(nèi)容放到劇本中的 definition 部分，就可以在 Ansible 中使用了：

   - name: deploy a web server
      k8s:
        api_version: v1
        namespace: my-namespace
        definition:
          kind: Deployment
          metadata:
            labels:
              app: nginx
            name: nginx-deploy
          spec:
            replicas: 1
            selector:
              matchLabels:
                app: nginx
            template:
              metadata:
                labels:
                  app: nginx
              spec:
                containers:
                  - name: my-webserver
                    image: quay.io/jitesoft/nginx
                    ports:
                      - containerPort: 80
                        protocol: TCP

執(zhí)行完成后，使用 kubectl 命令可以看到預(yù)期中的的部署deployment：

$ kubectl -n my-namespace get pods
NAME                      READY  STATUS
nginx-deploy-7fdc9-t9wc2  1/1    Running

在云上使用模塊

隨著現(xiàn)在越來(lái)越多的開發(fā)和部署工作往云上轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，我們必須了解如何在云上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。其中 k8s 和 podman_image 這兩個(gè)模塊只是云開發(fā)中的其中一小部分。你可以在你的工作流程中尋找一些需要自動(dòng)化的任務(wù)，并學(xué)習(xí)如何使用 Ansible 讓你在這些任務(wù)上事半功倍。