Основы управления конфигурациями

Linux, VPS | Amber | Комментировать запись

Управление конфигурациями – это метод систематического учёта и обработки изменений в продукте для поддержки целостности системы. Этот термин пришёл в программирование из других областей, теперь он широко используется для обозначения управления конфигурацией сервера.

В конфигурационном управлении очень важную роль играет автоматизация и связанные с ней инструменты. Этот механизм позволяет серверу достичь необходимого заранее определённого состояния (использовать конкретный язык, инструмент или функции). Автоматизация, пожалуй, является важнейшим аспектом управления конфигурациями сервера.

Оркестровка – ещё одна важная составляющая продуктивного управления конфигурациями. Инструменты для оркестровки позволяют управлять огромным количеством серверов (до сотен) с помощью одного ведущего сервера.

Сегодня существует огромное количество инструментов для управления конфигурациями, самыми популярными являются Puppet, Ansible, Chef и Salt. Каждый инструмент имеет свои особенности и преимущества, однако все они объединены одной целью: обеспечить соответствие системы состоянию, описанному в сценариях.

Преимущества конфигурационного управления сервера

Конечно, управление конфигурацией требует более тонкого планирования. В целом этот механизм требует больше усилий, чем обычное управление вручную. Однако он имеет ряд очень важных преимуществ, среди которых:

• Быстрое добавление и запуск новых серверов. Когда возникает необходимость развернуть новый сервер, инструмент управления конфигурацией может выполнить большинство основных задач автоматически. Автоматизация может значительно ускорить и улучшить развёртывание сервера; инструменты автоматизации выполняют любой процесс развёртывания быстрее и точнее, чем администратор. К примеру, развёртывание веб-сервер вручную (даже с хорошей документацией) может занять несколько часов, а инструмент делает это за несколько минут.
• Быстрое восстановление. Когда сервер по неизвестным причинам отключается, на полный аудит системы и выяснение этих причин может уйти несколько часов. Благодаря быстрому развертыванию серверов система может автоматически развернуть запасной сервер, который будет поддерживать все сервисы, пока восстанавливается поврежденный сервер.
• Простота. На первый взгляд, администрирование системы вручную кажется очень простой задачей. Однако со временем администратору становится всё труднее запоминать все программы, установленные на сервер, и все внесённые изменения. Устранение неполадок, тонкая настройка и обновление программного обеспечения делает сервер настолько уникальным, что ним трудно управлять и еще труднее воспроизвести. Инструменты управления конфигурациями регистрируют все процедуры, необходимые для развёртывания  нового или обновления существующего сервера, в своих сценариях.
• Контроль версий окружения. Переписав окружение сервера в сценарии, вы можете управлять серверным окружением при помощи инструментов и рабочих процессов, которые обычно используют для исходного кода программы. Инструменты контроля версий (например Git) позволяют отслеживать изменения и поддерживать отдельные ветви сценариев. Также с их помощью можно внедрить политику контроля кода. При этом любое изменение будет восприниматься как pull запрос. Это позволяет улучшить консистентность данных инфраструктуры.
• Репликация окружения. Конфигурационное управление позволяет быстро реплицировать окружение, благодаря чему можно создавать многоуровневые экосистемы, в которых будут поддерживаться серверы разработки, тестирования и развёртывания. Это позволяет использовать для разработки локальные виртуальные машины, созданные с помощью одних и тех же скриптов инициализации. Такой механизм позволяет свести к минимуму проблемы, вызванные конфликтом данных разных окружений, что часто происходит при развёртывании одного приложения на разных машинах (с разными операционными системами, версиями программного обеспечения и конфигурациями).

Инструменты управления конфигурациями

Каждый инструмент конфигурационного управления имеет собственную философию и экосистему, но при этом все они имеют много общих функций и характеристик.

Большинство таких инструментов использует модель «контроллер – мастер» и «нода – агент». По сути, контроллер управляет конфигурацией нод, используя ряд инструкций или задач, указанных в сценариях.

Ниже описаны наиболее распространённые функции, которые предоставляют большинство инструментов управления конфигурациями для серверов:

• Автоматизация. Каждый инструмент имеет специальный синтаксис и набор функций для написания сценариев автоматизации. Язык большинства инструментов похож на несколько упрощённый язык программирования. Для создания более универсальных скриптов инициализации можно использовать переменные, циклы и условные выражения.
• Идемпотентность. Средства управления конфигурацией отслеживают состояние ресурсов, чтобы избежать повторения задач, которые были выполнены ранее. К примеру, если пакет уже был установлен, инструмент не будет пытаться установить его снова. Суть состоит в том, что после каждого запуска развёртывания система достигает необходимого состояния (или сохраняет его), даже если вы запускаете его несколько раз. Это и есть идемпотентное поведение (его можно применять опционально).
• Подробные данные о системе. Средства конфигурационного управления предоставляют подробную информацию о системе, с которой они работают. Доступ к таким данным можно получить с помощью глобальных переменных – так называемых фактов. Они включают в себя сетевые интерфейсы, IP-адреса, операционные системы, распределение и многое другое. Каждый инструмент предоставляет индивидуальный набор фактов. Их можно использовать для создания универсальных и адаптивных сценариев и шаблонов, которые можно применить в нескольких системах.
• Система шаблонов. Большинство инструментов управления конфигурациями предоставляет встроенную систему шаблонов, которые можно использовать для быстрого создания конфигурационных файлов и сервисов. Шаблоны обычно поддерживают переменные, циклы и условные выражения. Например, шаблоны можно использовать для создания новых виртуальных хостов Apache или для установки серверов. Помимо статических значений, шаблон должен содержать значения, индивидуальные для каждого хоста (например NameServer и DocumentRoot).
• Расширяемость. Любой сценарий для управления конфигурацией можно индивидуализировать, подогнать под самые строгие требования и нужды конкретного сервера. Однако часто возникает необходимость использовать одни и те же конфигурации (или их часть) на нескольких серверах. Большинство средств управления конфигурацией предоставляет возможность повторно использовать фрагменты сценариев в качестве модулей и плагинов.

Сторонние модули и плагины всегда можно найти в интернете, особенно много в сети модулей для общих конфигураций сервера (для PHP, веб-серверов и т.п.). Средства управления конфигурацией активно поддерживаются сообществами, где другие пользователи делятся своими плагинами и модулями. Это экономит много времени и позволяет быстро подобрать удачное решение общих проблем с конфигурациями.

Как выбрать инструмент управления конфигурациями

Очень важно выбрать правильный инструмент, который хорошо подойдёт вашему серверу. Сегодня существует огромное количество средств управления конфигурациями разной сложности, каждое из которых предоставляет индивидуальный набор функций. Самыми популярными инструментами являются Chef, Ansible и Puppet.

Сложность инфраструктуры

Большинство инструментов управления конфигурациями требуют минимальной иерархии, состоящей из ноды и контроллера, который будет управлять ею. К примеру, для работы Puppet на каждую ноду нужно установить агент, а на контроллер – приложение мастера. Ansible реализует децентрализованную модель управления, для этого не нужно устанавливать дополнительного ПО на ноды; однако для выполнения задач необходим постоянный доступ SSH. В маленьких проектах лучше использовать упрощённую инфраструктуру, но при этом важно учитывать такие аспекты как масштабируемость и безопасность.

Некоторые инструменты могут состоять из большего числа компонентов, а это может усложнить инфраструктуру и увеличить общую стоимость развёртывания.

Стоимость

Большинство инструментов предоставляет бесплатную или открытую версию и платные плагины или сервисы. Некоторые инструменты устанавливают больше ограничений, чем другие. Потому при выборе инструмента следует учитывать индивидуальные требования сервера и скорость развития инфраструктуры. Также в качестве потенциальных дополнительных затрат нужно рассматривать обучение: чтобы обучить команду настоящих специалистов, владеющих тонкостями работы с инструментом, вам могут понадобиться не только деньги, но и достаточно много времени.

Продвинутые функции

Как говорилось ранее, большинство средств предлагает множество платных сервисов, среди которых можно назвать расширяемость, поддержку и продвинутый набор инструментов. Проанализируйте  потребности и размеры конкретной инфраструктуры, чтобы оценить необходимость использования этих услуг. К примеру, панели управления предоставляются обычно бесплатно, и они могут существенно облегчить процесс централизованного управления серверами.

Сообщества и поддержка

Активное сообщество может стать чрезвычайно важным ресурсом поддержки и документации. Пользователи, как правило, с удовольствием делятся с другими своими знаниями и самостоятельно разработанными расширениями (модулями, плагинами и сценариями). Это может ускорить процесс обучения и избежать дополнительных затрат.

Краткий обзор популярных инструментов

Приведенная ниже таблица предлагает краткий обзор основных различий между тремя из самых популярных инструментов управления конфигурациями, Ansible, Puppet и Chef.

Заключение

Управление конфигурацией может значительно улучшить целостность данных на серверах, автоматизируя процессы и отслеживая изменения, внесенные в системную среду.