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Ansible 시스템 구성 관리

Mont Kim / February 2023 (1390 Words, 8 Minutes)

kubernetes Fullstack MSA Ansible

Ansible을 이용한 시스템 구성관리

Ansible 발표.pptx

Ansible 발표.pdf

Ansible

1. 개요

1.1 Ansible이란

Ansible은 Ansible Works에서 개발한 Infrastructure As Code 툴로, 코드기반 관리 툴의 일종입니다

IT인프라를 코드 기반으로 자동 설치 및 구축,관리, 프로비저닝 하는 프로세스입니다.

1.2 Ansible의 장점

	Puppet	Chef	Salt	Ansible
개발사	Puppet Labs	Opscode	SaltStack	AnsibleWorks
등장	2005년 8월	2009년 1월	2011년 3월	2012년 3월
개발언어	Ruby	Ruby,Erlang	Python	Python
도입고객	Google,Ebay,Disney..	Facebook,Ancestry.com..	Linkedin,HP Cloud..	Evernotes, Rackspace..
정보량	매우많음	매우많음	적음	보통
사용률	매우많음	매우많음	적음	매우많음
코드베이스	Puppet Forge	Chef Supermarket	Salt-Formula(Git)	Ansible Galaxy
Web UI	Puppet Enterprise	Chef Manage	SaltStack Enterprise	Ansible Tower
정의파일	독자 DSL,내장 루비	독자DSL (루비베이스)	YAML 독자DSL (Python 베이스)	YAML
agent설치	필요	필요	필요or불필요(선택)	불필요
간편도	어려움	어려움	어려움	아주쉬움
Github Star	6.5K	6.8K	12K	52K

Python 기반으로 이루어져있으며 yaml로 작성된 playbook 기반으로 관리되는 도구입니다.

구성관리가 yaml로 작성되므로 이해하기 쉽습니다. 즉 러닝커브가 낮습니다.
중앙의 Ansible 서버에서 하나의 코드로 다양한 클라이언트의 운영체제를 통합하여 관리 할수 있습니다. 예를 들면 하나의 코드로 centos나 ubuntu에서 동일하게 동작합니다.
클라이언트 시스템에 ansible을 위한 agent를 따로 설치하지 않아도 됩니다. 즉 클라이언트에 ssh로 접속만 가능하면 되므로 ansible을 위한 추가적인 설정에 대한 부담이 없습니다.
여러번 적용하더라도 모든 시스템에 동일한 결과(멱등성)를 만들어 낼 수 있습니다.
기본으로 제공되는 수많은 모듈을 통해 기능을 다양하게 확장 할 수 있습니다.

1.3 Ansible의 구성요소

Inventory

관리되는 노드의 목록

인벤토리는 Host라고도 부릅니다. /etc/ansible/hosts 디렉토리에 관리하는 노드에 대한 IP주소와 같은 정보를 지정 할 수 있습니다.

또한 인벤토리는 관리 노드를 구성하여 쉽게 확장 가능하도록 그룹을 만들고 중첩시킬 수 있습니다.

자세한정보는 https://docs.ansible.com/ansible/latest/user_guide/intro_inventory.html#intro-inventory 를 확인하면 됩니다.

Modules

Ansible 코드의 실행 단위

Module은 하나의 Task에서 어떠한 목적을 가지는 일련의 기능 집합입니다. 모듈의 대표적인 예로는 ping, shell, apt ,service, user, copy등 약 2000개의 모듈이 존재하며 Ansible 명령어 또는 ansible playbook에서 해당 모듈을 사용하여 별도로 코딩없이 task 작성이 가능합니다

Tasks

Ansible의 작업 단위

Task는 Playbook을 작성할때 동작하는 작업의 최소단위입니다. 정형화 된 작업을 열거하여 이해하기 쉽게 작성할 수 있는 장점이 있습니다. 모듈은 Python이나 Bash로 기술되어 있습니다.

Playbooks

반복해서 실행하고자 해당 작업을 실행 순서대로 저장해 놓은 정렬된 작업 리스트

Playbook에는 Task 뿐만아니라 변수도 포함 할 수 있습니다. Playbook은 YAML로 작성되어있으며 문법이 간단해 러닝커브가 낮습니다.

자세한 정보는 https://docs.ansible.com/ansible/latest/user_guide/playbooks_intro.html#about-playbooks 를 확인하면 됩니다.

2. 데모

데모에서는 목적에 맞는 총 6개의 인스턴스를 구성하였습니다.

Untitled

내부망, 외부망의 물리적인 구분을 위해 DMZ Zone을 지정하고, HAPROXY를 설치하는 인스턴스에 Ansible을 설치하여 내부, 외부 모두 통신이 가능합니다.

Management 노드에는 레포지토리인 Nexus, 레지스트리인 Harbor, 코드버젼관리툴인 Gitlab 등을 설치하는 공간입니다. 개발자들이 접속하여 코드를 push하게되면 pipeline을 통해 CI/CD가 시작되는 공간입니다.

K8S가 설치되어있는 노드들은 RKE2로 설치되어있으며, Rancher를 통해 추가적인 helm 프로그램들이 설치됩니다.

해당 데모에서는 RKE2 설치와 Rancher 배포, ArgoCD의 설치까지만 진행되어있으며

추가적인 어플리케이션의 설치는 Rancher를 통한 UI를 이용하여 설치를 진행할 수 있습니다.

2.0 Vagrant

위와같은 구조로 Ansible을 사용하는 데모를 하기위해 이미지 프로비저닝 도구로 Vagrant를 이용하였습니다.

Vagrant는 Hashicorp 사에서 개발한 이미지 프로비저닝 도구로 Ansible을 테스트하기 굉장히 쉬운 환경을 구축해줍니다.

Box라는 이미지 프로비저닝 파일을 사용하여 이미지를 프로비저닝하며, 코드 몇줄만 선언하면 원하는 상태의 이미지를 프로비저닝할 수 있습니다.

2.1 Ansible 설치 (Vagrant 사용 X)

작업환경은 VM상 프로비저닝 가능한 Vagrant를 이용해 쉽게 구축이 가능합니다.

Vagrant 프로비저닝없이 따로 구축이 되어있는 환경에 ansible을 설치하고싶다면 위와 같은 과정을 따르면 됩니다.

apt install ansible -y

명령어를 수행하여 ansible server로 쓸 메인 서버를 설정해줍니다.

각 파일에 구성은 다음과 같습니다.

bash_ssh_conf_4_Ubuntu.sh

#! /usr/bin/env bash

now=$(date +"%m_%d_%Y")
cp /etc/ssh/sshd_config /etc/ssh/sshd_config_$now.backup
sed -i -e 's/PasswordAuthentication no/PasswordAuthentication yes/g' /etc/ssh/sshd_config
systemctl restart sshd

add_ssh_auth.sh

#! /usr/bin/env bash

#ssh key generatge

sshpass -p vagrant ssh -T -o StrictHostKeyChecking=no vagrant@192.168.32.143
sshpass -p vagrant ssh -T -o StrictHostKeyChecking=no vagrant@192.168.32.145
sshpass -p vagrant ssh -T -o StrictHostKeyChecking=no vagrant@192.168.32.150
sshpass -p vagrant ssh -T -o StrictHostKeyChecking=no vagrant@192.168.32.151
sshpass -p vagrant ssh -T -o StrictHostKeyChecking=no vagrant@192.168.32.152

데모를 준비했던 Ansible 프로젝트에서는 해당 IP를 사용하여 시스템을 구축했습니다.

작업환경이 변경될경우 SSH 접속정보를 변경하여 입력해 할당해주시면 됩니다.

ansible_env_ready.yml

  ---
  - name: Setup for the Ansible's Environment
    hosts: localhost
    gather_facts: no
    
    tasks:
      - name: Add "/etc/ansible/hosts"
        blockinfile:
          path: /etc/ansible/hosts
          block: |
            [Ansible-Server]
            192.168.32.143
            [Management]
            192.168.32.145
            [K8S-Master]
            192.168.32.150
            [Worker]
            192.168.32.151
            192.168.32.152
    
      - name: Create vim env's directories $ files
        shell: ""
        with_items:
          - "mkdir -p /home/vagrant/.vim/autoload /home/vagrant/.vim/bundle"
          - "touch /home/vagrant/.vimrc"
          - "touch /home/vagrant/.bashrc"
    
      - name: Install vim
        apt:
          name: vim
          state: present
    
      - name: Install ssh
        apt:
          name: ssh
          state: present
    
      - name: Install ssh pass
        apt:
          name: sshpass
          state: present
    
      - name: Install git
        apt:
          name: git
          state: present
    
        
      - name: Download pathogen.vim
        shell: "curl -fLo /home/vagrant/.vim/autoload/pathogen.vim
               https://tpo.pe/pathogen.vim"
    
      - name: Git clone vim-ansible-yml
        git:
          repo: https://github.com/chase/vim-ansible-yaml.git
          dest: /home/vagrant/.vim/bundle/vim-ansible-yaml
    
      - name: Configure vimrc
        lineinfile:
          path: /home/vagrant/.vimrc
          line: "" 
        with_items:
          - "set number"
          - "execute pathogen#infect()" 
          - "syntax on" 
    
    
      - name: Configure Bashrc
        lineinfile:
          path: /home/vagrant/.bashrc 
          line: ""
        with_items:
          - "alias ans='ansible'"            
          - "alias anp='ansible-playbook'"     

ansible을 설치하고 기본적인 환경을 구축하는 playbook입니다.

다른부분은 따로 신경 쓸 필요가 없지만 작업환경이 변경될경우, 인벤토리를 지정하는 block 부분을 수정하여 host에 지정될 정보를 수정하면 됩니다.

홈 디렉토리에 해당 파일들이 모두 준비되어있으면 각 명령어를 실행하여 Ansible 작업환경을 구축해줍니다.

sh bash_ssh_conf_4_Ubuntu.sh
ansible-playbook ansible_env_ready.yml
sh add_ssh_auth.sh

명령을 순차적으로 실행하여 ansible을 사용하는데 필요한 기본 설정을 완료해줍니다.

명령어가 모두 수행되고나면

ans all -m ping -k

명령어를 이용하여 ansible 서버가 관리하는 host들에 ping이 정상적으로 응답하는지 확인합니다.

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2.2 Vagrant를 이용한 Ansible 설치

2.1 과정에서 VM을 Vagrant를 이용하여 생성하고, 바로 Ansible을 설치 할 수 있습니다.

Vagrant는 위 링크에서 설치가 가능합니다.

[Downloads

Vagrant by HashiCorp](https://www.vagrantup.com/downloads)

Vagrant를 설치하였으면, VMware에서 프로비저닝을 하기위해 추가 addon을 설치합니다.

[Installation - VMware Provider

Vagrant by HashiCorp](https://www.vagrantup.com/docs/providers/vmware/vagrant-vmware-utility)

두가지를 모두 설치하였으면 시스템 재부팅이 권장됩니다.

재부팅을 하고나서 CMD또는 Powershell 창에서 해당 명령어를 입력합니다.

vagrant plugin install vagrant-vmware-desktop
vagrant version

다운로드 받았던 vmware addon 설치확인과 vagrant가 정상적으로 작동하는지 확인이 가능합니다.

Vagrantfile

    
    
    
    #====================#
    # K8S Master Nodes   #
    #====================#
    
    
    # K8S-Server #
    config.vm.define "k8s-master" do |cfg|
      cfg.vm.box = "bento/ubuntu-18.04"
      cfg.ssh.insert_key = false
        
        
      cfg.vm.provider "vmware_desktop" do |v|
        v.cpus = 4
        v.memory = 8192
      end
      cfg.vm.host_name = "k8s-master"
      cfg.vm.network "public_network", ip: "192.168.32.150"
      cfg.vm.synced_folder "../data", "/vagrant", disabled: true
    
    end
    
    #================#
    # Worker Nodes   #
    #================#
    
    
  $num_instances = 2
  (1..$num_instances).each do |i|
    config.vm.define "node#{i}" do |cfg|
      cfg.vm.box = "bento/ubuntu-18.04"
      cfg.ssh.insert_key = false
      cfg.vm.provider "vmware_desktop" do |v|
      end
      cfg.vm.host_name = "node#{i}"
      cfg.vm.network "public_network", ip: "192.168.32.15#{i}"
      cfg.vm.synced_folder "../data", "/vagrant", disabled: true
      config.vm.provider "vmware_desktop" do |v|
         v.cpus = 2
         v.memory = 4096
      end
    end
  end
     
    
    #================#
    # Ansible Server #
    #================#
      
    config.vm.define "ansible-server" do |cfg|
      cfg.vm.box = "bento/ubuntu-18.04"
    
    
      cfg.vm.provider "vmware_desktop" do |v|
        v.cpus = 2
        v.memory = 4096
      end
        
      cfg.vm.host_name = "ansible-server"
        
      cfg.ssh.insert_key = false
      cfg.vm.network "public_network", ip: "192.168.32.143"
    
    
      cfg.vm.synced_folder "../data", "/vagrant", disabled: true
       
       
      cfg.vm.provision "shell", inline: "apt install ansible -y" 
      cfg.vm.provision "shell", path: "bash_ssh_conf_4_Ubuntu.sh"
        
       
      cfg.vm.provision "file", source: "ansible_env_ready.yml",
      destination: "ansible_env_ready.yml"
        
        
      cfg.vm.provision "shell", inline: "ansible-playbook ansible_env_ready.yml"    
      cfg.vm.provision "shell", path: "add_ssh_auth.sh", privileged: false   
    
    end
    
  end

Vagrant가 정상적으로 설치되어있으면, 터미널에서 Vagrantfile이 존재하는 디렉토리로 이동한 후,

vagrant up

명령어를 수행하면 이미지 프로비저닝이 실행됩니다.

Untitled

위 과정에서 ansible에서 사용되는 playbook과 script들을 ansible-server에 전송합니다.

최상위폴더에 담겨있는 두개의 스크립트 파일과 ansible_env_ready.yml을 통해 apt 명령어로 ansible 설치와, ansible에 필요한 환경을 구축하는 ansible playbook을 실행합니다.

따라서 vagrant를 사용하여 이미지 프로비저닝을 하게될경우, Ansible을 사용하는 기본적인 환경설정은 vagrant에서 진행을하여 별도로 설치할 필요가 없습니다.

프로비저닝이 정상적으로 완료되었으면

vagrant ssh ansible-server

등의 명령으로 프로비저닝한 이름으로 접속이 가능합니다.

꼭 vagrant로 접속하지않아도 vagrantfile에 할당한 ip에 ssh 프로그램을 이용하여 접속해도 무방합니다.

접속한 상태에서 ping 모듈을 이용하여 ansible의 hosts에 응답이 정상적으로 오는지 확인 합니다.

ans all -m ping -k

Untitled

3. Playbook

Ansible을 설치하여 정상적으로 작동되는것을 확인하였으면

Playbook을 작성하여 관리할 대상에 내릴 명령어를 작성합니다

3.1 Playbook 작성법

기본적인 Playbook의 구조는 다음과 같습니다

---
- name: install nginx on the client
  hosts: webservers
  become: yes
  
  tasks:
      - name: install epel-release
        action: " name=epel-release state=latest"
      - name: install nginx web server
        action: " name=nginx state=present"
      - name: start nginx web server
        service: name=nginx state=started

name: playbook을 실행할때 구분되는 section입니다. 주석대신에 사용하여 playbook 실행시 진행 경과를 확인 할 수있습니다.

hosts: 작업이 수행될 인벤토리 블록을 지정하는 영역입니다. 지정한 host들에서만 작업을 실행합니다.

become: 관리자 권한을 부여하는 항목입니다. yes 또는 true를 입력할경우 관리자 권한으로 해당 블록을 실행합니다.

task: task 상위에 할당한 옵션으로 실제 명령을 수행하는 과정입니다. module이 task부분에 할당되며, 하위의 또다른 playbook 또는 apt, shell 등의 명령어를 수행 할 수 있습니다.

해당 playbook에서는 이라는 Role을 사용하여 [webserver]라는 인벤토리 내부에 CentOS와 Ubuntu 노드들이 존재합니다.

CentOS일경우 YUM 모듈을, Ubuntu일경우 APT 모듈을 호출하여 해당 명령을 수행합니다.

3.2 동시 실행 옵션

Fork

Ansible은 ansible.cfg 파일에 선언되어있는 “병렬실행갯수:””를 설정할 수 있습니다.

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default Fork = 5 으로 실행시킬경우 다섯개의 프로세스가 동시에 실행됩니다.

이 숫자를 조정하여 원하는만큼 병렬작업을 늘릴수있고, 이 최적화 설정값은 직접 찾아야합니다.(fork 옵션은 관리하는 환경에따라 최적의 값이 달라질 수 있습니다)

Serial

Serial 키워드로 Playbook 에서 Task나 Role등을 실행할경우 동시에 실행되는 갯수도 직접 지정이 가능합니다.

Fork와 다르게 플레이북에서 “해당 블록에만 동시에 실행되는” 갯수를 지정할수있다는 점이 상이합니다.

---
- name: test play
  hosts: webservers
  serial: 3
  gather_facts: False

  tasks:
    - name: first task
      command: hostname
    - name: second task
      command: hostname

해당 명령을 [webservers] 호스트로 지정된 여섯개의 인스턴스에 명령을 실행하게되면 다음과 같은 결과가 노출됩니다.

Untitled