راهنمای خودکارسازی سرور
به گزارش اپست به نقل از phoenixnap ، اتوماسیون یکی از اصول اساسی DevOps و یک رویه ضروری در هر خط لوله CI/CD است. با اتوماسیون، تیمها با حذف وظایف تکراری، بهرهوری را افزایش داده و جریانهای کاری را تسهیل میکنند.
هر دو سوی خط DevOps از این رویه سود میبرند – توسعهدهندگان مراحل ساخت و تست فاز توسعه را خودکار میکنند، در حالی که مهندسان عملیات با خودکارسازی زیرساختها به چابکی بیشتری دست مییابند.
این مقاله به بحث در مورد اتوماسیون سرور و نقش آن در چرخه عمر توسعه نرمافزار میپردازد. این راهنما همچنین شما را با ابزارهای مرتبط آشنا کرده و مزایای اتوماسیون سرور را توضیح میدهد.
اتوماسیون سرور چیست؟
اتوماسیون سرور به فرآیند خودکارسازی مدیریت سرورها اطلاق میشود. این شامل تهیه، استقرار، نظارت، نگهداری و حذف تخصیص سرورها با استفاده از ابزارهای نرمافزاری اتوماسیون است.
پروژههای توسعه نرمافزار مدرن اغلب به شبکههای پیچیده سرور نیاز دارند که شامل راهکارهای داخلی، ترکیبی و ابری میشوند. نگهداری دستی این شبکهها نیازمند نیروی انسانی و زمانی است که اکثر شرکتها توانایی صرف آن را ندارند.
ظهور راهکارهای زیرساخت به عنوان کد (IaC) به مهندسان زیرساخت DevOps این امکان را داده است تا از کد ساده و قابل خواندن برای انسان برای دستکاری زیرساخت سرور مانند نرمافزار استفاده کنند. حذف کار دستی از مدیریت سرور، مشکلات متعددی را که مربوط به عامل انسانی بود، برطرف کرد.
نحوه عملکرد اتوماسیون سرور
دو رویکرد اصلی برای خودکارسازی منابع سرور وجود دارد:
- رویکرد دستوری: شامل اجرای مجموعهای از دستورات است که به سیستم دستور میدهند چگونه پیکربندی سرور مورد نظر را ایجاد کند.
- رویکرد اعلانی: با ارائه تنها یک توصیف از وضعیت پیکربندی مورد نظر، انعطافپذیری بیشتری را برای مهندسان فراهم میکند. سپس سیستم این توصیف را با وضعیت فعلی مقایسه کرده و بهطور خودکار تمام تنظیمات لازم را برای دستیابی به پیکربندی مطلوب انجام میدهد.
ادغام سرورهای مبتنی بر ابر در گردش کار DevOps با استفاده از فناوری API ابری انجام میشود. APIهای ابری تبادل داده بین کاربران و ارائهدهندگان خدمات ابری را امکانپذیر میسازند و به کاربران اجازه میدهند تا:
- تهیه و حذف تخصیص سرورها.
- تهیه و مدیریت گزینههای ذخیرهسازی.
- خودکارسازی صورتحساب زیرساخت.
- نظارت، ردیابی و سازماندهی منابع.
- پیکربندی شبکه.
ابزارهای خودکارسازی سرور
ابزارهای متعددی در بازار موجود است که به تنظیم خودکارسازی سرور کمک میکنند. این ابزارها از پلتفرمهای تهیه سرور مانند Terraform تا راهکارهای کانتینریسازی مانند Kubernetes را شامل میشوند. فهرست زیر محبوبترین ابزارها در تمام دستهبندیها را نشان میدهد.
Terraform
Terraform یک پلتفرم زیرساخت به عنوان کد (IaC) برای خودکارسازی وظایف زیرساختی است که وظیفه اصلی آن تهیه منابع ابری است. این یک ابزار متنباز مبتنی بر زبان Go است که به مهندسان اجازه میدهد تا زیرساخت خود را با نوشتن فایلهای پیکربندی TF به زبان HashiCorp Configuration Language یا JSON تعریف کنند.
Terraform دو جزء اصلی دارد:
- Terraform Core یک باینری کامپایلشده ایستا است که ابزار خط فرمان terraform را در خود جای داده است. Terraform Core فایلهای پیکربندی را میخواند و وضعیت مطلوب را با وضعیت زیرساخت فعلی مقایسه میکند. این جزء همچنین یک طرح برای اجرای تغییرات لازم ایجاد میکند و با استفاده از فراخوانیهای رویه از راه دور (RPC) با پلاگینها ارتباط برقرار میکند.
- Terraform Plugins باینریهای اجرایی هستند که پیادهسازیهای خاص سرویس و تهیهکننده را در معرض نمایش میگذارند. این پیادهسازیها شامل ارائهدهندگان خدمات ابری مختلف (مانند appest یا AWS) و تهیهکنندهها (مانند local-exec و remote-exec) میشوند.
رویکرد اعلانی (Declarative) به پیکربندی زیرساخت و وجود ارائه دهندگان (Providers) متعدد برای انتخاب، Terraform را به ابزاری امن و کارآمد برای تهیه (Provisioning) منابع ابری تبدیل کرده است.
آنسِبِل
یک مجموعه نرمافزاری متنباز است که خودکارسازی آمادهسازی (provisioning)، سازماندهی (orchestration)، استقرار نرمافزار و سایر فرآیندهای فناوری اطلاعات را انجام میدهد. این ابزار به ویژه برای مدیریت و نظارت بر سرورهای راه دور با استفاده از یک گره کنترل واحد مفید است.
ابزار اصلی برای انتقال دستورالعملهای کاری در آنسیبل، پلیبوک نامیده میشود. هر پلیبوک آنسیبل از قالب YAML برای فهرست کردن پلیها (plays)، یعنی مجموعههایی از وظایف برای تکمیل شدن، استفاده میکند.
اجزای زیر موتور آنسیبل را تشکیل میدهند:
- ماژولها برنامههای کوچکی هستند که شامل مدلهایی از وضعیت مطلوب سیستم میباشند. آنسیبل ماژولها را به گرههای سرور ارسال کرده و آنها را از طریق SSH اجرا میکند.
- پلاگینها قابلیتهای آنسیبل را گسترش میدهند. کاربران میتوانند بین استفاده از پلاگینهای پیشساخته یا نوشتن افزونههای سفارشی خود انتخاب کنند.
- فهرست میزبان یک فایل INI است که ماشینها را در گروههای سفارشی و تعریفشده توسط کاربر قرار میدهد.
- API پایتون آنسیبل میتواند گرهها را کنترل کند، پلاگینها ایجاد کند و دادههای فهرست را از منابع خارجی دستکاری نماید.
توزیع چندلایه برنامههای کاربردی یکی از نقاط قوت برجسته Ansible است و این ابزار اغلب در سناریوهایی به کار میرود که شامل گردشهای کاری CI/CD با زمان توقف صفر هستند. از آنجایی که یادگیری آن ساده است، این ابزار نقطه شروع خوبی برای ورود به دنیای DevOps محسوب میشود.
پولومی
یک پلتفرم متنباز IaC (زیرساخت به عنوان کد) است که از زبانهای برنامهنویسی عمومی پرکاربرد برای مدیریت زیرساخت ابری استفاده میکند. برخلاف Terraform که از یک زبان اختصاصی بهره میبرد، پولومی به مهندسان اجازه میدهد تا زیرساخت خود را با استفاده از زبانهای Python، JavaScript، TypeScript، Go و .NET تعریف کنند. این ویژگی، منحنی یادگیری پولومی را به طور قابل توجهی کمشیبتر از منحنیهای یادگیری سایر پلتفرمها میکند.
گردش کار معمول پولومی سه مرحله دارد:
- میزبان زبان، برنامهای را با پارامترهای منبع جدید اجرا میکند و محیطی را برای تعامل با موتور استقرار ایجاد میکند.
- موتور استقرار، وضعیت زیرساخت مطلوب را دریافت میکند و محاسبه میکند که چه تغییراتی در وضعیت فعلی منابع باید اعمال شود.
- موتور، دستورالعملهای مدیریت منابع را به ارائهدهندگان منابع که میزبان منابع تحت تأثیر هستند، ارسال میکند.
هر ارائهدهنده منبع یک SDK (مجموعه توسعه نرمافزار) با اتصالهای منبع و یک پلاگین منبع دارد که موتور استقرار برای ارتباط با منابع ارائهدهنده از آن استفاده میکند.
Puppet
Puppet ابزاری برای مدیریت پیکربندی و خودکارسازی سرور است. مانند تمام ابزارهای ذکر شده در بالا، Puppet از کاربران میخواهد که وضعیت مطلوب زیرساخت سرور مدیریتشده را ارائه دهند، که سپس بهطور خودکار اعمال و نگهداری میشود.
طراحی Puppet شامل عناصر مهم زیر است:
- کد Puppet زبان اعلانی برای ارائه مشخصات زیرساخت در فایلهای مانیفست است.
- Puppet Master یک سرویس پسزمینه (daemon) است که از پیکربندی کل سیستم و هر گره عامل متصل آگاه است.
- Puppet Agent برنامهای است که بر روی هر گره در سیستم نصب میشود. هدف آن جمعآوری اطلاعات در مورد گره و انجام اقدامات مدیریتی است.
- Facter یک ابزار CLI (رابط خط فرمان) مستقل است که حقایق مربوط به گرهها را جمعآوری کرده و آنها را به Master گزارش میدهد.
گردش کار استاندارد Puppet را میتوان تقریباً به سه مرحله تقسیم کرد:
- Puppet Master تغییری در زیرساخت را تشخیص میدهد که توسط کاربر از طریق یک فایل مانیفست آغاز شده است.
- سپس این فایل با دادههای ارائه شده توسط Facter مقایسه میشود و Puppet Master نحوه تغییر سیستم را محاسبه میکند.
- در نهایت، Master دستورالعملها را به عامل (های) مربوطه ارسال میکند، که پس از اتمام کار گزارش میدهند.
جنکینز
یک پلتفرم CI/CD متنباز و مستقل از سیستمعامل است که فناوریهای یکپارچهسازی، آزمایش و استقرار را برای خودکارسازی خطوط لوله (pipeline) ارائه میدهد. تیمهای DevOps از جنکینز برای موارد زیر استفاده میکنند:
- خودکارسازی ساخت و آزمایش با خطوط لوله CI برای برنامهها و زیرساختها.
- خودکارسازی تحویل و دستیابی به استقرار مداوم کد از طریق خطوط لوله CD.
- خودکارسازی وظایف روتین، مانند ثبت وقایع (logging)، پشتیبانگیری (backup) و جمعآوری آمار.
نمودار زیر جنبه یکپارچهسازی مداوم جنکینز را نشان میدهد و نحوه کمک اتوماسیون تست به دریافت تنها بیلدهای نرمافزاری مرتبط توسط نگهدارندگان را به تصویر میکشد.
نصب جنکینز بر روی چندین سرور انجام میشود. سرور CI جنکینز (Master) دستگاه اصلی است که مخزن کد منبع را بررسی میکند و تغییرات تازه commit شده را دریافت میکند. سپس Master حجم کاری تست را بین گرههای مختلف، یعنی ماشینهای کارگر که میزبان build agentها هستند، تقسیم میکند.
در حالی که جنکینز یک ابزار IaC نیست، ابزارهای IaC و استقرار زیرساخت را در خط لوله CI/CD ادغام میکند. برای مثال، اجرای Terraform از جنکینز، نیاز به اعمال دستی فایلهای TF از خط فرمان را از بین میبرد.
Chef
Chef یک ابزار مدیریت پیکربندی متنباز برای اتوماسیون سرور است. برخلاف ابزارهای مدیریت زیرساخت که قبلاً ذکر شد، Chef از نحو دستوری استفاده میکند. این ابزار دارای یک زبان خاص دامنه (DSL) مبتنی بر روبی است که به کاربران اجازه میدهد مراحل دقیق برای دستیابی به وضعیت مطلوب زیرساخت را در فایلهایی به نام Chef Recipes مشخص کنند.
یک نصب معمولی Chef از اجزای زیر تشکیل شده است:
- Chef Server: سیستمی است که دستورالعملها (recipes)، کتابهای آشپزی (cookbooks – مجموعههای دستورالعمل) و سایر دادههای پیکربندی زیرساخت حیاتی را ذخیره میکند.
- Nodes: سرورهای فیزیکی و مجازی هستند که Chef Client را اجرا میکنند. این کلاینت با Chef Server از طریق REST API ارتباط برقرار میکند.
- Chef Workstation: برنامهای است که ارتباط بین کاربران و Chef Server را ممکن میسازد. این جعبه ابزار توسعهدهنده تمام ابزارهای لازم برای ایجاد و نگهداری دستورالعملها، کتابهای آشپزی و سیاستها را فراهم میکند.
یکی از مزایای اصلی Chef، پایگاه داده گستردهای با بیش از 3000 کتاب آشپزی موجود در Chef Supermarket است. کتابهای آشپزی از پیش ساخته شده، فرآیند استقرار چارچوبها و ابزارهای اساسی را تسهیل و تسریع میکنند.
Kubernetes
یک ابزار ارکستراسیون کانتینر متنباز با موارد استفاده مهم متعدد در توسعه نرمافزار است. در فرآیند ادغام و تحویل مداوم (CI/CD)، Kubernetes به دلیل قابلیتهای اتوماسیون و مدیریت کارآمد منابع، اغلب به عنوان راهکار ارکستراسیون اصلی انتخاب میشود.
هر سرور در یک خوشه Kubernetes نقشی دارد.
- گره اصلی (Master Node) از API Server برای برقراری و حفظ ارتباطات درون خوشهای و مدیریت توازن بار استفاده میکند. این گره دادههای خوشه را در فروشگاه کلید-مقدار etcd ذخیره کرده و از Scheduler برای ایجاد پادها بر روی گرههای کاری بهره میبرد.
- گرههای کاری (Worker Nodes) میزبان بار کاری بوده و وظایف تخصیص داده شده توسط گره اصلی را انجام میدهند. هر گره، Kubelet را اجرا میکند، یک دیمون که پادها را بر روی گره ایجاد، نظارت و حذف میکند. پادها میزبان کانتینرهایی هستند که توسط یک Container Runtime کنترل میشوند.
Kubernetes یک راهکار عملی برای استقرارهایی است که از محیطهای ترکیبی و چند ابری استفاده میکنند. رویکرد مستقل از محیط و مفاهیمی مانند سرویسها، حجمها و کنترلکنندههای ورودی (ingress controllers) به Kubernetes اجازه میدهد تا استقرارها را از زیرساخت زیرین انتزاع کند. بنابراین، این ویژگی امکان دستیابی به قابلیت انتقالپذیری برنامه را فراهم میآورد.
SUSE Rancher
Rancher یک پشته نرمافزاری است که یک رابط برای نگهداری خوشههای Kubernetes و توسعه برنامه فراهم میکند. از آنجایی که اکثر ارائهدهندگان خدمات ابری، Kubernetes را به عنوان بخشی از زیرساخت استاندارد ارائه میدهند، Rancher میتواند ابزاری مفید برای تسهیل استقرارهای چندگانه خوشه در ابرهای خصوصی و عمومی باشد.
در زمینه DevOps، Rancher از بسیاری از مجموعههای ابزار محبوب مانند Gitlab، Istio، Prometheus، Grafana و Jenkins پشتیبانی کرده و آنها را تکمیل میکند.
مزایای خودکارسازی سرور
خودکارسازی سرور، مدیریت زیرساخت را سادهتر، سریعتر و کمهزینهتر میکند. بخشهای زیر جزئیات بیشتری در مورد مزایای خاص خودکارسازی سرور در دنیای DevOps ارائه میدهند.
مقیاسپذیری و انعطافپذیری
پیادهسازی خودکار سرور، فرآیند تخصیص و حذف تخصیص یک سرور را بسیار آسان میکند. بنابراین، مقیاسبندی منابع به بالا و پایین برای برآورده کردن نیازهای فعلی پروژه به یک رویه بسیار در دسترستر تبدیل میشود. علاوه بر این، این انعطافپذیری امکان سادهسازی مدیریت زیرساخت و استفاده از تمام پتانسیل هماهنگی و خودکارسازی را فراهم میکند.
کاهش هزینه
توانایی مقیاسبندی منابع، مزیت کاهش هزینه را نیز به همراه دارد. غیرفعال کردن سرورهای بلااستفاده و راهاندازی آنها در صورت نیاز، به شرکتهای نرمافزاری این امکان را میدهد که هزینههای مربوط به زیرساخت ابری خود را کاهش دهند.
یکی دیگر از مزایای مالی خودکارسازی سرور، صرفهجوییهای ناشی از استخدام تعداد کمتری از کارشناسان نگهداری سرور است.
بهینهسازی حجمهای کاری DevOps
تیمهای DevOps که از راهکارهای IaC استفاده میکنند، بهرهوری خود را افزایش میدهند. دلیل این امر، توانایی حذف وظایف نگهداری زیرساخت از حجم کاری آنها است که زمان بیشتری را برای تمرکز بر ساخت نرمافزار باقی میگذارد. مدل IaC تضمین میکند که هر بار یک محیط یکسان مستقر میشود – این شامل پیکربندیهای یکسان سرور، و همچنین شبکهها، متعادلکنندههای بار، ماشینهای مجازی و غیره میشود.
استانداردسازی زیرساخت سرور
سرورهای مختلف با راهکارهای سختافزاری و نرمافزاری متفاوتی عرضه میشوند که اغلب نگهداری دستی آنها را دشوار و زمانبر میکند. معماری عامل-سرور اکثر ابزارهای IaC، استقرار و نگهداری سرور را استاندارد میکند.
استفاده از نرمافزار خودکارسازی برای انتزاع بیشتر وظایف نگهداری سرور از سختافزار، به سادهسازی مدیریت و افزایش عملکرد کمک میکند. علاوه بر این، استفاده مجدد از الگوهای پیکربندی، انسجام زیرساخت را در کل چرخه عمر توسعه نرمافزار (SDLC) ارتقا میدهد.
سرعت و سهولت استفاده
اکثر ابزارهای خودکارسازی سرور به گونهای طراحی شدهاند که ساده و کارآمد باشند. آنها مهندسان را قادر میسازند تا با ایجاد سریع محیطهای تست، تکثیر آنها در محیط تولید و بازگرداندن تغییرات در صورت بروز خطا، فرآیند استقرار را تسریع بخشند.
این ویژگی خودکارسازی سرور به شدت با فلسفه DevOps همسو است و آن را به بخشی جداییناپذیر از هر خط لوله کارآمد تبدیل میکند.
امنیت و قابلیت اطمینان
خودکارسازی سرور به طور قابل توجهی احتمال خطای انسانی در هنگام تخصیص و نگهداری سرور را کاهش میدهد. پس از اتمام و آزمایش کد زیرساخت، میتوان آن را هر چند بار که لازم باشد بدون ترس از پیکربندی نادرست مستقر کرد.
فرآیند خودکار همچنین تعداد افرادی که نیاز به دسترسی به بخشهای حساس زیرساخت دارند را کاهش میدهد. این ویژگی سیستمی را ایجاد میکند که ذاتاً امنتر است.
نتیجهگیری
پس از مطالعهی این راهنما، باید درک بهتری از خودکارسازی سرور و نقش آن در چارچوب DevOps به دست آورده باشید. این مقاله برخی از محبوبترین ابزارهایی را که فعالسازی یا تسهیلکنندهی خودکارسازی سرور هستند، ارائه کرده و مزایای آن را فهرست نموده است.
