Puppet概述

1，序言

最近在开发一个基于Vmware ESXi大规模部署虚拟Rack的工具。应用场景为，有若干不同厂家，不同配置的物理服务器，每台服务器都已经安装ESXi. 物理机器的eth0都连接在Admin网络中， eth1连到Control网络。Control网络中有一个DHCP server提供DHCP服务。 虚拟Rack包含基于Vmware 虚拟机开发的三类虚拟机：1） 提供计算功能的vCompute 节点（计算节点又分为多类），2） 提供特殊组网功能的vSwitch节点，3）提供电源管理的vPDU节点。 vRACk各类节点数量由用户指定， Deploy工具根据用户提供的信息，计算没一个vRack需要消耗的物理资源，已经总的资源。然后自动查询用户提供的物理服务器资源，计算每台服务器实际剩余资源。然后根据每台服务器实际剩余资源，以及每个vRACK需要资源，自动选择部署哪个vRACK到哪台物理服务器，并需要考虑负载均衡。最后，在完成部署后，还需要根据每个vRACK，vSwitch, cPDU, vCompute比例，自动登录到vSwitch配置vSwitch端口到vCompute的映射，以及vPDU端口到vCompute的映射。最后返回给用户vRACK的Top结构，和一些必须的配置信息。所有VM都部署在Control网络中，自动从DHCP server获取IP， Deploy工具要配置vSwitch和vPDU，必须可以访问Control网络。同时，用户只能在Admin网络中向Deploy工具提交配置文件，和获取部署结果。

用了一个礼拜完成了原型开发。考虑到后期可能可能需要进一步的功能扩展，以及应用到不同的环境（如KVM，或deploy基于Docker开发的 image）。最近在考虑做一次重构，重新考虑代码结构层次，各种资源的抽象，以及各对象之间的关系。先研究一下目前比较流行的大规模部署，配置管理工具的设计思想，以做参考。Puppet做为目前最流行的配置管理工具，自然成了第一个学习对象。

2，概述

Puppet是一个开源的自动管理配置工具。Puppet是一个跨平台的集中管理系统，能运行在目前主流的的Unix，Linux以及Windows系统中。Puppet使用自身描述语言，或者Ruby DSL（domain-specific language）描述系统资源已经资源状态。资源信息，状态信息称为“Puppet manifests”。

Puppet架构基于C／S 模型，服务器端保存所有客服端节点的配置信息（manifests）。Manifests中的内容可以直接应用于系统，也可以被编译为catalog并通过client-server paradigm（使用REST API）分发到目标系统。Client又成为Agent，负责收集系统信息，根据Server提供配置信息执行配置，并将最终状态返回给Server。

Catalog是一个指定节点的需要被管理配置的状态信息的描述文档，同时它还包含所有需要被管理的资源信息，以及各种资源间的依赖关系。

3，组成

3.1 Puppet-Agent

Puppet Agent 一般作为后台进程运行在被管理节点上。默认Agent每隔30s会向Server发送facts并请求catalog. 一旦Agent收到catalog， agent就会检查catalog的资源，状态描述，如果它发现有resource状态与描述的状态不符，则执行对该resource的相应配置以使其最终收敛到期望状态。

Agent由Puppet，Facter，Hiera三个主要部分组成。

Facter 是Puppet的一个跨平台的配置库。它负责收集节点上的facts并report给Master.

HIera是一个配置数据的键／值（key／value）查询工具。

Puppet, 执行Agent的其他所有功能。

3.2 Puppet-Master

系统中可以有一个或多个Puppet master应用。通常情况下一个Puppet master作为一个Rack application被一个Web server管理。Master控制所有的配置信息，并确保每一个Agent只请求它自己的catalog。

3.3 PuppetDB

PuppetDB是Puppet的数据库，它管理所有平台生成的数据和检索。目前只支持Catalog和Facts的存储。DB仍在开发中，将来会扩展支持更多数据。

4， Puppet 工作流程

如上图所示，Puppet工作流程为：

1）Agent通过facter收集客户端facts信息，并将facts信息定时发送给Master并请求catalog。

2） Master收到客户端请求后，判断客户端是谁，它要做什么。并根据分类选择属于这个客户端的manifests，打包，编译为catalog分发到客户端。

3） Agent对Catalog进行验证，并执行配置。将执行过程信息和结果写入日志。

4） 配置完成后，客户端最终状态应收敛到manifests定义的状态，Agent收集最终状态，将结果和执行数据返回给Master。

Master和Agent详细交互过程如下图所示：

5， 参考资料

• Puppet(Software) @ Wikipedia : https://en.wikipedia.org/wiki/Puppet_(software)
• Puppet Architecture : http://docs.puppetlabs.com/puppet/4.2/reference/architecture.html
• 董的博客 : http://dongxicheng.org/cluster-managemant/puppet/
• 刘宇 《Puppet实战》