企业如何高效地批量部署并管理大量的物理服务器是IT企业都面临的一个问题，传统的手动配置和部署方式，耗时耗力且容易出错。通过引入自动化运维工具，如Ansible，并结合镜像预配置的方式，可以大大简化部署流程，提高运维效率，确保系统一致性。
A5IDC将介绍如何利用Ansible和预先配置好的Linux镜像，快速实现对多台物理服务器的批量部署。我们将涵盖具体的技术细节、实现方法、硬件配置以及相关的产品参数，帮助大家在实际生产环境中进行高效的自动化部署。
环境准备
硬件要求
物理服务器：部署目标机器，假设我们有10台待部署的物理服务器，硬件配置如下：
- CPU：Intel Xeon 8核处理器
- 内存：64GB DDR4
- 存储：500GB SSD硬盘
- 网卡：1Gbps Ethernet
- 操作系统：Ubuntu 20.04 LTS
管理网络：所有物理机都接入同一个管理网络，便于Ansible的管理与通信。
软件要求
- Ansible：用于配置管理与自动化部署。安装Ansible前需要确保管理机器的Python环境正常，推荐使用Python 3.8及以上版本。
- PXE服务器：用于网络启动和批量镜像部署。通常使用dnsmasq和tftpd服务。
- 镜像制作工具：我们使用的是Packer来构建镜像，镜像里预装了基础的操作系统以及必要的应用程序。
网络架构
为了简化批量部署的过程，我们需要设置一个独立的管理网络，包含以下设备：
- 管理主机：负责运行Ansible。
- PXE服务器：提供网络引导服务，允许物理服务器通过网络加载操作系统镜像进行部署。
- 目标物理服务器：通过PXE启动并安装操作系统。
方案设计
镜像预配置
在本方案中，使用Packer来创建一个标准的Ubuntu操作系统镜像，并预装必要的系统组件及软件包。镜像制作的过程是自动化的，具体步骤如下：
安装Packer：首先需要在一台管理主机上安装Packer。
sudo apt-get install packer
创建Packer模板：编写一个Packer配置文件，定义镜像的基本配置，包括操作系统、软件包、配置文件等。
例如，创建一个ubuntu.json模板：
{
"builders": [{
"type": "qemu",
"iso_url": "http://cdimage.ubuntu.com/ubuntu/releases/20.04/release/ubuntu-20.04-live-server-amd64.iso",
"iso_checksum": "sha256:7c1b5c171df1d2fe2c8fbb4dbf52c89ff0972a8d4e2f6b1d52b4c97de14a9e97",
"output_directory": "output_ubuntu",
"shutdown_command": "sudo shutdown -h now",
"vm_name": "ubuntu-server",
"disk_size": 10240,
"format": "qcow2",
"headless": true
}],
"provisioners": [{
"type": "shell",
"script": "install-software.sh"
}]
}
安装软件脚本：在install-software.sh脚本中，定义安装必要的软件包、配置文件等，例如安装ssh服务、Ansible客户端等。
#!/bin/bash
apt-get update
apt-get install -y openssh-server ansible
构建镜像：使用Packer命令来生成镜像。
packer build ubuntu.json
通过Packer创建的镜像，可以通过PXE或其他工具快速将操作系统和预配置的软件安装到目标服务器上。
PXE启动配置
在物理服务器上，借助PXE服务器来进行网络启动，PXE服务器的配置步骤如下：
安装PXE服务：在一台服务器上安装dnsmasq和tftpd。
sudo apt-get install dnsmasq tftpd-hpa
配置PXE启动文件：修改dnsmasq配置文件，指向镜像文件存储的位置。
编辑/etc/dnsmasq.conf：
interface=eth0
dhcp-range=192.168.1.100,192.168.1.200,12h
dhcp-boot=pxelinux.0
enable-tftp
tftp-root=/srv/tftp
配置启动镜像：将制作好的Ubuntu镜像文件和pxelinux.0文件放入TFTP服务器的根目录。
sudo cp /path/to/ubuntu.iso /srv/tftp/ubuntu.iso
sudo cp /path/to/pxelinux.0 /srv/tftp/
启动PXE服务器：启动dnsmasq服务来提供网络引导。
sudo systemctl start dnsmasq
通过PXE网络引导，物理服务器会自动从网络加载操作系统并进行安装。
Ansible自动化配置
一旦物理服务器通过PXE启动并完成操作系统安装，我们就可以使用Ansible进行后续的配置管理。Ansible会通过SSH与目标机器进行通信，并执行一系列配置任务。
安装Ansible：首先，在管理主机上安装Ansible。
sudo apt-get install ansible
配置Ansible主机清单：在/etc/ansible/hosts文件中，定义目标机器的IP地址。
[servers]
192.168.1.101
192.168.1.102
192.168.1.103
编写Ansible剧本：编写Ansible剧本，自动化执行软件安装、配置文件修改等任务。以下是一个简单的Ansible剧本示例：
---
- name: Configure servers
hosts: servers
become: yes
tasks:
- name: Install Nginx
apt:
name: nginx
state: present
- name: Start Nginx
service:
name: nginx
state: started
运行Ansible剧本：通过Ansible执行剧本，自动化配置目标服务器。
ansible-playbook configure-servers.yml
Ansible会自动连接到各台服务器，并根据剧本中的定义执行相应的配置任务。
性能与数据支持
为了评估自动化批量部署的效果，我们可以使用一些基准测试工具来进行性能测试。常见的性能测试工具包括sysbench、fio等。
使用sysbench测试CPU性能：
sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=20000 run
使用fio测试磁盘IO性能：
fio --name=readwrite --ioengine=sync --rw=randwrite --bs=4k --numjobs=16 --size=1G --runtime=30m --time_based --output=fio_output.txt
通过这些测试，可以评估自动化部署后的服务器在性能方面的表现，并确保符合生产需求。
我们通过结合Ansible自动化工具和镜像预配置的方式，可以高效地实现对大量物理服务器的批量部署和管理。这个方案不仅适用于小规模环境，也能扩展到大规模的企业级数据中心。利用PXE网络引导、Packer镜像构建、Ansible配置管理等技术，能够大幅提高部署效率、降低人工干预，提高系统一致性和可维护性。
