كتابة دليل تشغيل الأداة Ansible عند إدارة ضبط الخوادم

تُعَد إدارة ضبط الخادم (يُشار إليها أيضًا باسم أتمتة تقانة المعلومات IT Automation) حلًا لتحويل إدارة بنيتك التحتية إلى الشيفرة البرمجية الأساسية، ولوصف جميع العمليات اللازمة لنشر خادم في مجموعة من سكربتات الإعداد المسبق Provisioning Scripts التي يمكن إصدارها وإعادة استخدامها بسهولة، ويمكنها تحسين التكامل لأيّ بنية خادم تحتية بصورة كبيرة بمرور الوقت.

تحدثنا في المقال السابق مدخل إلى إدارة ضبط الخوادم Configuration Management عن الفوائد الرئيسية لتنفيذ إستراتيجية إدارة الضبط لبنية الخادم التحتية، وكيفية عمل أدوات إدارة الضبط والعناصر المشتركة بين هذه الأدوات، وسنوضح في هذا المقال عملية أتمتة إعداد الخادم المسبق باستخدام الأداة Ansible، وهي أداة لإدارة الضبط توفر إطار عمل أتمتة كامل وقدرات تنسيق مع الحفاظ على هدف السهولة والبساطة المطلقة، وسنركز على مصطلحات اللغة والصياغة والميزات اللازمة لإنشاء مثال مبسّط للأتمتة الكاملة لنشر خادم ويب أوبنتو 18.04 باستخدام أباتشي Apache.

تحتوي القائمة التالية على جميع الخطوات التي نحتاجها للأتمتة حتى الوصول إلى هدفنا:

• قائمة الحزم.
• ثبّت أباتشي Apache.
• أنشئ مجلد المستند الجذر المُخصَّص.
• ضع ملف index.html في المستند الجذر المخصص.
• طبّق قالبًا لإعداد المضيف الوهمي المخصص.
• أعِد تشغيل أباتشي.

سنبدأ بإلقاء نظرة على المصطلحات التي تستخدمها أداة Ansible، ثم سنتعرّف على ميزات اللغة الرئيسية التي يمكن استخدامها لكتابة أدلة التشغيل Playbooks، ثم ستجد محتويات مثال الإعداد المسبق الكامل لأتمتة الخطوات الموضحة لإعداد أباتشي على Ubuntu 18.04.

ملاحظة: يهدف هذا المقال إلى تعريفك بلغة Ansible وكيفية كتابة أدلة التشغيل لأتمتة إعداد خادمك المسبق. اطّلع على كيفيّة تثبيت وضبط Ansible على Ubuntu 18.04 لمعرفة الخطوات اللازمة لتثبيت أداة Ansible والبدء باستخدامها، بالإضافة إلى كيفية تشغيل أوامر Ansible وأدلة تشغيلها.

هذا المقال جزء من سلسلة حول إدارة ضبط الخوادم، وإليك روابط فصول السلسلة:

• مدخل إلى إدارة ضبط الخوادم Configuration Management
• مبادئ إدارة ضبط الخوادم Configuration Management: كتابة دليل تشغيل الأداة Ansible
• مبادئ إدارة ضبط الخوادم Configuration Management: كتابة ملفات البيان Manifests للأداة Puppet
• مبادئ إدارة ضبط الخوادم Configuration Management: كتابة الوصفات Recipes في الأداة Chef

البدء باستخدام أداة Ansible

يجب أن نتعرف أولًا على المصطلحات والمفاهيم المهمة التي قدمتها أداة Ansible قبل البدء بالعمل.

المصطلحات

تحتوي القائمة التالية على نظرة عامة سريعة على المصطلحات الأهم التي تستخدمها أداة Ansible:

• عقدة التحكم Control Node: الجهاز المُثبّت عليه أداة Ansible، وهو المسؤول عن تشغيل الإعداد المسبق على الخوادم التي تديرها.
• المخزن Inventory: ملف INI يحتوي على معلومات حول الخوادم التي تديرها.
• دليل التشغيل Playbook: ملف YAML يحتوي على سلسلة من الإجراءات التي يجب أن تكون مؤتمتة.
• المهمة Task: كتلة تحدد إجراءً واحدًا لتنفيذه مثل تثبيت حزمة.
• الوحدة Module: تجرّد الوحدة مهمة النظام مثل التعامل مع الحزم أو إنشاء وتغيير الملفات. تحتوي أداة Ansible على العديد من الوحدات المبنية مسبقًا، ولكن يمكنك إنشاء وحداتك المُخصَّصة.
• الدور Role: مجموعة من أدلة التشغيل والقوالب والملفات الأخرى ذات الصلة، وهي منظمة بطريقة مُعرَّفة مسبقًا لتسهيل إعادة الاستخدام والمشاركة.
• التشغيل Play: هو الإعداد المسبق المنفَّذ من البداية إلى النهاية.
• الحقائق Facts: المتغيرات العامة التي تحتوي على معلومات حول النظام مثل واجهات الشبكة أو نظام التشغيل.
• المعالجات Handlers: تُستخدَم لبدء تغييرات حالة الخدمة مثل إعادة تشغيل الخدمة أو إعادة تحميلها.

تنسيق المهمة

تحدّد المهمة خطوة مؤتمتة واحدة يجب أن تنفّذها الأداة Ansible، وتتضمن عادةً استخدام وحدة Module أو تنفيذ أمر خام Raw Command، حيث تبدو المهمة كما يلي:

- name: This is a task
  apt: name=vim state=latest

يُعَد الجزء name اختياريًا ولكن يُوصَى به، حيث يظهر في مخرجات الإعداد المسبق عند تنفيذ المهمة، والجزء apt هو وحدة Ansible مبنية مسبقًا تجرّد إدارة الحزم في التوزيعات القائمة على نظام دبيان Debian. تخبر المهمة في المثال السابق أداة Ansible أن الحزمة vim يجب أن تتغير حالتها إلى الأحدث latest، مما يؤدي إلى أن يثبّت مدير الحزم هذه الحزمة في حالة عدم تثبيتها بعد.

تنسيق دليل التشغيل

أدلة التشغيل هي ملفات YAML تحتوي على سلسلة من الموجّهات Directives لأتمتة إعداد الخادم المسبق. يوضّح المثال التالي دليل تشغيل بسيط يؤدي مهمتين هما: تحديث ذاكرة apt المخبئية ثم تثبيت حزمة vim:

---
- hosts: all
  become: true
  tasks:
     - name: Update apt-cache 
       apt: update_cache=yes

     - name: Install Vim
       apt: name=vim state=latest

تعتمد لغة YAML على المسافة البادئة لسَلسلة بنى البيانات، لذا يجب أن تكون حريصًا للحفاظ على المسافة البادئة الصحيحة عند كتابة أدلة التشغيل وخاصة عند نسخ الأمثلة.

سنرى في نهاية المقال مثالًا واقعيًا لأدلة التشغيل بالتفصيل، ولكن سيعطيك القسم التالي نظرة عامة على أهم العناصر والميزات التي يمكن استخدامها لكتابة دليل تشغيل Ansible.

كتابة أدلة التشغيل

أصبحت الآن على دراية بالمصطلحات الأساسية والتنسيق العام لأدلة التشغيل والمهام في Ansible، لذا سنتعرف على بعض ميزات دليل التشغيل التي يمكن أن تساعدنا في إنشاء عمليات أتمتة أكثر تنوعًا.

التعامل مع المتغيرات

هناك طرق مختلفة يمكنك من خلالها تعريف المتغيرات في أداة Ansible، ولكن أبسط طريقة هي استخدام القسم vars في دليل التشغيل. يعرّف المثال التالي المتغير package الذي سنستخدمه لاحقًا ضمن مهمة:

---
- hosts: all
  become: true
  vars:
     package: vim
  tasks:
     - name: Install Package
       apt: name={{ package }} state=latest

للمتغير package نطاق عام، مما يعني أنه يمكن الوصول إليه من أي نقطة في الإعداد المسبق حتى من الملفات والقوالب المُضمَّنة.

استخدام الحلقات

تُستخدَم الحلقات عادةً لتكرار مهمة باستخدام قيم دخل مختلفة، فمثلًا يمكنك إنشاء مهمة واحدة واستخدام حلقة لتكرار المهمة مع جميع الحزم المختلفة التي تريد تثبيتها بدلًا من إنشاء 10 مهام لتثبيت 10 حزم مختلفة.

يمكنك إنشاء حلقة ضمن مهمة من خلال تضمين الخيار with_items مع مصفوفة من القيم، ويمكن الوصول إلى المحتوى باستخدام متغير الحلقة item كما هو موضح في المثال التالي:

- name: Install Packages
  apt: name={{ item }} state=latest
  with_items:
     - vim
     - git
     - curl 

ويمكنك استخدام متغير مصفوفة لتعريف عناصرك:

---
- hosts: all
  become: true
  vars:
     packages: [ 'vim', 'git', 'curl' ]
  tasks:
     - name: Install Package
       apt: name={{ item }} state=latest
       with_items: "{{ packages }}"

استخدام التعليمات الشرطية

يمكنك استخدام التعليمات الشرطية لتقرير ما إذا كان يجب تنفيذ مهمة ما أم لا ديناميكيًا بناءً على متغير أو خرج أمرٍ ما مثلًا، حيث سيوقف المثال التالي الأنظمة القائمة على دبيان فقط:

- name: Shutdown Debian Based Systems
  command: /sbin/shutdown -t now
  when: ansible_os_family == "Debian"

تأخذ التعليمة الشرطية when تعبيرًا يجب تقييمه بوصفه وسيطًا، إذ لا تُنفَّذ المهمة إلا في حالة تقييم التعبير على أنه true، حيث اختبرنا في مثالنا حقيقةً Fact للتحقق مما إذا كان نظام التشغيل من عائلة دبيان.

حالة الاستخدام الشائعة للتعليمات الشرطية في أتمتة تقانة المعلومات هي عندما يعتمد تنفيذ مهمة على خرج أمرٍ ما، والطريقة التي نطبّق بها ذلك باستخدام أداة Ansible هي من خلال تسجيل متغير ليحتفظ بنتائج تنفيذ الأمر، ثم اختبار هذا المتغير في مهمة لاحقة. يمكننا اختبار حالة خروج الأمر (إذا فشل أو نجح)، ويمكننا التحقق من وجود محتويات معينة في الخرج بالرغم من أن ذلك يمكن أن يتطلب استخدام تعابير نمطية RegEx وأوامر تحليل السلاسل النصية.

يوضح المثال الآتي مهمتين شرطيتين بناءً على خرج الأمر php -v، حيث سنختبر حالة الخروج من الأمر، لأننا نعلم أنه سيفشل في التنفيذ في حالة عدم تثبيت PHP على الخادم، ويُعَد الجزء ignore_errors من المهمة مهمًا للتأكد من استمرار الإعداد المسبق حتى عندما يفشل تنفيذ الأمر.

- name: Check if PHP is installed
  register: php_installed
  command: php -v
  ignore_errors: true

- name: This task is only executed if PHP is installed
  debug: var=php_install
  when: php_installed|success

- name: This task is only executed if PHP is NOT installed
  debug: msg='PHP is NOT installed'
  when: php_installed|failed

الوحدة debug المُستخدَمة في مثالنا هي وحدة مفيدة لعرض محتويات المتغيرات أو رسائل تنقيح الأخطاء، إذ يمكنها إما طباعة سلسلة نصية (عند استخدام الوسيط msg) أو طباعة محتويات متغير (عند استخدام الوسيط var).

التعامل مع القوالب

تُستخدَم القوالب عادةً لإعداد ملفات الضبط، مما يسمح باستخدام المتغيرات والميزات الأخرى التي تهدف إلى جعل هذه الملفات أكثر تنوعًا وقابلية لإعادة الاستخدام، حيث تستخدم أداة Ansible محرك القوالب Jinja2.

يوضَح المثال التالي قالبًا لإعداد مضيف أباتشي الوهمي باستخدام متغيرٍ لإعداد المستند الجذر لهذا المضيف:

<VirtualHost *:80>
    ServerAdmin webmaster@localhost
    DocumentRoot {{ doc_root }}

    <Directory {{ doc_root }}>
        AllowOverride All
        Require all granted
    </Directory>
</VirtualHost>

تُستخدَم الوحدة template المبنية مسبقًا لتطبيق القالب من مهمةٍ ما، فإذا سمّيتَ ملف القالب السابق بالاسم vhost.tpl، ووضعته في في مجلد دليل تشغيلك نفسه، فالطريقة التالية هي الطريقة التي ستطبِّق بها القالب لاستبدال مضيف أباتشي الوهمي الافتراضي:

- name: Change default Apache virtual host
  template:
    src: vhost.tpl
    dest: /etc/apache2/sites-available/000-default.conf

تعريف المعالجات Handlers وتشغيلها

تُستخدَم المعالجات لبدء تغيير الحالة في خدمة ما مثل إعادة التشغيل أو الإيقاف، حيث لا تنفَّذ المعالجات إلّا عندما يبدؤها الموجّه notify مسبقًا في مهمةٍ ما بالرغم من أنها تبدو متشابهة إلى حدٍ ما مع المهام العادية. تُعرَّف المعالجات عادةً بوصفها مصفوفة في القسم handlers من دليل التشغيل، ولكن يمكن أن تكون موجودةً في ملفات منفصلة أيضًا.

لنأخذ مثالنا السابق لاستخدام القالب حيث ضبطنا مضيف أباتشي الوهمي. إذا أردت التأكد من إعادة تشغيل أباتشي بعد تغيير المضيف الوهمي، فيجب أولًا إنشاء معالج لخدمة أباتشي، حيث تمثل الطريقة التالي طريقةَ تعريف المعالجات ضمن دليل التشغيل:

handlers:
    - name: restart apache
      service: name=apache2 state=restarted

    - name: other handler
      service: name=other state=restarted

يُعَد الموجّه name مهمًا لأنه سيكون المعرّف الفريد لهذا المعالج، ويمكنك بدء هذا المعالج من مهمة من خلال استخدام الخيار notify كما يلي:

- name: Change default Apache virtual host
  template:
    src: vhost.tpl
    dest: /etc/apache2/sites-available/000-default.conf
  notify: restart apache

رأينا بعضًا من أهم الميزات التي يمكنك استخدامها لبدء كتابة أدلة تشغيل Ansible، وسنتعمق في القسم التالي في مثال أكثر واقعية عن دليل التشغيل الذي سيؤتمِت تثبيت أباتشي وضبطه على أوبنتو 18.04.

تطبيق عملي عن دليل التشغيل

لنلقِ الآن نظرة على دليل التشغيل الذي سيؤتمِت تثبيت خادم ويب أباتشي على نظام أوبنتو 18.04. يمكن العثور على المثال الكامل بما في ذلك ملف القالب لإعداد أباتشي وملف HTML ليخدّمه خادم الويب على GitHub، ويحتوي المجلد أيضًا على الملف Vagrantfile الذي يتيح لك اختبار دليل التشغيل في إعداد مبسط باستخدام آلة افتراضية تديرها أداة Vagrant.

محتويات دليل التشغيل

إليك المحتويات الكاملة لدليل التشغيل:

---
- hosts: all
  become: true
  vars:
    doc_root: /var/www/example
  tasks:
    - name: Update apt
    apt: update_cache=yes

    - name: Install Apache
    apt: name=apache2 state=latest

    - name: Create custom document root
    file: path={{ doc_root }} state=directory owner=www-data group=www-data

    - name: Set up HTML file
    copy: src=index.html dest={{ doc_root }}/index.html owner=www-data group=www-data mode=0644

    - name: Set up Apache virtual host file
    template: src=vhost.tpl dest=/etc/apache2/sites-available/000-default.conf
    notify: restart apache
  handlers:
    - name: restart apache
    service: name=apache2 state=restarted

لنتعرّف على كل جزء من دليل التشغيل بمزيد من التفصيل:

• hosts: all: يبدأ دليل التشغيل بالإشارة إلى وجوب تطبيقه على جميع all المضيفين في مخزونك (hosts: all). يمكن تقييد تنفيذ دليل التشغيل على مضيف معين أو مجموعة من المضيفين، ويمكن تعديل هذا الخيار في وقت التنفيذ.
• become: true: يخبر هذا الجزء الأداة Ansible باستخدام ارتقاء الصلاحيات sudo لتنفيذ جميع المهام في دليل التشغيل، ويمكن تعديل هذا الخيار لتنفيذ مهمة تلوَ الأخرى.
• vars: يعرّف هذا الجزء متغيرًا هو doc_root الذي يُستخدَم لاحقًا في مهمة، ويمكن أن يحتوي على متغيرات متعددة.
• tasks : تُعرَّف المهام الفعلية في هذا القسم، حيث تحدِّث المهمة الأولى ذاكرة apt المخبئية، وتثبّت المهمة الثانية الحزمة apache2. تستخدم المهمة الثالثة ملف الوحدة المبنية مسبقًا لإنشاء مجلد ليكون بمثابة المستند الجذر، ويمكن استخدام هذه الوحدة لإدارة الملفات والمجلدات، وتستخدم المهمة الرابعة نسخة الوحدة لنسخ ملف محلي إلى الخادم البعيد، حيث سننسخ ملف HTML بسيط لتقديمه بوصفه موقع ويب يستضيفه أباتشي.
• handlers: يُصرَّح عن الخدمات في القسم handlers. عرّفنا المعالج restart apache الذي يُعلَم من المهمة الرابعة في مكان تطبيق قالب أباتشي.

بدء تنفيذ دليل التشغيل

يمكنك استخدام دليل التشغيل ansible-playbook لتنفيذه على عقدة واحدة أو أكثر من مخزونك بعد تنزيل محتويات دليل التشغيل إلى عقدة تحكم Ansible، حيث ينفّذ الأمر التالي دليل التشغيل على جميع المضيفين من ملف مخزونك الافتراضي باستخدام استيثاق زوج مفاتيح SSH للاتصال كمستخدم النظام الحالي:

ansible-playbook playbook.yml

يمكنك استخدام ‎-l لقصر التنفيذ على مضيف واحد أو مجموعة مضيفين من مخزونك كما يلي:

ansible-playbook -l host_or_group playbook.yml

إذا أردتَ تحديد مستخدم SSH مختلف للاتصال بالخادم البعيد، فيمكنك تضمين الوسيط ‎-u user في هذا الأمر كما يلي:

ansible-playbook -l host_or_group playbook.yml -u remote-user

يرجى الاطلاع على كيفية تثبيت وضبط Ansible على Ubuntu 18.04 لمزيد من المعلومات حول كيفية تشغيل أوامر وأدلة تشغيل Ansible.

الخلاصة

تُعَد Ansible أداة أتمتة بسيطة لتقانة المعلومات لديها مسار تعليمي بسيط، وتستخدم لغة YAML لسكربتات الإعداد المسبق، وتحتوي على عدد كبير من الوحدات المبنية مسبقًا التي يمكن استخدامها لتجريد المهام مثل تثبيت الحزم والعمل مع القوالب. يمكن أن تكون متطلبات البنية التحتية المبسطة واللغة البسيطة مناسبة جدًا للأشخاص المبتدئين في مجال إدارة الضبط، ولكنها يمكن أن تفتقر إلى بعض الميزات المتقدمة التي يمكنك العثور عليها باستخدام أدوات أكثر تعقيدًا مثل Puppet و Chef.

سنتعرّف في المقال التالي على الأداة Puppet، وهي أداة إدارة ضبط شائعة تستخدم لغة DSL مخصصة قوية وتعتمد على لغة روبي Ruby لكتابة سكربتات الإعداد المسبق.

ترجمة -وبتصرُّف- للمقال Configuration Management 101: Writing Ansible Playbooks لصاحبته Erika Heidi.

اقرأ أيضًا

• كيف تساعد Ansible على أتمتة مهام بسيطة لإدارة حواسيب المنزل
• مدخل إلى وحدات Ansible