一、简介

    当服务器数量达到一定的规模时，仅依靠人为完成批量部署服务器个资源的配置，运维工作将变得繁琐且容易出错，为了解决这一问题，我们应该怎么办呢？我们可以引入一批工具，这批工具可编写相应的manifests代码，运行它便可以自动完成所有的工作，目前比较流行的运维工具主要有：puppet，ansible， slackstack等，在这我们主要以puppet来展开话题。在一些大型互联网企业中，运维自动化管理着几百甚至上千台服务器，它可以针对多台服务器进行统一操作，例如部署统一软件、进行统一上线维护等，而且能够快速完成上线部署，减少人力及人力误操作风险。

    二、Puppet的工作原理   

    puppet的目的是让系统管理员只集中于要管理的目标服务器，而忽略实现的细节。puppet既可以在单机上使用，也可以C/S结构使用，在大规模部署puppet的情况下，通常我们会使用C/S结构，在这种结构下，服务端运行puppet-master程序客户端运行puppet-client服务程序

具体的工作流程图如下所示：

对于puppet的的掌握，理解puppet的工作原理是一个必要的的阶段，只有在了解了puppet的工作原理后才能更好应用puppet，下面让我们一起了解学习puppet的工作原理：

说到puppet的工作原理，不得不从以下四个方面来说到，如下所示:

(1）定义：使用Puppet特定的语言定义基础配置信息。通常我们把这些信息写在Modules中。

(2）模板：在配置执行之前检测代码，但并不真正执行。

(3）执行：定义的配置自动部署。检测并记录下所发生变化的部分。

(4）报告：将期待的变化、实际发生的变化及任何修改发送给报告系统。

如下所示为puppet的工作数据流示意图

数据流说明:

1. 首先所有的节点（Node）Node节点将Facts和本机信息发送给Master

2. Master告诉Node节点应该如何配置，将这些信息写入Catalog后传给Node。

3. Node节点在本机进行代码解析验证并执行，将结果反馈给Master。

4. Master通过API将数据发给分析工具。报告完全可以通过开放API或与其他系统集成。

整个数据流的走向是基于SSL安全协议的，如下图所示:

模板文件处理过程说明如下:

Puppet通过编译Manifest中的内容 (即模板中内容)，将编译好的代码存入Catalog。在执行前先进行代码的验证，再执行，完成最开始所定义好的状态。代码编译过程如图所示：

如下所示为整个puppet自动部署过程中agent和master的详细的交互过程:

过程说明:

1. Puppet客户端Agent将节点名与facts信息发送给Master。

2. Puppet服务端Master通过分类判断请求的客户端是谁，它将要做什么。这个判断是通过site.pp中包含的Node.pp配置文件定义的。

3. Puppet服务端Master将所需要的Class类信息进行编译后存入Catalog并发送给Puppet客户端Agent，到此完成第一次交互。

4. Puppet客户端Agent对Catalog进行代码验证（语法检查及错误检查）并执行。主要是代码的验证，并将执行过程的信息及结果写入日志。

5. Puppet客户端Agent最终达到最开始所定义的状态，并且将结果及任何执行数据通过开放API的形式发送给Puppet服务端Master。

以上就是puppet的工作原理需要注意是:因为整个过程中都是基于ssl实现的，所以首要的是保证agent和master间可以基于ssl通讯！

以上内容参考：http://blief.blog.51cto.com/6170059/1760439      

    三、puppet常用资源及配置实例

   实例一： 创建centos用户为普通用户，且uid为4000，gid为3000，所属组为centos，附加组为mygrp

user{'centos':
  name    => 'centos', #定义用户名
  ensure  => present,   #创建用户
  uid     => 4000,     #定用户id
  groups  => 'mygrp',   #定义其他附加组
  require => Group['mygrp'] #此资源依赖于事先创建mygrps组
}
group {'mygrp':
  name    => 'mygrp',#定义组名
  ensure  => present, #创建组，与此相反的是absent，删除组
  gid     => '3000', #组id
  system  => false,   #是否为系统组，默认为false 
}
总结：
user常用属性：
name：用户名，uid:用户id，gid:组id，groups:附加组，comment：注释信息
expiry:过期时间，home：家目录，shell：默认的shell类型，system：是否为系统组，
ensure：创建或删除用户即present、absent，password：加密后的密码
group常用属性：  
ensure：创建或删除组即present、absent，name:组id，system：是否为系统组等
[root@node1 manifets]# puppet apply -v user.pp #将此manifests清单编译为伪代码catalog，并执行，且返回执行结果至此单机模式的主机上
Notice: Compiled catalog for node1.alren.com in environment production in 0.55 seconds
Info: Applying configuration version '1480561275'
Notice: /Stage[main]/Main/Group[mygrp]/ensure: created
Notice: /Stage[main]/Main/User[centos]/ensure: created
Notice: Finished catalog run in 0.11 seconds
[root@node1 manifets]# id centos
uid=4000(centos) gid=4000(centos) groups=4000(centos),3000(mygrp)
[root@node1 manifets]# vi user.pp
[root@node1 manifets]# puppet apply -v user.pp
Notice: Compiled catalog for node1.alren.com in environment production in 0.58 seconds
Info: Applying configuration version '1480561376'
Notice: /Stage[main]/Main/Group[mygrp]/ensure: removed
Notice: /Stage[main]/Main/User[centos]/ensure: removed
Notice: Finished catalog run in 0.13 seconds
[root@node1 manifets]# id centos
id: centos: no such user
[root@node1 manifets]#

    实例二：此manifests代码为安装httpd包，为其提供配置文件，并且启动服务

service{'httpd':
  ensure    => running,
  enable    => true,
  restart   => 'systemctl restart httpd.service',
  require   => Package['httpd'],
}
package{'httpd':
  ensure    => installed,
}
file{'httpd.conf':
  path      => '/etc/httpd/conf/httpd.conf',
  source    => '/root/manifests/httpd.conf',
  ensure    => file,
  notify    => Service['httpd'],
  before    => Service['httpd'],
}
package常用属性： 
ensure：installed，present，latest，absent name:包名  
source：程序包来源，仅对不会自动下载的相关程序包的provider有用，例如rpm或dpkg
servicec常用属性：
ensure：running，stopped运行停止 enable：开机是否启动 restart：重启命令 
require：被依赖于事先安装程序包，
file常用属性： 
path:文件需放置的位置所在处  source：源文件在哪    ensure：file,present,absent,directory,link...
file指的是普通文件，link为连接文件，此需结合target一起使用 directory：类型为目录，可通过source指向的路径复制生成，recuse属性指明是否为递归复制
owner：属主 group：属组 mode：权限
[root@node1 manifets]# puppet apply -v  web.pp
Notice: Compiled catalog for node1.alren.com in environment production in 1.48 seconds
Info: Applying configuration version '1480563754'
Info: Computing checksum on file /etc/httpd/conf/httpd.conf
Info: /Stage[main]/Main/File[httpd.conf]: Filebucketed /etc/httpd/conf/httpd.conf to puppet with sum 42566ec31df37e3d44429b285d015e1d
Notice: /Stage[main]/Main/File[httpd.conf]/content: content changed '{md5}42566ec31df37e3d44429b285d015e1d' to '{md5}8b01e334a6e975b659df5dd351923ccb'
Info: /Stage[main]/Main/File[httpd.conf]: Scheduling refresh of Service[httpd]
Notice: /Stage[main]/Main/Service[httpd]: Triggered 'refresh' from 1 events
Notice: Finished catalog run in 1.95 seconds
[root@node1 manifets]# ss -tnl
State      Recv-Q Send-Q Local Address:Port               Peer Address:Port
LISTEN     0      5      192.168.122.1:53                     *:*
LISTEN     0      128        *:22                     *:*
LISTEN     0      128    127.0.0.1:631                    *:*
LISTEN     0      100    127.0.0.1:25                     *:*
LISTEN     0      32        :::21                    :::*
LISTEN     0      128       :::22                    :::*
LISTEN     0      128      ::1:631                   :::*
LISTEN     0      128       :::8088                  :::*
LISTEN     0      100      ::1:25                    :::*
[root@node1 manifets]#

    实例三：每三分钟同步下系统时间,写入定时任务

cron{'synctime':
  command   => '/usr/sbin/ntpdate 10.1.0.1 &>/dev/null', #须执行的命令
  ensure    => present,  #创建任务计划
  minute    => '*/5',    #过多长是时间执行
  user      => root,    #以谁的身份运行
}
[root@node1 testmanifests]# puppet apply -v cron.pp
Notice: Compiled catalog for node1.alren.com in environment production in 0.18 seconds
Info: Applying configuration version '1480593969'
Notice: /Stage[main]/Main/Cron[synctime]/minute: minute changed '*/3' to '*/5'
Notice: Finished catalog run in 0.09 seconds
[root@node1 testmanifests]# crontab -l
# HEADER: This file was autogenerated at 2016-12-01 20:06:10 +0800 by puppet.
# HEADER: While it can still be managed manually, it is definitely not recommended.
# HEADER: Note particularly that the comments starting with 'Puppet Name' should
# HEADER: not be deleted, as doing so could cause duplicate cron jobs.
# Puppet Name: synctime
*/5 * * * * /usr/sbin/ntpdate 10.1.0.1 &>/dev/null   #查看到此任务计划存在
[root@node1 testmanifests]#

    实例四：puppet之if条件判断

if $osfamily =~ /(?i-mx:debian)/ {  $osfamily为facter中取得的内嵌变量
          $webserver = 'apache2' #自定义变量
} else {
          $webserver = 'httpd'
}
package{"$webserver":
  ensure    => installed,
  before    => [ File['httpd.conf'], Service['httpd'] ],
}
file{'httpd.conf':
  path      => '/etc/httpd/conf/httpd.conf',
  source    => '/root/testmanifests/httpd.conf',
  ensure    => file,
}
service{'httpd':
  ensure    => running,
  enable    => true,
  restart   => 'systemctl restart httpd.service',
  subscribe => File['httpd.conf'], #通知其他的资源进行刷新操作
}
[root@node1 testmanifests]# puppet apply -v if.pp
Notice: Compiled catalog for node1.alren.com in environment production in 1.53 seconds
Info: Applying configuration version '1480594920'
Info: Computing checksum on file /etc/httpd/conf/httpd.conf
Info: FileBucket got a duplicate file {md5}8b01e334a6e975b659df5dd351923ccb
Info: /Stage[main]/Main/File[httpd.conf]: Filebucketed /etc/httpd/conf/httpd.conf to puppet with sum 8b01e334a6e975b659df5dd351923ccb
Notice: /Stage[main]/Main/File[httpd.conf]/content: content changed '{md5}8b01e334a6e975b659df5dd351923ccb' to '{md5}42566ec31df37e3d44429b285d015e1d'
Info: /Stage[main]/Main/File[httpd.conf]: Scheduling refresh of Service[httpd]
Notice: /Stage[main]/Main/Service[httpd]: Triggered 'refresh' from 1 events
Notice: Finished catalog run in 1.97 seconds
[root@node1 testmanifests]# ss -tnl
State      Recv-Q Send-Q Local Address:Port               Peer Address:Port
LISTEN     0      5      192.168.122.1:53                     *:*
LISTEN     0      128        *:22                     *:*
LISTEN     0      128    127.0.0.1:631                    *:*
LISTEN     0      100    127.0.0.1:25                     *:*
LISTEN     0      128       :::80                    :::*
LISTEN     0      32        :::21                    :::*
LISTEN     0      128       :::22                    :::*
LISTEN     0      128      ::1:631                   :::*
LISTEN     0      100      ::1:25                    :::*
[root@node1 testmanifests]#

    实例五：puppet之case语句

case $osfamily {
"RedHat": { $webserver='httpd' }
/(?i-mx:debian)/: { $webserver='apache2' }
default: { $webserver='httpd' }
}
package{"$webserver":
ensure=> installed,
before=> [ File['httpd.conf'], Service['httpd'] ],
}
file{'httpd.conf':
ensure=> file,
path => '/etc/httpd/conf/httpd.conf',
source=> '/root/testmanifests/httpd.conf',
}
service{'httpd':
ensure=> running,
enable=> true,
restart => 'systemctl restart httpd.service',
subscribe=> File['httpd.conf'],
}
[root@node1 testmanifests]# puppet apply -v case.pp
Notice: Compiled catalog for node1.alren.com in environment production in 1.61 seconds
Info: Applying configuration version '1480595667'
Info: Computing checksum on file /etc/httpd/conf/httpd.conf
Info: FileBucket got a duplicate file {md5}42566ec31df37e3d44429b285d015e1d
Info: /Stage[main]/Main/File[httpd.conf]: Filebucketed /etc/httpd/conf/httpd.conf to puppet with sum 42566ec31df37e3d44429b285d015e1d
Notice: /Stage[main]/Main/File[httpd.conf]/content: content changed '{md5}42566ec31df37e3d44429b285d015e1d' to '{md5}3dfa14b023127a3766bddfe15fe14b9a'
Info: /Stage[main]/Main/File[httpd.conf]: Scheduling refresh of Service[httpd]
Notice: /Stage[main]/Main/Service[httpd]: Triggered 'refresh' from 1 events
Notice: Finished catalog run in 1.91 seconds
[root@node1 testmanifests]# #可根据自行的语言习惯选择适合的语法，如下所示同样可达到上诉的目的
$webserver = $osfamily ? {
	"Redhat" => 'httpd',
	/(?i-mx:debian)/ => 'apache2',
	default => 'httpd',
}

package{"$webserver":
	ensure  => installed,
	before  => [ File['httpd.conf'], Service['httpd'] ],
}

file{'httpd.conf':
	path    => '/etc/httpd/conf/httpd.conf',
	source  => '/root/testmanifests/httpd.conf',
	ensure  => file,
}

service{'httpd':
	ensure  => running,
	enable  => true,
	restart => 'systemctl restart httpd.service',
	subscribe => File['httpd.conf'],
}

    四、puppet类与继承

    puppet中命名的代码模块，经常需要被使用，如如重写则代码冗余，使用定义一组通用目标的资源，可在puppet全局调用，就能解决这类问题，类可以被继承，也可以包含子类。

类的语法格式有两种，调用类的方法常用的有三种，可以在类中传递参数等灵活的操作，如以下实例： 

class webserver { #类申明后续调用后才生效，调用的方法常用的有三种
$webpkg = $operatingsystem ? {
/(?i-mx:(centos|redhat|fedora))/        => 'httpd',
/(?i-mx:(ubuntu|debian))/       => 'apache2',
default => 'httpd',
}
package{"$webpkg":
ensure  => installed,
}
file{'/etc/httpd/conf/httpd.conf':
ensure  => file,
owner   => root,
group   => root,
source  => '/root/testmanifests/httpd.conf',
require => Package["$webpkg"],
notify  => Service['httpd'],
}
service{'httpd':
ensure  => running,
enable  => true,
}
}
include webserver  #使用include进行调用
#申明调用类的第二种方法
class web($webserver='httpd') { #向类中传递参数

package{"$webserver":
	ensure  => installed,
	before  => [ File['httpd.conf'], Service['httpd'] ],
}

file{'httpd.conf':
	path    => '/etc/httpd/conf/httpd.conf',
	source  => '/root/testmanifests/httpd.conf',
	ensure  => file,
}

service{'httpd':
	ensure  => running,
	enable  => true,
	restart => 'systemctl restart httpd.service',
	subscribe => File['httpd.conf'],
}
}

class{'web':
	webserver       => 'apache2', #调用类
}
[root@node1 ~]# puppet apply -v --noop class2.pp
Notice: Compiled catalog for node1.alren.com in environment production in 1.53 seconds
Info: Applying configuration version '1480596978'
Notice: /Stage[main]/Web/Package[apache2]/ensure: current_value absent, should be present (noop)
Notice: /Stage[main]/Web/File[httpd.conf]/content: current_value {md5}3dfa14b023127a3766bddfe15fe14b9a, should be {md5}8b01e334a6e975b659df5dd351923ccb(noop)
Info: /Stage[main]/Web/File[httpd.conf]: Scheduling refresh of Service[httpd]
Notice: /Stage[main]/Web/Service[httpd]: Would have triggered 'refresh' from 1 events
Notice: Class[Web]: Would have triggered 'refresh' from 3 events
Notice: Stage[main]: Would have triggered 'refresh' from 1 events
Notice: Finished catalog run in 0.65 seconds
[root@node1 ~]#

    类的继承：子类可继承父类的资源属性，同时可定义父类不存在的额资源属性，一个父类可同时被多个子类所继承

class nginx { #定义父类信息
package{'nginx':
ensure  => installed, #安装程序包
}
service{'nginx': #启动程序
ensure  => running,
enable  => true,
require => Package['nginx'],
}
}
class nginx::web inherits nginx {  #继承父类的原有属性，同时增加file资源属性
file{'ngx-web.conf':
path    => '/etc/nginx/conf.d/ngx-web.conf',
ensure  => file,
require => Package['nginx'],
source  => '/root/testmanifests/nginx/ngx-web.conf',
}
file{'nginx.conf':
path    => '/etc/nginx/nginx.conf',
ensure  => file,
content => template('/root/testmanifests/nginx.conf.erb'), #此模板需事先存在方可使用
require => Package['nginx'],
}
Service['nginx'] {
subscribe => [ File['ngx-web.conf'], File['nginx.conf'] ], #通知其他资源进行刷新操作
}
}
include nginx::web #调用声明的类

    五、puppet模板（此内容不过多解释，需自行加强）

    模板是一个按照约定的、预定的结构存放了多个文件或子目录的目录，目录里面的这些文件或子目录必须遵循一定的格式的命名规范，puppet会在配置的路径下查找所需的资源模块。模块的名称通常是只能以小写字母开头，可以包含小写字母，数字下划线，但是不能使用main和settings。  

    模块的组成部分： 

    manifests/:资源清单

        init.pp:必须定义一个类，类名必须与模块名相同；

    files/:静态文件

    templates/:模板文件

    lib/: 插件目录，常用于存储自定义的facts以及自定义类型   

    spec/：类似于tests目录，存储lib/目录下插件的使用帮助和范例；

    tests/：当前模块的使用帮助或使用范例文件；

总结：运维工具有很多例如：Puppet,Ansible,slackstack等，puppet还是一个很好用的自动化运维工具，大大减轻的运维人员的重复操作，提高了工作效率，在运维过程中可根据业务需求选择不同的运维工具，在服务器数量不是很大的情形下可使用轻量级的ansible，在服务器数量达到一定的规模时使用重量级的puppet相对来说效率更高。当面临有得选择的时候想起一句话：箩卜白菜各有所爱，适合自己专注、精通一个运维工具比全会那么一点，解决问题更有优势。