Ansible vs. Kubernetes：了解差异
关于IT运维自动化的讨论无法完整而没有Ansible和Kubernetes。尽管这两个工具有不同的用途，但它们确实彻底改变了软件开发周期。所以让我们详细了解这些工具。
什么是Ansible？
Ansible，最初是Michael DeHaa的创意，目前在GitHub上排名前100最受欢迎的项目之一。它因其简单的语言和易用性而受到喜爱。如今，Ansible已经在广泛采用作为事实上的基准标准IT automation。
作为一个繁荣的开源社区，这个工具经历了显著的发展，为各种技术环境下的运营商、管理员和IT决策者提供解决方案。
因此，Twitter、eBay、Verizon、NASA、ILM、Rackspace和Electronic Arts等知名组织广泛使用这个工具。由于其成功，Red Hat于2015年收购了Ansible。
Ansible使配置管理、应用部署和任务自动化变得简单。在现代数字化环境中，DevOps专业人员经常利用它进行资源配置，以执行无缝软件交付的基础架构即代码(IaC)方法。
以下是Ansible的一些用途：
- 配置管理：使用Ansible，定义服务器、网络设备和其他基础设施组件的期望配置轻而易举。它还可以自动而一致地在多个系统上执行这些配置，从而确保标准化结构和合规性。
- 应用部署：Ansible通过自动化不同环境（从开发到测试到生产）中的应用部署，使其变得轻松。通过几个命令，可以完成安装软件、配置数据库和设置网络等任务。
- 任务自动化：告别手动重复的任务！Ansible允许IT团队自动化各种任务，如系统补丁、备份管理、创建用户账户和重启服务。这使您的团队可以专注于更具战略性的举措。
- 基础架构配置：根据需求动态配置和管理资源（如虚拟机、云实例和网络设备）可能很繁琐。然而，Ansible再次来救援，并可以高效地扩展或缩减您的基础架构。
- 编排：Ansible在管理涉及多个系统的复杂部署方面表现出色。它可以组织复杂的工作流程，处理部署多层应用程序和在分布式环境中发布更新等任务，从而以协调一致的方式管理网络设备。
Ansible的优点
- 简单易学和易用：由于playbooks使用YAML格式，它们相当容易编写，使得业余爱好者和专家都可以轻松上手。简洁直观的语法有助于快速掌握和流畅的工作流程。
- 使用Python编写：这个工具的核心理念就是简单易用。它使用Python编写，Python是一种最流行且简单的编程语言之一。
- 无代理架构：Ansible是无代理的。它可以通过SSH远程控制主机，而无需在主机上安装任何软件。通过playbooks和roles，Ansible可以帮助定义理想的基础设施，并规划实现这一目标的路径。
- 增强安全性：通过SSH协议，Ansible能够在系统之间建立安全连接，保护应用程序和基础设施免受潜在的威胁。
- 与认证管理系统集成：Ansible可以与LDAP、Kerberos等认证管理系统集成，以实现适当的访问控制和加强安全性。
- 可靠性：IT基础设施需要稳定可靠。Ansible以其高性能和可靠性著称。
此外，令Ansible令人兴奋的是它真正的用户友好性。使用Ansible轻松管理本地和基于云的基础设施就像是小学生学习ABC一样简单。
Ansible工作原理是如何的？
在深入研究之前，请先了解一下它的组成部分：
模块：如果Ansible是一道菜，那么模块就是主要的原料。它们是预先构建的小型程序，几乎可以处理一切——从应用程序和软件包到外部系统上的文件。Ansible会在外部系统上执行指定的操作，并同时从控制计算机传送模块。
playbooks运行相关联的模块，并在任务完成后将其排除在外。Ansible拥有超过750个（不断增长）内置模块，使得使用play和task进行自动化变得轻而易举！
Playbooks：Playbooks是以任务为导向的用户手册，使用YAML格式来简化自动化。这些playbooks指导工作流程，并按照有序的方式执行任务。Playbooks可以执行顺序的操作步骤、定义环境，以及管理任务的各个阶段。
插件：Ansible插件可以改善内置和自定义网站功能。系统可以执行日志记录、事件显示、缓存和前端控制器功能，并在节点上执行它们之前。
清单：Ansible清单包含主机列表及其IP地址、服务器和数据库。它使用SSH管理UNIX、Linux或网络设备，使用WinRM管理Windows系统。
其他Ansible组件包括API、云、主机、网络和CMD（配置管理数据库）。
下面是Ansible如何实现其魔力的过程：
首先，Ansible有一个清单文件，其中包含主机或机器的列表。用户可以通过添加要控制的服务器来修改此清单文件。
下一步是创建playbooks，以定义在受控节点上的理想基础设施。现在，由于Ansible运行在控制节点上，它可以与远程系统建立SSH连接。这样可以在节点之间进行安全通信。
然后，它发送和执行模块，以执行playbooks中定义的任务，将系统带到所需的状态。
完成任务后，Ansible会从受控节点中删除模块，以防止任何残留的模块。最后，它会提供有关任务执行状态的报告，允许用户监视自动化任务的进展和结果。此外，Ansible可以定期运行，以随着时间的推移维护和改进系统。
Kubernetes是什么？
Joe Beda、Brendan Burns和Craig McLuckie是Kubernetes的创造者。他们在Google担任工程师时创造了这个工具，现在它已成为容器化应用程序的强大工具。
最初，Kubernetes是由Google开发用于管理他们自己的生产容器化应用程序，并于2014年首次作为开源项目发布。
2015年，Google将Kubernetes捐赠给了独立于供应商的云原生计算基金会（CNCF），以推动云原生计算技术的发展。
从那时起，Kubernetes已成为CNCF的旗舰项目之一，被广泛采用，并确立了自己作为容器编排领导者的地位。
根据Gartner的预测，到2025年约有85% of organizations将使用Kubernetes。为什么不呢？其强大的附加组件、工具和服务生态系统使其成为管理容器化应用程序的多功能平台。
Kubernetes经历了几个重要的更新，每个版本都带来了新的功能、增强和错误修复。由于其背后的热情社区，它不断地发展和改进！
Kubernetes的好处
- 可扩展性：根据需求轻松扩展应用程序。
- 可移植性：在不同环境中一致地部署和管理应用程序。
- 灵活性：支持各种容器运行时和格式。
- 自动化：自动化容器部署、扩展、监控和恢复。
- 弹性：内置容错和自我修复能力。
- DevOps支持：促进开发人员和运维团队之间的协作。
- 可扩展性：可定制和可扩展的架构，以便与其他工具集成。
- 社区和生态系统：拥有庞大的社区和生态系统，以增强功能。
Kubernetes的工作原理
由于Kubernetes是帮助容器编排的平台，第一步是使用容器化工具（如Docker）将应用程序打包成容器。这些容器是自包含的，具备在不同环境中无故障执行所需的所有软件和依赖项。
接下来，使用YAML或JSON定义应用程序的状态，包括容器镜像、资源需求、扩展策略、网络和存储配置等。带有指令的文件称为清单。
在Kubernetes中，集群类似于由节点组成的计算机团队，它们共同运行您的应用程序。将节点视为足球队中的球员，每个球员可以运行多个容器，这些容器就像球员打比赛所需的装备或设备。
Kubernetes组件
Kubernetes中最小的构建块称为Pod，它类似于一个舒适的小家，可以容纳一个或多个容器。Pod类似于球员的更衣室，球员可以在这里休息并共享网络和存储资源等。每个Pod都有自己独特的名称和地址，因此您可以轻松识别和与它们通信。
部署就像是管理团队的教练。他们告诉Kubernetes每个Pod应该在任何时候运行多少个玩家（或副本）。就像教练管理球场上的球员一样，部署管理Pod的创建、扩展和删除，以确保您的应用程序始终处于所需状态。
服务就像是帮助玩家彼此通信的裁判。它们提供一个稳定的地址，就像电话号码一样，其他人可以使用它来访问您的应用程序。服务根据标签选择正确的Pod，就像选手的位置一样，并在它们之间均匀分配流量，确保每个人都有公平的机会参与。
为了处理密码或API密钥等重要信息，Kubernetes提供了ConfigMaps和Secrets。它们就像是保险箱，您可以在其中安全地存储这些敏感详细信息，然后在Pod和部署中使用它们来访问资源，而不会以明文方式暴露它们。
最后，Kubernetes API服务器就像是团队的教练热线。它提供了一种简单的方式来使用RESTful API来管理团队的状态，您可以使用kubectl 或其他Kubernetes工具进行交互。这就像直接与教练办公室联系，以提供指示或获取关于团队表现的最新信息。
功能比较：Ansible与Kubernetes
| 功能 | Ansible | Kubernetes |
| 类型 | 配置管理和自动化工具 | Container orchestration平台 |
| 目的 | 自动化IT任务，如配置管理、应用程序部署和系统设置 | 自动化容器化应用程序的部署、扩展和管理 |
| 架构 | 无需代理，使用SSH或WinRM与目标系统通信 | 容器化，使用主节点架构 |
| 配置 | 使用YAML编写，声明性语言 | 使用YAML或JSON编写，声明性语言 |
| 可扩展性 | 支持小型和大型基础设施 | 设计用于大规模部署 |
| 高可用性 | 基于拉取的方式，从容器注册表拉取容器到目标节点 | 提供内置高可用性功能，具有自动容器重新调度和节点故障转移功能 |
| 网络 | 提供基本网络功能 | 提供高级网络功能，如服务发现、load balancing和基于DNS的路由 |
| 部署 | 基于推送的方式，将配置更改推送到目标系统 | 使用TLS进行通信，提供内置容器隔离和RBAC访问控制 |
| 滚动更新 | 支持滚动更新，最小化停机时间 | 支持零停机时间的滚动更新 |
| 健康检查 | 为目标系统提供基本的健康检查 | 为容器提供高级健康检查和自动容器重启 |
| 安全性 | 使用SSH或WinRM进行通信，需要适当的身份验证和授权 | 中度到陡峭，需要理解容器化、网络和分布式系统的概念 |
| 可扩展性 | 提供自定义模块以扩展功能 | 提供自定义资源和运算符以扩展功能 |
| 学习曲线 | 中度，需要了解YAML和基本脚本编写 | 中度到陡峭，需要理解容器化、网络和分布式系统的概念 |
使用 Kubernetes 的用途
应用部署
在生产环境中管理复杂应用程序需要在规定的时间内无误执行许多任务。如果开发人员手动执行任务，部署应用程序需要几周的时间。
然而，通过使用 Kubernetes 并将应用程序容器化，他们不仅可以在机群上部署和管理应用程序，还可以确保一致性和可重复性。通过自动化调度、扩展和更新等任务，他们可以实现最大的效率。
可扩展性和负载均衡
一个应用程序要成功，必须能够在不降低性能的情况下适应更高的流量。Kubernetes 内置的负载均衡功能提供了最佳选择。
它将工作负载分布在机群中，并根据需求自动扩展或缩减规模，确保高可用性。此外，它还帮助将传入的流量分配到多个实例上。
服务发现和网络
大多数应用程序无法独立运行，它们需要与其他应用程序或服务进行连接。Kubernetes 提供了网络功能，帮助在机群内建立容器之间的通信。应用程序还可以通过基于 DNS 的服务工具发现和连接到运行在集群中的其他服务。
滚动更新和回滚
通过 Kubernetes，更新应用程序或恢复到早期版本非常简单。它自动化了这个过程，确保无缝更新而不会影响应用程序的可用性，允许在很少的停机时间内进行滚动更新和回滚。
基础设施管理
Kubernetes 采用声明式方法简化基础设施管理。它允许用户使用 YAML 或 JSON 清单将基础设施资源（如存储、网络和计算）定义为代码。这些清单或配置文件支持版本控制、自动化、管理基础设施即代码 (IaC) 并简化复杂基础设施配置的管理。
混合云和多云部署
Kubernetes 对于寻求在部署中具有适应性和灵活性的组织来说是一个改变游戏规则的工具。通过采用一致的抽象层，有效地部署和管理应用程序在不同的云提供商或本地数据中心变得更加高效。
它允许用户采用混合云或多云策略，利用容器的灵活性和可移植性，在不同的环境中部署和管理应用程序。
Ansible 和 Kubernetes – 软件开发生命周期
| 软件开发生命周期阶段 | Ansible | Kubernetes |
| 开发 | 提供自动化配置管理和开发环境部署，支持配置文件的版本控制，并促进代码部署 | N/A |
| 测试 | 提供自动化测试环境的配置和部署，支持环境的简单复制，支持自动化测试任务 | N/A |
| 持续集成/持续部署 (CI/CD) | 促进应用程序和配置更改的自动化部署，支持基础设施代码的版本控制，支持持续交付和部署流水线 | 促进应用程序的容器化部署、扩展和管理，支持滚动更新和零停机部署 |
| 预生产环境 | 提供预生产环境的自动化配置和部署，确保预生产和生产环境的一致性，并促进生产类似环境的测试 | 在预生产环境中促进应用程序的容器化部署和扩展，支持在隔离环境中测试容器化应用程序 |
| 生产 | 提供生产环境的自动化配置和管理，支持基础设施即代码 (IaC) 实践，支持生产部署 | 提供生产应用程序的容器化部署、扩展和管理，提供内置的高可用功能和高级网络功能 |
| 运维/维护 | 自动化配置漂移管理，持续监控和期望状态强制执行。支持备份、升级和运维任务。 | 简化应用程序管理、扩展、升级和运维任务，例如滚动更新和容器自动重启。 |
| 故障排除/调试 | 提供配置可见性、故障排除和问题回滚。 | 提供容器应用程序的可见性、故障排除、调试和日志/诊断。 |
Ansible使用案例
IT运维团队管理着多个数据中心的大型基础架构，拥有数百个服务器。通过使用Ansible，他们可以自动化一致且安全的服务器设置和流程，如用户管理、设置防火墙和执行安全策略。
服务器按角色和环境进行分组，并定期运行playbook来保持其更新和符合规定。Ansible简化了配置管理，减少了手动工作，并提高了安全合规性。
Kubernetes使用案例
一个开发团队构建了一个微服务的Web应用，并使用Kubernetes进行部署，使用Docker和清单文件配置网络、存储和容器。Kubernetes负责扩展、负载均衡、自我修复和更新。轻松进行横向扩展和纵向缩放，从而保证了容错性和高可用性。
此Kubernetes Deployment资源使用3个副本部署Web应用程序。标签指示应用程序实例，并且容器配置在模板字段中定义。Kubernetes管理扩展、负载均衡、自我修复和滚动升级，以构建可扩展、具有容错性和高可用性的应用程序。
使用容器和Kubernetes进行管理更加简单，确保统一的部署和轻松的扩展。根据需要可以添加更多的配置，满足网络、存储和其他需求。
结论
虽然Ansible和Kubernetes都，但直接将它们进行比较并不完全公平。Ansible帮助管理各种系统的配置和任务，而Kubernetes更多的是关于容器编排。
如果考虑传统的IT基础设施，Ansible将是处理配置和部署的正确选择。然而，Kubernetes非常适合现代化的云原生环境和管理容器化应用程序。
此外，这两个工具都有各自的优势，可以极大地增强IT自动化和部署工作流程。因此，了解它们独特的目的并相应地利用它们可以为您的业务带来巨大价值。
