12、服务器更新与变更的模式与实践

服务器更新与变更的模式与实践

1 服务器变更管理的重要性

在动态基础设施环境中，创建新服务器相对容易，但保持已创建服务器的更新却颇具挑战。这一现状常导致服务器配置不一致，形成难以管理的复杂基础设施，进而影响自动化流程的实施。因此，有效的服务器变更管理流程对于构建良好管理的基础设施至关重要。

1.1 服务器变更管理的目标

• 全面更新 ：确保所有相关现有服务器都能及时应用新的变更。
• 保持一致 ：防止本应相似的服务器出现配置不一致的情况。
• 简化流程 ：使自动化流程成为团队成员进行服务器变更的最简便、自然的方式。

1.2 有效服务器变更流程的特点

• 轻松变更 ：无论受影响的服务器数量多少，变更过程都应轻松完成。
• 无人值守 ：变更应能自动应用，无需人工持续干预。
• 快速反馈 ：能迅速发现变更中出现的错误。

2 服务器变更管理的模型

2.1 临时变更管理

传统做法是在不需要特定变更时让服务器保持原状。即便使用了如 Chef、Puppet、Ansible 等较新的配置管理工具，许多团队仍仅在需要进行特定变更时才运行这些工具。这种方式容易导致服务器配置不一致，从而难以全面实现自动化。

2.2 配置同步

通过持续同步，配置定义会按照无人值守的时间表定期应用和重新应用到服务器上。这确保了系统中由这些定义覆盖的部分所做的任何更改都能恢复一致，进而保证自动化能够可靠运行。大多数服务器配置工具都是基于这种方法设计的。然而，编写和维护配置定义存在一定的开销，并且服务器配置的部分区域仍可能因工具之外的更改而出现配置漂移。

2.3 不可变基础设施

不可变基础设施是指通过构建新的基础设施元素来进行配置更改，而不是对正在使用的元素进行更改。这确保了任何更改在投入生产之前都经过测试，避免对运行中的基础设施进行更改可能产生的意外影响。服务器的配置被嵌入到服务器模板中，因此服务器的内容是可预测的，但运行状态和数据部分除外。不过，不可变服务器仍可能受到配置漂移的影响，通常会结合缩短服务器寿命的做法来减少未管理更改的机会。

2.4 容器化服务

标准化的轻量级容器打包、分发和编排方法的日益普及，为简化服务器配置管理提供了机会。在这种模型中，服务器上运行的每个应用程序或服务都与所有依赖项一起打包到一个容器中。通过构建和部署新的容器版本来进行应用程序的更改，这是不可变基础设施概念在应用程序层面的应用。托管容器的服务器可以大大简化，其管理也相对简单。

变更管理模型	优点	缺点
临时变更管理	简单直接，在特定变更时操作	易导致配置不一致，自动化困难
配置同步	保持配置一致，利于自动化	编写维护定义有开销，部分配置易漂移
不可变基础设施	变更前测试，内容可预测	仍可能配置漂移，需结合短寿命策略
容器化服务	简化管理，应用变更灵活	目前多数组织应用比例低

3 通用模式与实践

3.1 配置应用于服务器供应过程

采用配置同步模型的团队通常在服务器创建时使用相同的工具和定义进行供应，确保应用最新的配置定义。服务器管理过程可能在多个阶段使用配置管理工具：
- 模板打包 ：应用特定模板构建的所有服务器角色共有的配置定义子集。
- 服务器创建 ：运行配置工具，应用给定服务器角色的所有定义，使服务器为指定角色做好准备，并应用自模板打包以来对公共定义所做的任何更改。
- 服务器更新 ：定期应用配置定义，使服务器配置保持一致和最新。

3.2 最小化服务器模板

从一开始减少服务器上的内容，后续需要管理的内容就会相应减少，这对安全性、性能、稳定性和故障排除都有好处。可以通过从标准镜像构建模板并运行脚本来移除不需要的元素，或者使用极简操作系统（JEOS）发行版，有选择地添加特定需要的内容。

3.3 模板变更时替换服务器

当服务器模板更新并创建新服务器时，新服务器可能与旧模板创建的现有服务器不同。因此，在模板更新时替换正在运行的服务器是一个好做法，应逐步进行，避免造成重大干扰。

3.4 凤凰服务器模式

一些组织发现，即使服务器模板未更新，定期替换服务器也是应对配置漂移的有效方法。通过设置服务器的最大寿命，并按计划重建超过该限制的服务器，可以确保服务器的所有表面区域都能自动管理。

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    A([开始]):::startend --> B(设置服务器最大寿命):::process
    B --> C{服务器是否超过最大寿命?}:::process
    C -->|是| D(重建服务器):::process
    C -->|否| E(继续运行):::process
    D --> F(确保服务不中断):::process
    F --> C
    E --> C

4 持续同步的模式与实践

4.1 推送与拉取

持续同步可以通过两种方式实现：
- 推送模式 ：由中央进程控制时间表，连接到各个服务器发送和应用配置。许多服务器配置工具都有一个主服务器来推送配置，这种方式能实现集中控制，但可能存在安全和扩展性问题。
- 拉取模式 ：服务器上的进程自行运行，下载并应用最新的配置定义。拉取模式的安全模型更简单，扩展性可能更好。

4.2 无主配置管理

许多团队发现，即使配置工具支持集中式服务器，放弃这种方式也能提高稳定性、正常运行时间和可扩展性。通过在离线模式下运行配置管理工具，并使用下载到本地磁盘的配置定义副本，可以消除主服务器作为潜在故障点。

4.3 持续同步流程

在持续同步过程中，配置定义会被反复应用到服务器上。一旦配置定义应用到服务器，后续配置过程运行时若定义未修改则不会再进行更改；当定义修改后，下次配置过程运行时会应用更改。同时，该过程还能确保自动化之外的更改被还原。

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    A([开始]):::startend --> B(应用配置定义到服务器):::process
    B --> C{配置定义是否修改?}:::process
    C -->|否| D(无更改，继续运行):::process
    C -->|是| E(应用更改到服务器):::process
    D --> C
    E --> C

综上所述，服务器变更管理是一个复杂但至关重要的过程。通过选择合适的变更管理模型和实践，可以有效避免配置漂移，提高服务器的可管理性和自动化水平。在实际应用中，应根据组织的具体需求和基础设施特点，综合运用各种方法，以实现高效、稳定的服务器管理。

5 不同变更管理模型的应用场景分析

5.1 临时变更管理的适用场景

临时变更管理适用于服务器变更需求较少、对自动化依赖程度不高的小型项目或测试环境。在这些场景中，服务器数量相对较少，手动进行特定变更的操作成本较低，且对配置一致性的要求不是特别严格。例如，一些初创公司的内部测试服务器，可能只需要在特定功能测试时进行简单的配置调整，此时采用临时变更管理可以快速满足需求。

5.2 配置同步的适用场景

配置同步更适合对服务器配置一致性要求较高、自动化程度要求也较高的企业级应用环境。在大型企业的数据中心中，有大量的服务器需要保持一致的配置，以确保业务的稳定运行。通过配置同步，可以定期将最新的配置定义应用到所有服务器上，保证服务器状态的一致性，从而提高自动化流程的可靠性。

5.3 不可变基础设施的适用场景

不可变基础设施适用于对变更风险控制要求极高、对系统稳定性和可预测性有较高期望的场景。在金融、医疗等行业的关键业务系统中，任何变更都可能带来严重的后果，因此需要在变更前进行充分的测试。不可变基础设施通过构建新的基础设施元素进行变更，并在投入生产前进行测试，可以有效降低变更风险，保证系统的稳定性。

5.4 容器化服务的适用场景

容器化服务适用于应用更新频繁、需要快速部署和扩展的场景。在互联网应用开发中，特别是微服务架构下，各个服务的更新迭代速度较快，使用容器化服务可以将每个服务打包成独立的容器，通过构建和部署新的容器版本来实现快速更新。同时，容器化服务还可以简化服务器的管理，提高资源利用率。

变更管理模型	适用场景
临时变更管理	小型项目、测试环境，变更需求少，对自动化依赖低
配置同步	企业级应用环境，对配置一致性和自动化要求高
不可变基础设施	金融、医疗等关键业务系统，对变更风险控制要求高
容器化服务	互联网应用开发，微服务架构，应用更新频繁

6 服务器变更管理的实施步骤

6.1 规划阶段

• 评估现状 ：对现有服务器基础设施进行全面评估，包括服务器数量、配置情况、变更历史等，了解当前存在的问题和需求。
• 选择模型 ：根据组织的业务需求、技术能力和资源状况，选择合适的服务器变更管理模型，可以单一模型使用，也可以多种模型结合。
• 制定策略 ：制定详细的变更管理策略，包括变更的审批流程、测试计划、回滚机制等，确保变更过程的可控性和安全性。

6.2 实施阶段

• 工具选型 ：根据选择的变更管理模型，选择合适的配置管理工具，如 Ansible、Chef、Puppet 等，并进行安装和配置。
• 配置定义 ：编写和维护服务器的配置定义，确保其准确性和完整性。可以采用版本控制工具对配置定义进行管理，方便追溯和回滚。
• 测试验证 ：在正式应用变更之前，在测试环境中进行充分的测试和验证，确保变更不会对系统造成负面影响。

6.3 监控与优化阶段

• 实时监控 ：建立实时监控系统，对服务器的配置状态、变更情况进行监控，及时发现和解决问题。
• 数据分析 ：定期对变更数据进行分析，评估变更管理流程的有效性，找出存在的问题和改进点。
• 持续优化 ：根据监控和分析结果，对变更管理流程和策略进行持续优化，提高服务器管理的效率和质量。

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    A([开始]):::startend --> B(规划阶段):::process
    B --> C(评估现状):::process
    B --> D(选择模型):::process
    B --> E(制定策略):::process
    C --> F(实施阶段):::process
    D --> F
    E --> F
    F --> G(工具选型):::process
    F --> H(配置定义):::process
    F --> I(测试验证):::process
    G --> J(监控与优化阶段):::process
    H --> J
    I --> J
    J --> K(实时监控):::process
    J --> L(数据分析):::process
    J --> M(持续优化):::process
    K --> N([结束]):::startend
    L --> N
    M --> N

7 总结与展望

服务器变更管理是确保服务器基础设施稳定、高效运行的关键环节。通过合理选择变更管理模型和实践，以及严格按照实施步骤进行操作，可以有效避免配置漂移，提高服务器的可管理性和自动化水平。

在未来，随着云计算、容器化、人工智能等技术的不断发展，服务器变更管理也将面临新的挑战和机遇。例如，如何更好地管理大规模的云服务器集群，如何实现容器化服务的自动化变更管理，如何利用人工智能技术进行变更风险预测和智能决策等，都将是值得深入研究和探索的方向。组织应密切关注技术发展趋势，不断学习和创新，以适应不断变化的服务器管理需求。

总之，服务器变更管理是一个持续演进的过程，只有不断优化和改进，才能确保服务器基础设施始终保持良好的运行状态，为业务的发展提供有力支持。