Puppet4新特性和变化

1. 激动人心的改进
   • 速度，速度，还是速度
   • 稳定性和鲁棒性的提升
   • 全新的Parser
2. “不变”的agent
3. 不兼容的改动
   • 包管理方式的变化
   • 配置文件/目录的路径变化
   • 其他路径变化
   • Directory Environment正式启用
   • 不再使用Ruby1.8.7
   • 下一代Puppet语言的改动
   • Puppet Kick等将被移除
   • HTTP API的变化
   • puppet doc和tagmail被移除
   • Resource Type/Providers的变化
   • 内部API和实现的变化
4. 被废弃的特性
5. 主要配置参数
   • Agent端
     • 基础参数
     • 运行相关
     • 服务相关
   • Server端
     • 主要参数
     • Server其他配置
6. 总结和建议
7. 参考文档

激动人心的改进

Puppet4的第一个正式版本于2015年4月15日发布，截止到2016年9月22日，Puppet已正式发布了4.7.0版本。

Puppet4与3.x版本相比有两点不同：很多的变化，很大的变化。毫不夸张地说Puppet4是一个全新的项目！

速度，速度，还是速度

Puppet4使用函数式编程语言Clojure对Puppet Master进行了重写，Puppetlabs公司并为此新建了一个项目:puppetserver。此外，PuppetDB也使用Clojure进行了重写。

如此脱胎换骨的变化，最主要的目的是为了提升性能，官方给出的数据是:

相比Puppet3，Puppet4有2~3倍的性能提升。

这是一个非常吸引人的提升！要知道从Puppet2到Puppet3所带来约50%的性能提升，就让我们感动不已了！

在以往的实际生产中，我们遇到过多次来自于master端的性能瓶颈，在一个数千台规模有近百个Openstack集群规模的环境中，我们使用了多台物理+虚拟服务器来作为puppet master节点，管理着大量的服务，一旦遇到高并发的编排任务时，master端的CPU几乎处于100%的状态，超时时间设置为120秒的情况下，仍然会出现不少由于编译catalog超时而导致agent报错的情况。即使我们通过改进代码，水平扩展，组件拆分，参数调优，更换硬件等多种组合办法，但是受Puppet本身的语言性能瓶颈，对于Puppetmaster的性能我们并不满意。而Puppet4从根本上改进了性能问题。

PuppetDB也是主要瓶颈之一，像resource export,virtual resource等高级特性，以及facts,catalog的缓存都会使用到PuppetDB，虽然这些高级特性很炫酷而且也很实用，但是非常非常消耗资源。这使得我们在过去非常地谨慎甚至刻意去削减像Puppet高级特性的使用，这也是PuppetOpenstack社区禁止提交含有这些高级特性的代码的原因之一（另一个原因是有些高级特性无法再单机模式下使用）。

稳定性和鲁棒性的提升

此外，Puppet4一开始就拥有面向服务的架构：

• 由于Clojure语言的天生优势，拥有良好的并发和互斥控制能力，而且可以使用丰富的Java Library，是作为后端服务开发的理想选择。
• Puppetlabs公司开发了一个Clojure框架Trapperkeeper framework：为了支撑长期运行的应用和服务而生，从而保证Puppet服务的稳定性和鲁棒性。

全新的Parser

• 新的Parser支持lambdas和iteraion！再也不用使用tricky的creates_resources函数了：

$a = [1,2,3] each($a) |$value| { notice $value }

• 全新的parser还直接支持数据类型检查，再也不用stdlib里的validate_string等函数了:

class ntp ( 
    Boolean $service_manage = true, 
    Boolean $autoupdate     = false, 
    String  $package_ensure = 'present', 
    # ... 
) { 
   # ... 
}

• 另外一个亮点是直接支持插值式函数调用:

notice "This is a random number: ${fqdn_rand(30)}

• 支持链式赋值，代码可以变得更简洁了：

$a = $b = 10

除了以上几点，还有其他诸多特性，受篇幅限制，不再一一举例。

“不变”的agent

目前，puppet-agent仍然使用Ruby来维护。不过JVM可以支持Ruby的Java版本：JRuby。因此在未来，puppet-agent不排除可能会从JRuby过渡到Clojure。

不兼容的改动

Puppet4既然做了重写，因此有大量与Puppet3不兼容的变化。这些细节对于Puppet3用户来说是最关心的地方。

包管理方式的变化

过去，我们需要在服务器上单独安装Puppet,Facter,Hiera,Mcollective等多个组件才能获得相应的功能和特性。

在Puppet4中，安装Puppet不再需要安装多个软件包，而是采用AIO(All-in-One)的方式来简化软件包的管理，例如puppet-agent中包含以下组件：

• Facter 3.4.x
• CFacter 0.4
• Hiera 1.3.x
• Mcollective 2.9.x
• Ruby 2.1.5
• OpenSSL 1.0.0r

Puppetlabs将这种AIO的包管理方式称之为Puppet Collections(PC)，每个PC其实对应着一个软件仓库(repo)，为用户提供了Facter/Ruby/Puppet等组件的匹配矩阵。
下表给出了PC中主要软件包中整合的组件。

要在服务器上启用新版本的Puppet4，只需要执行一行简单的命令：

• 在基于RPM的系统下使用以下命令：

  yum localinstall http://yum.puppetlabs.com/puppetlabs-release-pc1-el-7.noarch.rpm

• 在基于Deb的系统下使用以下命令：

  # curl -O http://apt.puppetlabs.com/puppetlabs-release-pc1-wheezy.deb ; dpkg -i puppetlabs-release-pc1-wheezy.deb

通过这种集中式的软件仓库管理方式，用户可以移除过去puppetlabs-release中的production，dependencies，devel等多个仓库。

注意 puppet-agent不会自动升级老版本的puppet软件包(建议使用deb或rpm来管理软件包的升级)

配置文件/目录的路径变化

1. 软件包的安装目录变更为/opt/puppetlabs
2. 可执行文件已移动到/opt/puppetlabs/bin
3. confdir从/etc/puppet/变为/etc/puppetlabs/puppet
4. ssldir从$vardir/ssl变为$confdir/ssl
5. puppetserver的配置文件放置在/etc/puppetlabs/puppetserver
6. mcollective的配置文件放置在/etc/puppetlabs/mcollective
7. 所有的module/manifest/data从confdir移到codedir
   • codedir默认路径是/etc/puppetlabs/code
   • 包含environments目录
   • 包含全局的modules目录（可选）
   • 包含hiera.yaml配置文件
   • 包含hieradata目录

其他路径变化

• puppet agent的vardir已经移动到/opt/puppetlabs/puppet/cache
• rundir已经移动到/var/run/puppetlabs

Directory Environment正式启用

过去多年的Config File Environment将被正式移除。默认的environmentpath是$codedir/environments。

以新建一个production环境为例：

• 将modules放置到$codedir/environments/production/modules
• 将main manifest放置到$codedir/environments/production/manifests

你仍然可以使用$codedir/modules作为全局modules，并用default_manifest设置来配置一个全局的main manifest。

不再使用Ruby1.8.7

由于使用了AIO的包管理方式，Puppet不再使用系统自带的Ruby解释器，将直接使用Ruby 2.1.5版本。

下一代Puppet语言的改动

重点来了，Puppet4最重要的变化是重写了parser和evaluator，在Puppet 3.x中可以通过在puppet配置文件中开启Future Parser来使用，在Puppet4中该parser已经成为”present parser“，那么过去的parser正式退出舞台。

新parser包含了迭代，变量类型检查等诸多新特性。并且，新parser对于数值，空字符串和’udenf/nil’比较提供更好的检查机制。

除了核心模块的变动以外，还有一些炫酷的特性。

• 在PuppetMaster加载新的Puppet代码不再需要重启server服务
• EPP(Embeded Puppet)将支持直接使用Puppet来编写inline和基于文件模，不再需要使用ERB，避免用户在Puppet和Ruby之间来回切换。
• 支持使用Puppet来编写functions。

Puppet Kick等将被移除

所有的项目在历史发展过程中，都会有很多的妥协和不良设计，Puppet项目从2到3很多旧有的特性只是被标记为废弃，并没有从代码库中移除，借助Puppet4版本的重构，大约60000行”technical debt”类型的代码被移除。
较为熟知的有以下:

• puppet kick命令
• inventory服务
• couchDBfacts terminus
• ActiveRecordstored config
• puppet.conf中mastersection

HTTP API的变化

Puppet4中的另一个重要变化是master和agent通讯的URLs发生了变化。因此Puppet3的agent将无法和Puppet4的server端通信。例如：

• 在Puppet3中url是”http://localhost:8140/production/node/foo“
• 在Puppet4中url变成了”http://localhost:8140/puppet/v3/node/foo?environment=production"。

puppet doc和tagmail被移除

由于puppet doc命令依赖RDoc，而RDoc与最新版本的ruby不兼容，因此在Puppet4代码中被移除，如果要继续使用，可以通过puppetlabs-strings模块来提供类似的功能。

同理，tagmail被移除，可以通过puppetlabs-tagmail模块来找到它。

Resource Type/Providers的变化

这里举几个重要的变化：

• 在Puppet3中，若用户没有设置allow_virtual属性，会有废弃的警告信息，在Puppet4中该警告会被移除，allow_vritual默认会从false变为true。

内部API和实现的变化

这些变化只会影响到Puppet内部ruby方法和库的调用接口，对终端用户的使用没有任何影响。

被废弃的特性

Rack和WEBrick Web服务器被废弃

Rack和WEBrick Web服务器过去常用于开发和简单验证，目前已在Puppet 4.1中标记为弃用，计划在5.0中移除。

主要配置参数

Puppet4有多达200个配置参数，不过用户需要关心的参数大约为30个。这里我们只是简单介绍puppet.conf中的主要参数。

Agent端

基础参数

• server: Puppet Master的地址，默认值是puppet
  • ca_server: Puppet CA的地址，仅在多master模式使用
  • report_server: Puppet report server的地址，仅在多master模式使用
• certname：node的证书名称，默认使用FQDN
• environment：agent向master端请求的environment。默认是prodcution。

运行相关

• noop: agent仅在模拟运行并输出运行结果
• nice: 指定agent运行的nice值，防止agent在应用catalog时占用过多的CPU资源
• report: 是否发生report，默认为true。
• tags： 限制Puppet只运行含有指定tags的resources。
• trace, profile, graph,show_diff：用于debug agent运行结果
• usecacheonfailure: 在master端无法返回一个正确的catalog时，是否回退执行上一个正确的catalog。默认是true，如果是开发环境，建议修改为false。
• prerun_command和postrun_command：在Puppet执行前后运行的命令，若返回值非0，则Puppet执行失败。

服务相关

• runinterval: Puppet的运行间隔
• waitforcert: Puppet请求证书签名的频率。当agent端第一次启动时，agent会提交一个CSR(certificate signing request)到ca server，该证书可能是自动签名(autosign)，或者需要人工批准，而这段时间无法预估，因此需要设置一个时间段，默认是2m。
• splay和splaylimit：为每次Agent的定时执行添加一个随机数时间，用于避免惊群效应的发生。
• daemonize:是否以进程方式运行，配合cron使用时，应设置为false。
• onetime: 是否执行完成后退出，配合cron使用时，应设置为true。

Server端

多数参数对于单机模式运行的Puppet同样适用。在CS模式下，这些参数应该放置在[master]下；在单机模式下，这些参数应该放置在[main]下。

主要参数

• dns_alt_names: Puppet Master可以使用的DNS主机名列表(alt表示a list)。agent用到的server参数值必须和此参数或者server端的certname匹配。

  • 注：该参数仅适用于初始化生成Puppet master证书阶段。

• environment_timeout: master从environment加载数据的缓存时长。设置为0，禁用缓存，为了更好的性能，可以将其设置为unlimited，直到下次重启master才会重新加载environment配置。

• enviromentpath: environment的查找路径，默认值:$codedir/environments
• basemodulepath: 所有环境的模块路径，会被所有的环境使用，默认值是:
  $codedir/modules:/opt/puppetlabs/puppet/modules
• reports: 选择处理report的hander,默认值是store。

Server其他配置

pupept server除了puppet.conf之外，还有拥有其他的配置文件，其默认的配置文件路径是:/etc/puppetlabs/puppetserver/conf.d。这些配置文件使用HOCON格式，可以在保留JSON语义格式的前提下，提高可读性。在conf.d目录下包含以下配置文件:

• global.conf
• webserver.conf
• web-routes.conf
• puppetserver.conf
• auth.conf
• master.conf (deprecated)
• ca.conf (deprecated)

例如，常见的几个参数配置有以下：

• puppet-admin：授权可以访问admin接口的client
• jruby-puppet: 调优JRuby时提供更多细节信息
• JAVA_ARGS: 设置Puppet Server的内存分配。

总结和建议

相比Puppet2到Puppet3的版本升级，Puppet4不仅是纯粹的新功能和性能提升，更像是对Puppet的全新重构，摒弃了过去留下来的历史负担和诟病。但是，Puppet4所带来的不兼容性，导致对于Puppet3用户，尤其是Puppet 3.3版本之前的用户，若想要把线上的业务代码升级到Puppet4，需要花费不少的精力。

分享我们的升级经验：约在16年初，我们将线上的Puppet版本从3.3升级到了3.7，并提前使用了future parser特性（Puppet4中的parser）。16年9月，我们使用了半周时间完成了对Puppet4升级调研并给出调研报告，在Jira上列出计划和任务分工，实际使用了一周时间完成了96 Puppet Module代码更新和测试，并在生产环境上线。

因此我们的建议是：即使Puppet4令人激动人心，但配置管理系统的升级一定要谨慎对待，提前做好计划和回滚方案，充分测试，分步骤操作。

参考文档

• https://docs.puppet.com/puppet/4.0/reference/whered_it_go.html
• https://docs.puppet.com/puppet/4.0/reference/release_notes.html
• https://puppet.com/blog/welcome-to-puppet-collections
• http://www.infoworld.com/article/2687553/devops/puppet-server-drops-ruby-for-clojure.html
• https://docs.puppet.com/puppet/latest/reference/puppet_collections.html