一、 基础概念

Ansible发布于2012年，当年就被评为开源项目top10。基于python语言研发，部署简单

1. 架构

请添加图片描述

  • Ansible：基础框架核心模块
  • Core modules：核心模块，完成最基本的系统配置、管理等相关功能
  • Custom modules：自定义模块，支持市面上大部分编程语言来开发模块
  • Plugins：可以基于插件方式完成额外的功能扩展 
    connection plugins：链接插件，主要功能是链接各被管理的主机
    host inventory：主机清单，定义被管理主机
    playbooks：任务清单

2. 特性

  • 平缓的学习曲线（Minimal Learning curve，auditability）
  • No bootstrapping：无需用到bootstrapping功能
  • No DAG ordering，Fails Fast：非有向无环图形式，快速失败机制
  • No Agent、No Server
  • No additional PKI：不依赖于额外的ssl服务
  • Modules in any language：高度模块化，通过调用特性的模块完成特定任务
  • YAML：基于yaml模板语言文件来完成批量任务的模板化
  • ssh by default
  • Strong multi-tier solution：强大的多层的解决方案

3. 运维工具分类

  • 有agent：需要在每个被管理的节点上安装代理工具，这个代理工具能够跟管控端进行通信，管控端可以向代理下达指令，由代理进程在被管理节点本地完成某些管理操作
  • 无agent（agentless）：无agent的管理工具，一般通过ssh管理

4. 幂等性

同样的配置文件，所需要执行的操作，运行多少遍的结果都是一样的

二、安装及生成文件

1. 安装

因为ansible被收录于EPEL源，先安装EPEL源，再安装ansible

  • EPEL源：yum -y install epel-release
  • ansible：yum install ansible -y

2. 配置文件

  • /etc/ansible/ansible.cfg：主配置文件
  • /etc/ansible/hosts：主机清单文件
  • /etc/ansible/roles：角色配置文件
  • /usr/bin/ansible：主程序
  • /usr/bin/ansible-playbook：运行playbook的命令
  • /usr/bin/ansible-galaxy：下载或上传优秀代码或Roles

三、命令

1. ansible命令

命令格式：ansible <host-pattern> [-f #] [-m module_name] [-a args]

option：
	-f #：每一批管理几台，默认为5
	-m m_name：调用哪个模块做管理操作，默认为command模块
	-a arg：指定模块特有的参数
	-i file：指明主机清单文件
	-k：如果不基于秘钥验证，每一次登录的密码

user模块 
	name=：指明用户名称
	state={present|absent}：present为创建，absent为删除

cron模块：向每个主机分发定期任务
	day=：
	name=：cron任务的描述
	state={present|absent}：present为创建，absent为删除
	user=：以哪个用户运行
	job=：指明执行哪个命令
	disabled=：启用或禁用任务
	
copy模块：复制文件的模块
	dest=：指定放在目标主机的绝对路径
	src=：指明本地路径，默认可递归复制
	mode=：复制后直接指定权限
	content=：直接写明内容，在远程生成
	follow=：如果复制的文件中包含链接文件，还要将源文件一并复制
	示例：ansible all -m copy -a 'src=/etc/yum.repos.d/nginx.repo dest=/etc/yum.repos.d/nginx.repo'
	
fetch模块：把远程的文件抓取到本地，抓取到的文件会在本地保留原路径目录
	src：远程目标路径
	dest：本地路径

file：专门设置文件的属性
	state=：{directory|link|present|absent}
	src=：创建链接文件时，指明在远程主机的链接源文件
	path=：指定目标路径

ping：ping模块是专门测试主机存活状态
    示例：ansible all -m ping 
    
yum：yum模块
    name=：指明程序包名称
    state={present|latest|absent}
    示例：ansible all -m yum -a 'name=nginx state=present'
    
service：管理服务的模块
	name=：指明服务名
	state={started|stopped|restaretd}：
	enabled={yes|no}：设置开机自启
		
shell：一些需要管道的复杂命令，需要使用此模块完成，使用方法同commond

script：把本地脚本在远程运行
	-a /path/to/somepath：直接指明本地脚本路径

setup：命令远程主机向ansible报告自身的属性信息

2. ansible-doc 命令

ansible-doc [option]
  -a：显示所有模块的文档
  -l：查看ansible支持的可用模块
  -s module_name：显示某个模块的在playbook中的具体用法

3. ansible-playbook 命令

命令格式：ansible HOST <file.yml> [option]
    -e vars：额外传递变量
    -u user：指定运行用户身份
	-C：检测运行，不是真正运行
	-t：指定执行tags段

4. ansible-galaxy 命令

此命令用于前往galaxy.ansible.com下载优秀角色文件

命令格式：ansible-galaxy <option> [file]
	install：拉取角色文件
	remove：删除
	list：列出本地角色文件

5. ansible-vault 命令

加密playbook的命令

ansible-vault [option] <file.yml>
	create：创建一个加密yml文件
	decrypt：解密
	encrypt：加密
	view：查看
	edit：编辑
	rekey：修改密码

四、Inventory

为了便捷的批量操作主机，可以在inventory文件中将主机归类定义。inventory文件遵循INI文件风格，中括号中的字符为组名，下方列出组内的各个主机，同一个主机可以同时归并到多个不同的组中。此外，当如若目标主机使用了非默认的SSH端口，可以在主机名称之后使用冒号加端口来标明。默认的inventory file为/etc/ansible/hosts

[webservers]
node1.busyops.com
node2.busyops.com

[dbservers]
db1.busyops.com
db2.busyops.com
db3.busyops.com

如果主机名称遵循相似的命名格式，可以使用列表的方式标识各主机

[webservers]
node[01:50].busyops.com

[databases]
db-[a:f].busyops.com

五、Playbooks

1. 基础指令

通过一个简单示例介绍几个基本的指令

- hosts: group
  remote_user: root
  tasks:
  - name: install httpd
    yum: name=httpd state=present
    
  - name: copy httpd cfg
    copy: src=/tmp/httpd.conf dest=/etc/httpd/conf/httpd.conf
  • hosts：用于指定要执行任务的主机，此处的group即为在Inventory文件中定义的主机名或主机组，如果想定义多个主机组可以使用冒号分割
  • remote_user：指明执行任务以哪个用户的身份运行，示例中的remote_user指令是定义在hosts指令下的，其实这个指令也可以定义在task下，那么其生效范围也就仅针对某个task
  • tasks：用于指定需要执行的任务列表，列表中可以指定多个任务，ansible会指挥着全部主机完成第一个任务后，才会去执行第二个任务，运行过程中如果发生错误，可回滚的任务都将回滚。因此，只需更正playbook后再执行一次即可。在task中可以指定参数、执行模块，每个模块参数中都可以使用变量，每个task都应该有其name，用于playbook的执行结果输出，建议其内容尽可能可以清晰描述任务执行步骤，如果未提供name，则其action的结果将用于输出
name：指明此action的用途，功用之类的提示信息
moudle：command  ：用于指定具体执行哪些操作，如示例中tasks1安装httpd，tasks2复制配置文件

2. notify和handlers

先看一个没有notify和handlers的示例

示例一：
- hosts: group
  remote_user: root
  tasks:
  - name: install httpd
    yum: name=httpd state=present
    
  - name: copy httpd cfg
    copy: src=/tmp/httpd.conf dest=/etc/httpd/conf/httpd.conf
    
  - name: start httpd
    service: name=httpd state=started

在这个示例中，如果这个playbook仅执行1次，那么其不会暴露什么问题。但是如果我们修改了配置文件（如修改了监听端口），再次执行这个playbook时，安装httpd和启动服务都会和第一次运行一样，而新的配置文件中修改的监听端口并不会生效，因其使用的还是老的配置文件。所以notify和handlers就是为了解决这个问题出现的

示例二：
- hosts: group
  remote_user: root
  tasks:
  - name: install httpd
    yum: name=httpd state=present
    
  - name: copy httpd cfg
    copy: src=/tmp/httpd.conf dest=/etc/httpd/conf/httpd.conf
    notify:
    - restart httpd
    - 
  - name: start httpd
    service: name=httpd state=started
    
  handlers:
    - name: restart httpd
      service: name=httpd state=restarted

在第二个示例中，复制配置文件的task新增了notify指令，作用为一旦发现这个task状态为change时，就通知给相应的handlers，接着在最后定义相应的handlers，注意notify调用的名称一定要和handlers的name相吻合才行。通过notify和handlers就保证了当某配置改变时，自动去重启服务

3. vars

变量名仅能由字母、数字和下划线组成，且只能以字母开头

（1）facts

由正在通信的远程目标主机发回的信息，这些信息被保存在ansible变量中，要获取指定的远程主机所支持的facts可使用ansible <HOST> -m setup查看

（2）通过命令行传递变量

在运行playbook时通过命令行传递变量给playbook：ansible-playbook test.yml --extra-vars "hosts=www user=busyops"，那么通过命令行传递的变量可以在运行playbook是直接进行调用

（3）主机变量

为每个主机定义不同变量，只需要在主机名称后跟变量即可，需要在inventory中定义

[web_server]
node1.cluster.com http_port=80
node2.cluster.com http_port=8080

（4）组变量

赋值给组内的所有主机，组内所有主机都可以在playbook中调用。注意vars为组变量固定关键字

[web_server]
node1.cluster.com
node2.cluster.com

[web_server：vars]
ntp_server=ntp1.aliyun.com
port=80

（5）组变量嵌套

组1：
  [httpd_server]
  httpd1.cluster.com
  httpd2.cluster.com

组2：
  [nginx_server]
  nginx1.cluster.com
  nginx2.cluster.com

组嵌套固定格式：
  [web_servers:clildren]
  nginx_server
  httpd_server

指定组变量：
  [web_servers]
  name=value
  name=value

（6） 直接指定

直接在playbook中指定需要用到的变量

- hosts: group
  remote_user: root
  vars:
  - pkg: httpd
  - srv: httpd
  tasks:
  - name: install httpd
    yum: name={{ pkg }} state=present
    
  - name: copy httpd cfg
    copy: src=/tmp/httpd.conf dest=/etc/httpd/conf/httpd.conf
    
  - name: start httpd
    service: name={{ srv }} state=started

定义的用于此hosts指定主机用到的变量，如示例所示定义了两个变量。后面调用时可以使用一组花括号进行调用{{ VARS }}

4. 条件测试

在playbook实现条件测试需要使用when关键字，见下方示例

- hosts: group
  remote_user: root
  tasks:
  - name: install httpd
    yum: name=httpd state=present
    when: ansible_default_ipv4.address == "192.168.60.110"

此示例中利用ansible的内建变量判断当ip地址相同时则对其安装httpd。需要注意ansible的部分内建变量存在层级关系，引用时需要注意格式，上方示例中为一种引用方式，下方为另一种子变量的引用方式

- hosts: group
  remote_user: root
  tasks:
  - name: install httpd
    yum: name=httpd state=present
    when: ansible_default_ipv4[ "address" ] == "192.168.60.110"

5. 迭代

当有需要重复性的任务时，可以使用迭代机制，其使用格式为将需要迭代的内容定义为item变量引用，并通过with_items语句来指明迭代的元素列表即可，如下方示例

- hosts: group
  remote_user: root
  tasks:
  - name: create user
    user: name={{ item }} state=present groups=wheel
    with_items:
      - guojing
      - huangrong

  - name: create user2
    user: name={{ item.name}} state=present groups={{ item.groups }}
    with_items:
      - { name: 'yangguo', groups: 'wheel' }
      - { name: 'xiaolongnv', groups: 'root' }

此示例中展示了两种列表迭代方式完成用户创建

6. 模板

如果需要为不同的主机提供不同的配置文件，就需要用到模板模块，示例如下

（1）首先在主机清单文件中为不同的主机设置不同的主机变量

vim /etc/ansible/hosts
[group]
192.168.60.110 http_port=80
192.168.60.120 http_port=8080

（2）接着在准备的配置文件中将对应的值修改为变量名称，以httpd配置文件为例，修改其中的监听端口及服务器名称
vim /etc/ansible/templates/httpd.conf
Listen {{ http_port }}
ServerName {{ ansible_fqdn }}

(3) 最后在playbook中调用template模块，这样template模块会自动扫描文件中的变量，替换为主机清单中的变量值后复制至各个主机
- hosts: group
  remote_user: root
  tasks:
  - name: install httpd
    yum: name=httpd state=present

  - name: copy conf
    template: src=/tmp/httpd.conf dest=/etc/httpd/conf/httpd.conf

模板中还可以实现算数运算

  • {{ A + B }}：加法，如果两者是字符串则会变成字符串拼接
  • {{ A - B }}：减法
  • {{ A / B }}：除法，返回值是一个浮点数。如{{ 1 / 2 }}结果为0.5
  • {{ A // B }}：除法，返回值是一个整数。如{{ 13 // 7 }}结果为1
  • {{ A % B }}：取模运算
  • {{ A * B }}：乘法，但如果想将一个字符串重复多次也可以使用{{ 'A' *10 }}，则会替换为10个字符A
  • {{ A ** B }}：乘方运算

7. 标签

多次运行同一个playbook的时候，如果不需要将全部任务都执行一次，仅希望部分任务运行，即需用到tags模块

- hosts: group
  remote_user: root
  tasks:
  - name: install httpd
    yum: name=httpd state=present

  - name: copy conf
    template: src=/tmp/httpd.conf dest=/etc/httpd/conf/httpd.conf
    tags:
    - conf

定义好tags，在运行此playbook时需使用命令]# ansible-playbook httpd2.yaml --tags="conf"，这样就可以保证仅复制文件的task运行而不运行安装httpd

8. 其他

如果有些操作执行时出错，但最终结果又能满足我们的意愿，可手动指定退出状态码
shell: /usr/bin/command || /bin/true

如果某个任务失败了，还想继续后续的操作可使用
innore_errors：True

六、Roles

roles通过分别将变量、文件、任务、模块及处理器放置于单独的目录中，实现不同的主机可以通过include指令来引用它们的一种机制，一般用于主机构建服务或守护进程的场景中。使用roles必须严格创建目录层次结构，接着ansible会自动装载变量文件、tasks以及handlers等

1. Roles层级结构

  • 需要在roles目录中，分别创建以各角色名称命名的目录，如web、db，此处为webserver
  • 在每个角色目录下分别创建以模块命名的目录
[root@node1 roles]# tree /etc/ansible/roles/
/etc/ansible/roles/
├── webserver
│   ├── default
│   ├── files
│   │   └── index.html
│   ├── handlers
│   │   └── main.yml
│   ├── meta
│   ├── tasks
│   │   └── main.yml
│   ├── templates
│   │   └── test.conf.j2
│   └── vars
│       └── main.yml
└── webserver.yml

8 directories, 6 files

2. 文件内容及功用

  • tasks/：每个需要完成的任务都需要在此目录中进行定义，至少应包含一个名为main.yml的文件
]# cat tasks/main.yml 
- name: install nginx
  yum: name=nginx state=present

- name: copy conf file
  template: src=test.conf.j2 dest=/etc/nginx/conf.d/test.conf
  notify:
  - reload nginx
  tags:
  - nginx_conf

- name: mkdir nginx work dir
  file: dest={{ nginx_dir }} state=directory

- name: copy nginx index
  copy: src=index.html dest={{ nginx_dir }}
  tags:
  - nginx_index

- name: start service
  service: name=nginx state=started enabled=true
  • handlers：如果定义的触发器，则需要在此目录中进行定义，至少包含一个main.yml
]# cat handlers/main.yml 
- name: reload nginx
  service: name=nginx state=reloaded
  • templates：此目录定义模板文件
]# cat templates/test.conf.j2 
server {
    listen {{ nginx_port }};
    server_name {{ ansible_fqdn }};
    location / {
        root {{ nginx_dir }};
    }
}
  • vars：此目录中定义变量
]# cat vars/main.yml 
nginx_dir: /data/nginx/
nginx_port: 8080
  • files：使用file模块或copy模块时，默认的文件搜索路径
]# cat webserver/files/index.html 
<h1> welcome nginx <h1>
  • roles/：此目录为ansible的工作目录，如果想更改的话可以在ansible的主配文件中进行修改。
 ]# cat webserver.yml 
- hosts: webserver
  remote_user: root
  roles:
  - webserver
  • meta：至少包含一个main.yml文件，用于此角色的特殊设定及其依赖关系
  • default：当前角色设定默认变量时，使用此目录，至少包含一个main.yml文件