深入解析Ansible自动化运维工具

深入解析Ansible自动化运维工具

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  Ansible是新出现的自动化运维工具，基于python开发，实现批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等功能。
  Ansible是基于模块工作的，本身没有批量部署能力。真正具有批量部署的是Ansible所运行的模块。

Ansible的特性

  模块化：调用特定的模块，完成特定任务
  有Paramiko，PyYAML，Jinja2（模板语言）三个关键模块
  支持自定义模块
  基于Python语言实现
  部署简单，基于python和SSH(默认已安装)，agentless
  安全，基于OpenSSH
  支持playbook编排任务
  幂等性：一个任务执行1遍和执行n遍效果一样，不因重复执行带来意外情况
  无需代理不依赖PKI（无需ssl）
  可使用任何编程语言写模块
  YAML格式，编排任务，支持丰富的数据结构
  较强大的多层解决方案

Ansible的架构

  Core Modules:内建模块
  Custom Modules自定义模块：让用户完成自定义任务的核心组件
  Connection Plugins连接插件：默认ssh连接
  Host Inventory主机清单：列在清单中的主机才能进行管理
  email、logging、other插件：实现记录日志，发送邮件等功能
  核心组件Playbooks：类似于剧本的存在，定义主机角色，将剧本扔给角色

Ansible工作原理

Ansible主要组成部分

  ANSIBLE PLAYBOOKS：任务剧本（任务集），编排定义Ansible任务集的配置文件，由Ansible顺序依次执行，通常是JSON格式的YML文件
  INVENTORY：Ansible管理主机的清单/etc/anaible/hosts
  MODULES：Ansible执行命令的功能模块，多数为内置核心模块，也可自定义
  PLUGINS：模块功能的补充，如连接类型插件、循环插件、变量插件、过滤插件等，该功能不常用
  API：供第三方程序调用的应用程序编程接口
  ANSIBLE：组合INVENTORY、 API、 MODULES、 PLUGINS的绿框，可以理解为是ansible命令工具，其为核心执行工具

Ansible命令执行来源

1. USER，普通用户，即SYSTEM ADMINISTRATOR
2. CMDB（配置管理数据库） API 调用
3. PUBLIC/PRIVATE CLOUD API调用
4. USER-> Ansible Playbook -> Ansibile

利用Ansible实现管理的方式

1. Ad-Hoc 即ansible命令，主要用于临时命令使用场景
2. Ansible-playbook 主要用于长期规划好的，大型项目的场景，需要有前提的规划

Ansible-playbook（剧本）执行过程

1. 将已有编排好的任务集写入Ansible-Playbook
2. 通过ansible-playbook命令分拆任务集至逐条ansible命令，按预定规则逐条执行

Ansible主要操作对象

1. HOSTS主机
2. NETWORKING网络设备

注意事项

  1. 执行ansible的主机一般称为主控端，中控，master或堡垒机
  2. 主控端Python版本需要2.6或以上
  3. 被控端Python版本小于2.4需要安装python-simplejson
  4. 被控端如开启SELinux需要安装libselinux-python
  5. windows不能做为主控端

Ansible的安装方式

rpm包安装：EPEL源

yum install ansible

编译安装

yum -y install python-jinja2 PyYAML python-paramiko python-babel
python-crypto
tar xf ansible-1.5.4.tar.gz
cd ansible-1.5.4
python setup.py build
python setup.py install
mkdir /etc/ansible
cp -r examples/* /etc/ansible

Git方式安装

git clone git://github.com/ansible/ansible.git --recursive
cd ./ansible
source ./hacking/env-setup

pip安装：pip是安装Python包的管理器，类似yum

yum install python-pip python-devel
yum install gcc glibc-devel zibl-devel rpm-bulid openssl-devel
pip install --upgrade pip
pip install ansible --upgrade

确认安装

[root@Ansible ~]#ansible --version
ansible 2.7.0
  config file = /etc/ansible/ansible.cfg
  configured module search path = [u'/root/.ansible/plugins/modules', u'/usr/share/ansible/plugins/modules']
  ansible python module location = /usr/lib/python2.7/site-packages/ansible
  executable location = /usr/bin/ansible
  python version = 2.7.5 (default, Oct 30 2018, 23:45:53) [GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-36)]

Ansible的相关文件

相关配置文件

/etc/ansible/ansible.cfg 主配置文件，配置ansible工作特性
/etc/ansible/hosts 主机清单
/etc/ansible/roles/ 存放角色的目录

相关程序文件

/usr/bin/ansible 主程序，临时命令执行工具
/usr/bin/ansible-doc 查看配置文档，模块功能查看工具
/usr/bin/ansible-galaxy 下载/上传优秀代码或Roles模块的官网平台
/usr/bin/ansible-playbook 定制自动化任务，编排剧本工具/usr/bin/ansiblepull 远程执行命令的工具
/usr/bin/ansible-vault 文件加密工具
/usr/bin/ansible-console 基于Console界面与用户交互的执行工具

主机清单/etc/ansible/hosts文件格式

  主机清单文件遵循INI文件风格，中括号中的字符为组名。可以将同一个主机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，还可以在主机名称之后使用冒号加端口号来标明

eg:
[webservers]
www1.magedu.com:2222
www2.magedu.com
[dbservers]
db1.magedu.com
db2.magedu.com
db3.magedu.com

  如果主机名称遵循相似的命名模式，还可以使用列表的方式标识各主机

[websrvs]
www[01:100].example.com
[dbsrvs]
db-[a:f].example.com

Ansible配置文件

  Ansible 配置文件为/etc/ansible/ansible.cfg （一般保持默认）

[defaults]
#inventory = /etc/ansible/hosts # 主机列表配置文件
#library = /usr/share/my_modules/ # 库文件存放目录
#remote_tmp = $HOME/.ansible/tmp #临时py命令文件存放在远程主机目录
#local_tmp = $HOME/.ansible/tmp # 本机的临时命令执行目录
#forks = 5 # 默认并发数
#sudo_user = root # 默认sudo 用户
#ask_sudo_pass = True #每次执行ansible命令是否询问ssh密码
#ask_pass = True
#remote_port = 22
#host_key_checking = False # 检查对应服务器的host_key，建议取消注释
#log_path=/var/log/ansible.log #日志文件
#module_name = command #默认模块

Ansible命令

  ansible通过ssh实现配置管理、应用部署、任务执行等功能，建议配置ansible端能基于密钥认证的方式联系各被管理节点

ansible-doc：显示模块帮助文档

  ansible-doc –l 列出所有模块
  ansible-doc ping 查看指定模块帮助用法
  ansible-doc –s ping 查看指定模块帮助用法

ansible命令格式

  ansible [-m module_name] [-a args]

    --version 显示版本
    -m module 指定模块，默认为command
    -v 详细过程 –vv -vvv更详细
    --list-hosts 显示主机列表，可简写 --list
    -k, --ask-pass 提示输入ssh连接密码，默认Key验证
    -K, --ask-become-pass 提示输入sudo时的口令
    -C, --check 检查，并不执行
    -T, --timeout=TIMEOUT 执行命令的超时时间，默认10s
    -u, --user=REMOTE_USER 执行远程执行的用户
    -b, --become 代替旧版的sudo 切换
    --become-user=USERNAME 指定sudo的runas用户，默认为root

Ansible的Host-pattern

  All表示所有主机清单中的所有主机
    ansible all –m ping

逻辑与

  在websrvs组并且在dbsrvs组中的主机
    ansible “websrvs:&dbsrvs” –m ping

逻辑或

  在websrvs组，但不在dbsrvs组中的主机
    ansible 'websrvs:!dbsrvs' –m ping

正则表达式

  ansible “websrvs:&dbsrvs” –m ping
  ansible “~(web|db).*.magedu.com” –m ping

Ansible命令执行过程

  1. 加载自己的配置文件 默认/etc/ansible/ansible.cfg
  2. 加载自己对应的模块文件，如command
  3. 通过ansible将模块或命令生成对应的临时py文件，并将该文件传输至远程服务器的对应执行用户$HOME/.ansible/tmp/ansible-tmp-数字/XXX.PY文件
  4. 给文件+x执行
  5. 执行并返回结果
  6. 删除临时py文件，sleep 0退出

Ansible命令执行状态

  绿色：执行成功并且不需要做改变的操作
  ×××：执行成功并且对目标主机做变更
  红色：执行失败

Ansible基于秘钥认证连接目标主机

1. 秘钥认证，生成秘钥文件

   [root@Ansible ~]# ssh-keygen -t rsa -P ""
   Generating public/private rsa key pair.
   Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa):
   Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa.
   Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub.
   The key fingerprint is:
   fe:e7:77:ab:0a:af:9c:34:80:13:95:11:e6:c1:52:fb root@Ansible
   The key's randomart image is:
   +--[ RSA 2048]----+
   |      oB+        |
   |     .+oo        |
   |     ..o         |
   |      o .        |
   |     o .SE       |
   |      ...        |
   |        .+       |
   |        o.= . . .|
   |         +o=oo.o.|
   +-----------------+

2. 将生成的公钥文件传送到目标主机上

[root@Ansible ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub [email protected]
The authenticity of host '192.168.36.37 (192.168.36.37)' can't be established.
RSA key fingerprint is 81:e7:91:36:23:aa:e0:db:7e:35:f1:d2:81:cf:97:9a.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
Warning: Permanently added '192.168.36.37' (RSA) to the list of known hosts.
[email protected]'s password:
Now try logging into the machine, with "ssh '[email protected]'", and check in:

  .ssh/authorized_keys

to make sure we haven't added extra keys that you weren't expecting.

Ansible使用示例

  探测目标主机是否可达

Ansible常用模块

  Ansible有许多模块，这里仅列出最常用的几种模块进行练习

Command：在远程主机执行命令，默认模块，可忽略-m选项

  ansible srvs -m command -a 'service vsftpd start'
  ansible srvs -m command -a 'echo magedu |passwd --stdin wang'
  此命令不支持 $VARNAME < > | ; & 等，用shell模块实现
  command模块缺陷：（当字符串输出，command在执行时，不使用shell解析）

  查看远程主机名

Shell：和command相似，用shell执行命令

  ansible srv -m shell -a 'echo magedu |passwd –stdin wang'
  调用bash执行命令 类似 cat /tmp/stanley.md | awk -F'|' '{print $1,$2}'&> /tmp/example.txt 这些复杂命令，即使使用shell也可能会失败，解决办法：写到脚本时，copy到远程，执行，再把需要的结果拉回执行命令的机器

  远程主机用户添加密码

Script：在远程主机上运行ansible服务器上的脚本

  -a "/PATH/TO/SCRIPT_FILE“
  ansible websrvs -m script -a /data/f1.sh

Copy：从主控端复制文件到远程主机

  ansible srv -m copy -a “src=/root/f1.sh dest=/tmp/f2.sh
  owner=wang mode=600 backup=yes”
  如目标存在，默认覆盖，此处指定先备份
  ansible srv -m copy -a “content='test content\n' dest=/tmp/f1.txt”
  指定内容，直接生成目标文件

  复制ansible服务器文件到远程主机，并设置权限为600

  远程主机查看

Fetch：从远程主机提取文件至主控端，copy相反，目录可先tar

  ansible srv -m fetch -a 'src=/root/a.sh dest=/data/scripts'

  复制远程主机文件到ansible服务器

  ansible服务器查看复制过来的文件

File：设置文件属性

  ansible srv -m file -a "path=/root/a.sh owner=wang mode=755“
  ansible web -m file -a 'src=/app/testfile dest=/app/testfile-link state=link'

  设置远程主机文件所属用户为Darius，权限为666

  设置远程主机文件的链接文件

  查看远程主机文件

Hostname：管理主机名

  ansible node1 -m hostname -a “name=websrv”

  直接修改主机名，主机名的配置文件同时也进行修改

  查看主机名称以及主机配置文件

Cron：计划任务

支持时间：minute，hour，day，month，weekday
  ansible srv -m cron -a “minute=*/5 job='/usr/sbin/ntpdate 172.16.0.1 &>/dev/null' name=Synctime” 创建任务
  ansible srv -m cron -a 'state=absent name=Synctime' 删除任务

  添加每五分钟同步一次时间的计划任务

  删除计划任务

Yum：管理包

  ansible srv -m yum -a 'name=httpd state=present' 安装
  ansible srv -m yum -a 'name=httpd state=absent' 删除

  安装软件包

  查看包是否安装

  

  卸载软件包

  查看包是否卸载

Service：管理服务

  ansible srv -m service -a 'name=httpd state=stopped' # 停止服务
  ansible srv -m service -a 'name=httpd state=started enabled=yes' # 启动服务并设置开机自启动
  ansible srv -m service -a 'name=httpd state=reloaded' # 重新加载配置文件
  ansible srv -m service -a 'name=httpd state=restarted' # 重启服务

  远程启动服务，查看端口号看是否启动成功

  停止服务

User：管理用户

  ansible srv -m user -a 'name=user1 comment=“test user” uid=2048 home=/app/user1 group=root'
  ansible srv -m user -a 'name=sysuser1 system=yes home=/app/sysuser1 '
  ansible srv -m user -a 'name=user1 state=absent remove=yes'
  删除用户及家目录等数据

  创建用户user1，uid=2048，所属组为root，家目录为/app/user1，备注为test user1

  删除用户并删除用户家目录

Group：管理组

  ansible srv -m group -a "name=testgroup system=yes“
  ansible srv -m group -a "name=testgroup state=absent"

  创建组

  删除组

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