自动化运维工具之Ansible

---

一、Ansible

Ansible是一个基于Python开发的配置管理和应用部署工具，现在也在自动化管理领域大放异彩。它融合了众多老牌运维工具的优点，Pubbet和Saltstack能实现的功能，Ansible基本上都可以实现。

Ansible能批量配置、部署、管理上千台主机。比如以前需要切换到每个主机上执行的一或多个操作，使用Ansible只需在固定的一台Ansible控制节点上去完成所有主机的操作。

Ansible是基于模块工作的，它只是提供了一种运行框架，它本身没有完成任务的能力，真正执行操作的是Ansible的模块， 比如copy模块用于拷贝文件到远程主机上，service模块用于管理服务的启动、停止、重启等。

Ansible其中一个比较鲜明的特性是Agentless，即无Agent的存在，它就像普通命令一样，并非C/S软件，也只需在某个作为控制节点的主机上安装一次Ansible即可，通常它基于ssh连接来控制远程主机，远程主机上不需要安装Ansible或其它额外的服务。

使用者在使用时，在服务器终端输入命令或者playbooks，会通过预定好的规则将playbook拆解为play，再组织成ansible可以识别的任务，调用模块和插件，根据主机清单通过SSH将临时文件发给远程的客户端执行并返回结果，执行结束后自动删除

Ansible的另一个比较鲜明的特性是它的绝大多数模块都具备幂等性(idempotence)。所谓幂等性，指的是无论执行多少次同样的运算，结果都是相同的，即一条命令，任意多次执行所产生的影响均与一次执行的影响相同。比如执行 systemctl stop xxx 命令来停止服务，当发现要停止的目标服务已经处于停止状态，它什么也不会做， 所以多次停止的结果仍然是停止，不会改变结果，它是幂等的，而 systemctl restart xxx 是非幂等的。

Ansible的很多模块在执行时都会先判断目标节点是否要执行任务，所以，可以放心大胆地让Ansible去执行任务，重复执行某个任务绝大多数时候不会产生任何副作用。

二、Ansible特点及优势

优势：

①轻便性：无需在被控制服务器上安装客户端，Ansible基于ssh协议

②幂等性：大部分模块有幂等性，即如果输入systemctl stop firewalld当发现要停止的服务已经停止就不会做任何操作了，多次停止不会改变结果。systemtl restart是非幂等的。

③判断性：大部分模块在执行时都会判断目标节点是否要执行任务，所有重复执行某个任务大部分时间不会产生副作用

④简介性：一个窗口即可管理所有需要控制的机器，无需开启多个窗口

特点：

①部署简单，只需要主控端部署Ansible环境，被控端无需做任何操作；

②默认使用SSH协议设备进行管理；

③主从集中化管理；

④配置简单、功能强大、扩展性强；

⑤支持API及自定义模块，可以通过Python轻松扩展

⑥通过playbooks来定制强大的配置、状态管理

⑦对云平台和大数据都有很好的支持

三、Ansible核心程序

①HostInventory：记录由Ansible管理的主机信息，端口，ip，密码等

②playbooks：'剧本’YAML格式文件，多任务定义在一个文件中，定义主机需要调用那些模块完成功能

③core modeules：核心模块主要操作通过调用核心模块来完成管理任务

④customodules：自定义模块，完成核心模块无法完成的模块，支持多种语言编写

⑤connectiontugins：连接插件，ansible和主机通信使用(ssh协议)

四、Ansible工作原理及流程

①加载自己的配置文件，默认/etc/ansible/ansible.cfg

②查找对应的主机的配置文件，找到要执行的主机或组/etc/ansible/hosts文件

③加载自己对应的模块文件，如command、yum、ping、

④通过ansible将模块命令生成对应的临时py文件(类似python脚本)，并将该文件传输至被管理端

⑤传输到在被控制端的对应用户的家目录下.ansible/tmp/xxx/xxx.py

⑥被控制端给传输过来的py文件加执行权限

⑦执行并返回结果，执行完成后删除py文件并sleep 0退出

五、部署Ansible自动化运维工具

管理端：192.168.154.10 ansible
被管理端（webservers）：192.168.154.11
被管理端（webservers）：192.168.154.12
被管理端（dbservers）：192.168.154.13

//管理端安装 ansible
yum install -y epel-release			//先安装 epel 源
yum install -y ansible

//ansible 目录结构
/etc/ansible/
├── ansible.cfg			#ansible的配置文件，一般无需修改
├── hosts				#ansible的主机清单，用于存储需要管理的远程主机的相关信息
└── roles/				#公共角色目录

//配置主机清单
cd /etc/ansible
vim hosts       
[webservers]			#配置组名
192.168.154.11	
192.168.154.12		#组里包含的被管理的主机IP地址或主机名（主机名需要先修改/etc/hosts文件）

[dbservers]
192.168.154.13

//配置密钥对验证
ssh-keygen -t rsa -P '' -f ~/.ssh/id_rsa

yum install -y sshpass
sshpass -p '123' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@192.168.154.11
sshpass -p '123' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@192.168.154.12   
sshpass -p '123' ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no root@192.168.154.13   

六、 Ansible 命令行模块

命令格式：ansible <组名> -m <模块> -a <参数列表>

ansible-doc -l				#列出所有已安装的模块，按q退出

1、command 模块

在远程主机执行命令，不支持管道，重定向等shell的特性。

ansible-doc -s command		#-s 列出指定模块的描述信息和操作动作

ansible 192.168.154.11 -m command -a 'date'		#指定 ip 执行 date
ansible webservers -m command -a 'date'			#指定组执行 date
ansible dbservers -m command -a 'date'       
ansible all -m command -a 'date'				#all 代表所有 hosts 主机
ansible all -a 'ls /'							#如省略 -m 模块，则默认运行 command 模块

常用的参数：
chdir：在远程主机上运行命令前提前进入目录
creates：判断指定文件是否存在，如果存在，不执行后面的操作
removes：判断指定文件是否存在，如果存在，执行后面的操作

ansible all -m command -a "chdir=/home  ls ./"

ansible dbservers -m command -a 'ifconfig'
ansible 192.168.154.11 -m command -a 'ifconfig'
ansible dbservers -m command -a 'hostnamectl'

chdir

ansible dbservers -m command -a 'chdir=/opt ls -l'  

creates

ansible dbservers -m command -a 'creates=/opt/test.txt touch /opt/test.txt'

removes

ansible dbservers -m command -a 'removes=/opt/abc.txt touch /opt/abc.txt'  

2．shell 模块

在远程主机执行命令，相当于调用远程主机的shell进程，然后在该shell下打开一个子shell运行命令（支持管道符号等功能）

ansible-doc -s shell

ansible dbservers -m shell -a 'echo 123456 | passwd --stdin test"'
ansible dbservers -m shell -a 'echo $(ifconfig ens33 | awk "NR==2 {print $2}") | cut -d " " -f2'
ansible dbservers -m shell -a 'echo $(ifconfig ens33 | awk "NR==2 {print \$2}")'

先在192.168.154.13创建一个test的用户

3．cron 模块

在远程主机定义任务计划。其中有两种状态（state）：present表示添加（可以省略），absent表示移除。

ansible-doc -s cron				#按 q 退出

常用的参数：
minute/hour/day/month/weekday：分/时/日/月/周
job：任务计划要执行的命令
name：任务计划的名称
user：指定计划任务属于哪个用户，默认是root用户

ansible webservers -m cron -a 'minute="*/1" job="/bin/echo helloworld" name="test crontab"'
ansible webservers -a 'crontab -l'
ansible webservers -m cron -a 'name="test crontab" state=absent'

4．user 模块

用户管理的模块

ansible-doc -s user

常用的参数：
name：用户名，必选参数
state=present|absent：创建账号或者删除账号，present表示创建，absent表示删除
system=yes|no：是否为系统账号
uid：用户uid
group：用户基本组
groups: 用户所属附加组
shell：默认使用的shell
create_home=yse|no: 是否创建家目录
password：用户的密码，建议使用加密后的字符串
remove=yes|no：当state=absent时，是否删除用户的家目录

ansible dbservers -m user -a 'name="test01"'				#创建用户test01
ansible dbservers -m command -a 'tail /etc/passwd'
ansible dbservers -m user -a 'name="test01" state=absent'	#删除用户test01

5．group 模块

用户组管理的模块

ansible-doc -s group

ansible dbservers -m group -a 'name=mysql gid=306 system=yes'	#创建mysql组
ansible dbservers -a 'tail /etc/group'
ansible dbservers -m user -a 'name=test01 uid=306 system=yes group=mysql'	#将test01用户添加到mysql组中
ansible dbservers -a 'tail /etc/passwd'
ansible dbservers -a 'id test01'    

6．copy 模块

用于复制指定主机文件到远程主机的

ansible-doc -s copy

常用的参数：
dest：指出复制文件的目标及位置，使用绝对路径，如果源是目录，指目标也要是目录，如果目标文件已经存在会覆盖原有的内容
src：指出源文件的路径，可以使用相对路径或绝对路径，支持直接指定目录，如果源是目录则目标也要是目录
mode：指出复制时，目标文件的权限 
owner：指出复制时，目标文件的属主
group：指出复制时，目标文件的属组
content：指出复制到目标主机上的内容，不能与src一起使用

ansible dbservers -m copy -a 'src=/etc/fstab dest=/opt/fstab.bak owner=root mode=640'
ansible dbservers -a 'ls -l /opt'
ansible dbservers -a 'cat /opt/fstab.bak'

ansible dbservers -m copy -a 'content="helloworld" dest=/opt/hello.txt'  #将helloworld写入/opt/hello.txt文件中
ansible dbservers -a 'cat /opt/hello.txt' 

7．file 模块

设置文件属性

ansible-doc -s file

ansible dbservers -m file -a 'owner=test01 group=mysql mode=644 path=/opt/fstab.bak'	#修改文件的属主属组权限等
ansible dbservers -m file -a 'path=/opt/fstab.link src=/opt/fstab.bak state=link'    #设置/opt/fstab.link为/opt/fstab.bak的链接文件
ansible dbservers -m file -a "path=/opt/abc.txt state=touch"			#创建一个文件
ansible dbservers -m file -a "path=/opt/abc.txt state=absent"			#删除一个文件

8．hostname 模块

用于管理远程主机上的主机名

ansible dbservers -m hostname -a "name=mysql01"

9．ping 模块

检测远程主机的连通性

ansible all -m ping

10．yum 模块

在远程主机上安装与卸载软件包

ansible-doc -s yum

ansible webservers -m yum -a 'name=httpd'					#安装服务
ansible webservers -m yum -a 'name=httpd state=absent'		#卸载服务

11．service/systemd 模块

用于管理远程主机上的管理服务的运行状态

ansible-doc -s service

常用的参数：
name：被管理的服务名称
state=started|stopped|restarted：动作包含启动关闭或者重启
enabled=yes|no：表示是否设置该服务开机自启
runlevel：如果设定了enabled开机自启去，则要定义在哪些运行目标下自启动

ansible webservers -a 'systemctl status httpd'			#查看web服务器httpd运行状态
ansible webservers -m service -a 'enabled=true name=httpd state=started'			#启动httpd服务

12．script 模块

实现远程批量运行本地的 shell 脚本

ansible-doc -s script

vim test.sh
#!/bin/bash
echo "hello ansible from script" > /opt/script.txt

chmod +x test.sh
ansible webservers -m script -a 'test.sh'
ansible webservers -a 'cat /opt/script.txt'

vim test.sh
#!/bin/bash
echo $1 > /opt/test.txt
echo s2 >> /opt/test .txt

ansible dbservers -m script -a 'test.sh abc123'

13. mount 模块

挂载文件系统

ansible-doc -s mount

常用的参数：
src：定义挂载设备的路径
path：定义挂载到哪个目录，必须指定
fstype：指定挂载文件的系统类型，必须指定，xfs、iso9660、nfs…
opts：定义挂载的参数，defaults、rw、ro…
state：定义挂载的状态，mounted（进行挂载，修改/etc/fstab信息）、absent（永久性卸载，并修改 /etc/fstab信息）、unmounted（临时卸载，不修改/etc/fstab信息）

ansible dbservers -m mount -a 'src=/dev/sr0 path=/mnt state=mounted fstype=iso9660'

14. archive 模块

打包压缩

ansible-doc -s archive

常用的参数：
path: 必须参数，远程主机上需要被打包压缩的源文件/目录
dest: 打包压缩后的包文件路径(包文件的父目录必须存在);如果包文件已存在，则会被覆盖
format: 指定压缩类型，包括: bz2、gz（默认）、tar、xz、zip
remove=yes|no: 是否删除源文件

ansible dbservers -m archive -a "path=/etc/yum.repos.d/ dest=/opt/repo.zip format=zip"
ansible dbservers -m archive -a "path=/opt/abc.txt,/opt/123.txt dest=/opt/abc123.tar.gz format=gz remove=yes"

15. unarchive 模块

解包解压缩

ansible-doc -s unarchive

常用的参数：
copy：默认为 copy=yes ，拷贝的文件从 ansible 主机复制到远程主机，copy=no 表示在远程主机上寻找源文件解压
src：tar包源路径，可以是 ansible 主机上的路径，也可以是远程主机上的路径，如果是远程主机上的路径，则需设置 copy=no
dest：解压后文件的目标绝对路径
remote_src: 和 copy 功能一样且互斥，设置 remote_src=yes 表示文件在远程主机上，设置为 remote_src=no 表示文件在 ansible 主机上

#将 ansible 主机的压缩文件拷贝到到远程主机并解压，修改文件所属组和用户
ansible dbservers -m unarchive -a "src=/opt/abc.tar.gz dest=/root copy=yes"
或者
ansible dbservers -m unarchive -a "src=/opt/abc.tar.gz dest=/root remote_src=no"

#在远程主机解包
ansible dbservers -m unarchive -a "src=/opt/123.tar.gz dest=/root copy=no"
或者
ansible dbservers -m unarchive -a "src=/opt/123.tar.gz dest=/root remote_src=yes"

16. replace 模块

类似于sed命令，主要也是基于正则进行匹配和替换

ansible-doc -s replace

常用的参数:
path：必须参数，指定要修改的文件
regexp：必须参数，指定一个正则表达式
replace：替换regexp参数匹配到的字符串
backup=yes|no: 修改源文件前创建一个包含时间戳信息的备份文件
before：如果指定，则仅替换/删除此匹配之前的内容，可以和after参数结合使用
after：如果指定，则仅替换/删除此匹配之后的内容，可以和before参数结合使用
owner：修改文件用户名
group：修改文件组名
mode：修改文件权限

vim /opt/test.txt
11 22 33 44 55 66
aa bb cc dd ee ff
1a 2b 3c 4d 5e 6f

#匹配 333 并修改为 ccc
ansible dbservers -m replace -a "path=/opt/test.txt regexp='33' replace='cc'"
#匹配到任意一个或多个开头的行增加注释
ansible dbservers -m replace -a "path=/opt/test.txt regexp='^(.*)' replace='#\1'"
#取消注释
ansible dbservers -m replace -a "path=/opt/test.txt regexp='^#(.*)' replace='\1'"
#匹配以 a 开头的后面有一个或者多个字符的行，并在前面添加 # 注释
ansible dbservers -m replace -a "path=/opt/test.txt regexp='^(a.*)' replace='#\1'"

ansible dbservers -m replace -a "path=/opt/test.txt regexp='3' replace='three' before=cc"

17．setup 模块

facts 组件是用来收集被管理节点信息的，使用 setup 模块可以获取这些信息

ansible-doc -s setup

ansible webservers -m setup				#获取mysql组主机的facts信息
ansible dbservers -m setup -a 'filter=*ipv4'    #使用filter可以筛选指定的facts信息

七、 inventory 主机清单

Inventory支持对主机进行分组，每个组内可以定义多个主机，每个主机都可以定义在任何一个或多个主机组内。

如果是名称类似的主机，可以使用列表的方式标识各个主机。

vim /etc/ansible/hosts
[webservers]
192.168.154.11:2222		#冒号后定义远程连接端口，默认是 ssh 的 22 端口
192.168.154.1[2:5]

[dbservers]
db-[a:f].example.org	#支持匹配 a~f


//inventory 中的变量
Inventory变量名	              含义
ansible_host                  ansible连接节点时的IP地址
ansible_port                  连接对方的端口号，ssh连接时默认为22
ansible_user                  连接对方主机时使用的用户名。不指定时，将使用执行ansible或ansible-playbook命令的用户
ansible_password              连接时的用户的ssh密码，仅在未使用密钥对验证的情况下有效
ansible_ssh_private_key_file  指定密钥认证ssh连接时的私钥文件
ansible_ssh_common_args       提供给ssh、sftp、scp命令的额外参数
ansible_become                允许进行权限提升
ansible_become_method         指定提升权限的方式，例如可使用sudo/su/runas等方式
ansible_become_user           提升为哪个用户的权限，默认提升为root
ansible_become_password       提升为指定用户权限时的密码

（1）主机变量

[webservers]
192.168.154.11 ansible_port=22 ansible_user=root ansible_password=abc1234

（2）组变量

[webservers:vars]			#表示为 webservers 组内所有主机定义变量
ansible_user=root
ansible_password=abc1234

[all:vars]					#表示为所有组内的所有主机定义变量
ansible_port=22

（3）组嵌套

[nginx]
192.168.154.11
192.168.154.12
192.168.154.13

[apache]
192.168.154.3[0:3]

[webs:children]		#表示为 webs 主机组中包含了 nginx 组和 apache 组内的所有主机
nginx
apache