Linux批量管理：Ansible自动化运维指南

引言

在服务器规模化的时代，Ansible就像一位"自动化指挥官"️，让你轻松管理成百上千台Linux主机！本文将带你全面掌握Ansible的核心用法，从基础架构到高级Playbook，从主机管理到应用部署。无论你是要管理几台服务器还是整个数据中心，这些Ansible技巧都能让你的运维效率提升10倍！准备好你的控制节点，让我们一起进入自动化运维的世界吧~

Ansible

主机管理

配置部署

任务编排

扩展开发

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一、Ansible 基础架构

1.1 核心概念

• 控制节点(Control Node)：运行Ansible的主机（需Python环境）
• 被管节点(Managed Nodes)：被管理的服务器（只需SSH和Python）
• Inventory：主机清单文件，定义被管节点
• Playbook：自动化任务的YAML文件
• Module：执行特定任务的单元（如yum, copy, service等）

1.2 安装Ansible

# Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install ansible

# RHEL/CentOS
sudo yum install epel-release
sudo yum install ansible

# 验证安装
ansible --version

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二、Inventory 主机清单配置

2.1 基础Inventory文件

# /etc/ansible/hosts 或项目目录中的hosts文件
[web_servers]
web1.example.com ansible_user=admin
web2.example.com ansible_port=2222

[db_servers]
db1.example.com
db2.example.com

[cluster:children]
web_servers
db_servers

[all:vars]
ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3

2.2 动态Inventory（云环境）

# AWS EC2示例
ansible-inventory -i aws_ec2.yml --graph

2.3 主机变量与组变量

# 主机变量
# inventory文件中定义
web1.example.com ansible_user=admin custom_var=value

# 组变量
# group_vars/web_servers.yml
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http_port: 80
https_port: 443

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三、Ad-Hoc 命令快速管理

3.1 基础命令结构

ansible [pattern] -m [module] -a "[module options]" [options]

3.2 常用Ad-Hoc示例

# 检查所有主机连通性
ansible all -m ping

# 收集主机信息
ansible all -m setup

# 在多台主机上执行命令
ansible web_servers -m shell -a "uptime"

# 管理服务
ansible web_servers -m service -a "name=nginx state=restarted"

# 文件分发
ansible db_servers -m copy -a "src=/local/path dest=/remote/path"

# 软件包管理
ansible all -m apt -a "name=nginx state=latest" --become

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四、Playbook 自动化配置

4.1 Playbook基础结构

# site.yml 示例
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- name: Configure Web Servers
  hosts: web_servers
  become: yes
  vars:
    http_port: 80
    max_clients: 200
  
  tasks:
    - name: Ensure Nginx is installed
      apt:
        name: nginx
        state: latest
      
    - name: Copy Nginx config
      template:
        src: templates/nginx.conf.j2
        dest: /etc/nginx/nginx.conf
      notify: restart nginx
  
  handlers:
    - name: restart nginx
      service:
        name: nginx
        state: restarted

4.2 常用模块示例

# 用户管理
- name: Add user
  user:
    name: webadmin
    groups: www-data
    shell: /bin/bash
    password: "{{ 'password' | password_hash('sha512') }}"

# 文件权限
- name: Set file permissions
  file:
    path: /var/www/html
    owner: www-data
    group: www-data
    mode: '0755'
    state: directory

# 定时任务
- name: Add cron job
  cron:
    name: "Backup database"
    minute: "0"
    hour: "2"
    job: "/opt/scripts/backup.sh"

4.3 条件与循环

# 条件执行
- name: Install EPEL on CentOS
  yum:
    name: epel-release
    state: present
  when: ansible_distribution == "CentOS"

# 循环示例
- name: Install packages
  apt:
    name: "{{ item }}"
    state: present
  loop:
    - nginx
    - mysql-server
    - php-fpm

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五、角色(Roles)与复用

5.1 角色目录结构

roles/
  nginx/
    tasks/
      main.yml
    handlers/
      main.yml
    templates/
      nginx.conf.j2
    vars/
      main.yml
    defaults/
      main.yml
    files/
      custom.conf

5.2 创建角色

ansible-galaxy init roles/nginx

5.3 在Playbook中使用角色

- hosts: web_servers
  roles:
    - nginx
    - { role: mysql, db_password: 'secret' }

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六、高级特性

6.1 变量优先级

1. 命令行变量 (-e)
2. Playbook变量 (vars:)
3. Inventory变量
4. 角色默认变量 (roles/xxx/defaults)

6.2 标签(Tags)管理

tasks:
  - name: Install packages
    apt:
      name: "{{ item }}"
      state: present
    loop:
      - nginx
      - mysql-server
    tags: packages

# 运行指定标签的任务
ansible-playbook site.yml --tags "packages"

6.3 Vault加密敏感数据

# 创建加密文件
ansible-vault create secret.yml

# 编辑加密文件
ansible-vault edit secret.yml

# 运行使用加密数据的Playbook
ansible-playbook site.yml --ask-vault-pass

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七、实际应用案例

7.1 批量用户管理

# users.yml
- name: Manage Users
  hosts: all
  become: yes
  vars_files:
    - secrets/users_pass.yml  # 加密的密码文件
  
  tasks:
    - name: Create users
      user:
        name: "{{ item.name }}"
        groups: "{{ item.groups | default('users') }}"
        password: "{{ item.password | default(users_default_pass) }}"
        shell: "{{ item.shell | default('/bin/bash') }}"
      loop: "{{ users }}"

7.2 集群配置同步

# cluster_sync.yml
- name: Sync Cluster Configuration
  hosts: cluster_nodes
  become: yes
  
  tasks:
    - name: Copy configuration files
      synchronize:
        src: /local/configs/
        dest: /etc/app/
        delete: yes
        recursive: yes

7.3 自动化系统更新

# system_update.yml
- name: Update All Systems
  hosts: all
  become: yes
  
  tasks:
    - name: Update apt cache (Debian)
      apt:
        update_cache: yes
      when: ansible_os_family == "Debian"
    
    - name: Upgrade all packages (Debian)
      apt:
        upgrade: dist
      when: ansible_os_family == "Debian"
    
    - name: Update yum packages (RHEL)
      yum:
        name: '*'
        state: latest
      when: ansible_os_family == "RedHat"

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八、最佳实践

1. 版本控制：所有Playbook和Inventory文件应纳入Git管理
2. 模块化设计：使用角色分解复杂配置
3. 幂等性保证：确保Playbook可安全重复执行
4. 环境分离：为dev/staging/prod使用不同的Inventory
5. 文档注释：Playbook中详细注释每个任务目的
6. 定期审计：检查Playbook执行结果和变更

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九、性能优化

9.1 并行执行控制

# 控制并行进程数
ansible-playbook site.yml -f 10  # 使用10个并行进程

9.2 连接优化

# ansible.cfg
[defaults]
forks = 20
host_key_checking = False
pipelining = True

9.3 异步任务

- name: Long running task
  command: /opt/scripts/long_task.sh
  async: 3600  # 超时时间(秒)
  poll: 0      # 不等待完成

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总结

通过本文的系统学习，我们已经掌握了Ansible批量管理的完整技能：

1. 架构理解：Inventory/Playbook核心组件
2. 高效管理：Ad-Hoc命令与Playbook编排
3. 项目规范：Roles组织与变量管理
4. 企业实践：安全控制与扩展开发 ️

自动化黄金法则：

• 幂等性：任务可重复执行不产生副作用
• 版本控制：Playbook纳入Git管理
• 文档齐全：每个Role维护README文件

记住：自动化不是可选项，而是必选项！ 现在就用Ansible解放你的双手吧！✨

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PS：如果你在学习过程中遇到问题，别慌！欢迎在评论区留言，我会尽力帮你解决！