[Ansible专栏]Ansible Playbook介绍和使用

Posted 2022-11-30

微信公众号：运维开发故事，作者：姜总

一、ansible介绍

Ansible Playbooks 提供了一个可重复、可重用、简单的配置管理和多机部署系统，非常适合部署复杂的应用程序。Ansible Playbook 是自动化任务的蓝图，这些任务是复杂的 IT 操作，在有限或没有人为参与的情况下执行。Ansible Playbook 在一组、组或分类的主机上执行，它们共同构成一个 Ansible 清单。

Ansible Playbook 本质上是框架，是预先编写的代码，开发人员可以使用 ad-hoc 或作为起始模板。Ansible Playbooks 经常用于自动化IT 基础设施（例如操作系统和Kubernetes平台）、网络、安全系统和开发人员角色（例如 Git）。

Ansible Playbooks 可帮助 IT 人员对应用程序、服务、服务器节点或其他设备进行编程，而无需从头开始创建所有内容的手动开销。Ansible Playbook 以及其中的条件、变量和任务可以无限期地保存、共享或重复使用。

• playbook 是由一个或多个play组成的列表
• play的主要功能在于将直线归并为一组的主机装扮实现通过ansible中的task定义好的角色。从根本来讲，所谓的task无非是调用ansible的一个module。将多个play组织在一个playbook内，即可以让它们联动起来按实现编排的机制唱一台大戏
• playbook采用YAML语言编写

二、ansible playbook 如何工作？

Ansible 模块执行任务。可以组合一个或多个 Ansible 任务来进行游戏。可以组合两个或多个剧本来创建 Ansible Playbook。Ansible Playbook 是针对主机自动执行的任务列表。主机组构成您的 Ansible 清单。

Ansible Playbook 中的每个模块都执行特定的任务。每个模块都包含元数据，这些元数据确定执行任务的时间和地点，以及执行任务的用户。还有数以千计的其他 Ansible 模块可以执行各种 IT 任务。

三、什么是 yaml？

YAML是一个可读性高的用来表达资料序列的格式，它实际上是一种标记语言。不论是在运维工作中还是开发工作中，yaml语言都是一个很普遍被使用的，比如：Kubernetes 中的部署清单文件、GitLab CICD、Python使用yaml格式做配置文件、json 格式的数据需要被转成 yaml 格式的数据等等。这里不对yaml语法做更多的介绍，详情可以自行和百度、谷歌合作了解。

四、yaml 语言的特性

• YAML的可读性好
• YAML和脚本语言的交互性好
• YAML使用实现语言的数据类型
• YAML有一个一致的信息模型
• YAML易于实现
• YAML可以基于流来处理
• YAML表达能力强，扩展性好

五、ansible-playbook的核心组成部分

• Hosts：执行的远程主机列表；
• Tasks：任务集；
• Variables：内置变量或自定义变量在playbook中调用；
• Templates：模板，可替换模板中的变量并实现一些简单的逻辑的文件；
• Handlers 和 notify：两者结合使用，由特定条件触发的操作，满足条件方才执行，否则不执行；
• Tags：标签，用于制定某条任务执行，用户选择运行playbook中的部分代码，ansible具有幂等性，因此会自动跳过没有辩护的部分，即便如此，有的代码为测试其确实没有发生变化的时间依然会非常的长，此时确信其没有变化，就可以通过tags跳过这些代码片段。

5.1 ansible-playbook 的项目 目录结构

[root@ayunw ansible-project]# ll
total 28
-rw-r--r--. 1 root root 122 Jul  8 10:14 00_setup.yml
-rw-r--r--. 1 root root  84 Jul  7 14:42 01_publish_ssh_key.yml
-rw-r--r--. 1 root root  78 Jul  8 14:11 02_common.yml
-rw-r--r--. 1 root root  85 Jul  8 10:34 03_install_docker.yml
drwxr-xr-x. 3 root root 124 Jul 11 09:15 files
drwxr-xr-x. 2 root root  80 Jul  8 15:26 inventory
-rw-r--r--. 1 root root 778 Jul  7 15:16 README.md
drwxr-xr-x. 5 root root  57 Jul  7 18:30 roles

[root@ayunw ansible-project]# tree roles/ -L 3
roles/
├── docker
│   ├── defaults
│   │   └── main.yml
│   ├── handlers
│   │   └── main.yml
│   ├── meta
│   │   └── main.yml
│   ├── tasks
│   │   └── main.yml
│   ├── templates
│   │   ├── daemon.json.j2
│   │   └── docker-ce.repo.j2
│   └── vars
│       └── main.yml

以上是项目是docker批量安装。这个目录格式是我这边安装项目的目录规范。但并不是说每个目录下的​​main.yml​​​文件都存在内容，其实很多时候我们可能用不到​​default/main.yml​​​和​​meta/main.yml​​。

5.2 Hosts 远程主机列表

playbook中的每一个play的目的都是为了让特定主机以某个指定的用户身份执行任务。hosts用于指定要执行指定任务的主机，须事先定义在主机清单中。比如我们之前说的默认在​​/etc/ansible/hosts​​文件中：

[root@ayunw ansible-example]# cat /etc/ansible/hosts
[websrvs]
10.10.108.[30:33]

[dbsrvs]
10.10.108.30

[appsrvs]
10.10.108.[30:33]

5.3 remote_user 远程用户

可用于Host和Task中，也可以通过指定其通过sudo的方式在远程主机上执行任务，其可用于play全局或某任务。此外，还可以在sudo时使用sudo_user指定sudo时切换的用户。

[root@ayunw ansible-example]# cat demo-playbook.yml
- hosts: dbsrvs
  remote_user: root   
  tasks:
    - name: pingtest       
      ping:
      remote_user: ayunw
      sudo: yes        # 默认sudo为root
      sudo_user: root  # sudo 为root

5.4 Tasks 任务集

简单来说，Tasks 任务集其实就是使用多个ansible支持的模块组合起来的一组任务。可以理解为 ansible-playbook 中，一个name指定的就是一个task任务。各个task按次序逐个在hosts中指定的所有主机上执行，即在所有主机上完成第一个task后，再开始第二个task。但是也可以使用异步模式。这个后面文章会说；

task的目的是使用指定的参数执行模块，而在模块参数中可以使用变量。模块执行是幂等的，这意味着多次执行是安全的，因为其结果均一致；

每个task都应该有其name，用于playbook的执行结果输出，建议起一个见名知意的名称。

task的两种格式：

一种是​​key=value​​​的形式，另一种是​​key: value​​的形式。

注意： 后者冒号后面有一个空格。

[root@ayunw ansible-project]# cat install_httpd.yml
---
- hosts: dbsrvs
  remote_user: root
  tasks:

  - name: install httpd #描述信息
    yum: name=httpd     #调用yum模块安装httpd服务

  - name: start httpd #同样是描述信息
    service: name=httpd state=started enabled=yes #调用service模块启动httpd服务并设置开机自启


[root@ayunw ansible-project]# cat copy_files.yml
---
- hosts: dbsrvs
  remote_user: root
  tasks:

  - name: install httpd
    yum: name=httpd

  - name: start httpd
    service:
      name: httpd
      state: started
      enabled: yes

以上示例中，我加了空行，存在空行和带有 ​​#​​ 注释的行不会影响 yaml 文件执行，看上去更加美观，而不是所有 task 挤在一起，看上去一团糟。

5.5 Variables 变量

通常我们会将变量信息放在​​roles/vars/main.yml​​中，格式如下：

[root@ayunw ansible-project]# cat roles/docker/vars/main.yml
EMQXNAME: emq_perf

DEPEND_PKG:
  - yum-utils
  - device-mapper-persistent-data
  - lvm2
  - bridge-utils

DOCKER_PKG:
  - containerd.io-1.6.6
  - docker-ce-20.10.17
  - docker-ce-cli-20.10.17

5.6 Templates 模板

Templates 模板主要使用​​Jinjia2​​​模板语言，以 ​​.j2​​结尾，里面其实就是一个配置文件，比如：

[root@ayunw ansible-project]# cat roles/docker/templates/daemon.json.j2

    "exec-opts": ["native.cgroupdriver=systemd"],
    "log-driver": "json-file",
    "log-level": "warn",
    "log-opts": 
       "max-size": "1g",
       "max-file": "4"
    ,
    "data-root": "/data/docker",
    "storage-driver": "overlay2"

5.7 handler 和 notify

这两个通常结合使用，比如某一个服务配置变更后，需要重启，那么就需要在配置变更后设置一个 notify，然后 handlers 就会在playbook退出之前执行重启服务的操作。如果定义了handler重启服务，而没有定义notify，那么所有task任务执行完成后，也会触发一次服务重启操作。

两个典型的示例：示例来源于： ​​https://docs.ansible.com/ansible/latest/user_guide/playbooks_handlers.html​​

示例一：

---
- name: Verify apache installation
  hosts: webservers
  vars:
    http_port: 80
    max_clients: 200
  remote_user: root
  tasks:
    - name: Ensure apache is at the latest version
      ansible.builtin.yum:
        name: httpd
        state: latest

    - name: Write the apache config file
      ansible.builtin.template:
        src: /srv/httpd.j2
        dest: /etc/httpd.conf
      notify:
      - Restart apache

    - name: Ensure apache is running
      ansible.builtin.service:
        name: httpd
        state: started

  handlers:
    - name: Restart apache
      ansible.builtin.service:
        name: httpd
        state: restarted

示例二：

tasks:
- name: Template configuration file
  ansible.builtin.template:
    src: template.j2
    dest: /etc/foo.conf
  notify:
    - Restart apache
    - Restart memcached

handlers:
  - name: Restart memcached
    ansible.builtin.service:
      name: memcached
      state: restarted

  - name: Restart apache
    ansible.builtin.service:
      name: apache
      state: restarted

5.8 Tags 标签

我们可以在ansible-playbook的每一个task任务上打上 tag 标签，可以用于区分某一种类型的任务。如果你想要单独执行这个独有的tag标签的任务，就可以在使用ansible-playbook命令加上 -t 参数来指定 tag 执行剧本。如：

ansible-playbook -t ayunw install_docker.yml

六、ansible-playbook 命令

命令格式：​​ansible-playbook <filename.yml>...[options]​​

常见的 options 选项：

-C --check       # 只检测可能会发生的改变，但不真正执行操作
--list-hosts     # 列出运行任务的主机
--limit          # 针对主机列表中的主机执行
-v -vv -vvv      # 提示过程

示例：

ansible-playbook -C install_httpd.yaml

一个简单示例：

[root@ayunw ansible-project]# cat copy_files.yml
---
- hosts: dbsrvs
  tasks:
  - name: copy multi files
    copy: src= item  dest="/etc/yum.repos.d/" owner=root group=root mode=0644
    with_items:
      - "files/CentOS-Base.repo"
      - "files/epel.repo"


# 更推荐的方式：
[root@ayunw ansible-project]# cat copy_files.yml
---
- hosts: dbsrvs
  tasks:
  - name: copy multi files
    copy:
      src: " item "
      dest: "/etc/yum.repos.d/"
      owner: root
      group: root
      mode: 0644
    with_items:
      - "files/CentOS-Base.repo"
      - "files/epel.repo"

执行剧本

[root@ayunw ansible-project]# ansible-playbook -C cf.yml

PLAY [dbsrvs] *******************************************************************************************************************************************************************

TASK [Gathering Facts] **********************************************************************************************************************************************************
ok: [10.10.108.30]

TASK [copy multi files] *********************************************************************************************************************************************************
ok: [10.10.108.30] => (item=files/CentOS-Base.repo)
ok: [10.10.108.30] => (item=files/epel.repo)

PLAY RECAP **********************************************************************************************************************************************************************
10.10.108.30               : ok=2    changed=0    unreachable=0    failed=0    skipped=0    rescued=0    ignored=0

[root@ayunw ansible-project]# ansible-playbook copy_files.yml

以上内容就是针对​​ansible-playbook​​剧本的一个介绍和简单的使用。当然它的功能远不止于此。还有更多更高级的用法，欢迎大家一起沟通交流。

温馨提示

一名常年穿梭于Google、阿里、百度、腾讯的一线运维从业者。是<<运维开发故事>>公众号的成员之一。不定期分享技术干货和对技术的理解与感悟。