Ansible：原理和架构

Posted 2023-04-03 运维砖家

【概述】
Ansible是一个自动化管理IT资源的工具
功能：系统环境配置，安装软件，持续集成，热回滚
优点：无客户端，推送式，丰富的module，基于YAML的Playbook，商业化支持
缺点：效率低，易挂起，并发性能差

【工作机制】
● Control Node：控制节点
● Managed Node：受管控节点
● Inventory：主机清单，配置管理主机列表
● Modules（Core | Custom）：模块，用于执行某个具体的任务
● Tasks：任务单元，可在任务中执行一个ad-hoc命令
● Playbooks：剧本、任务编排。根据规则定义多个任务，模块组织结构清晰，由ansible自动执行
● connection plugin（连接插件）：Ansible通过不同的协议连接到远程主机上，执行指定的命令。默认采用ssh协议连接远程主机

【执行流程】
Ansible在运行时，首先读取ansible.cfg中的配置，根据规则获取Inventory中的管理主机列表，并行的在这些主机中执行配置的任务，最后等待执行返回的结果

【Ansible目录结构】
ansible.cfg：主配置文件
hosts：主机组
roles目录：创建角色和目录，
其子目录包括：defaults(默认变量目录)
handlers(处理程序，notify调用部分playbook)
meta(角色依赖关系处理)
tasks(具体执行的任务操作目录，存放playbook)
templates(模板文件目录)
vars(roles内的变量文件目录)
files(存放安装包和文件目录)
例：创建nginx,mysql,php,zabbix的目录结构
mkdir -p /etc/ansible/roles/nginx,mysql,php,zabbix/defaults,files,handlers,meta,tasks,templates,vars

运维-了解ansible架构与工作原理

Ansible 是一个模型驱动的配置管理器，支持多节点发布、远程任务执行。默认使用 SSH 进行远程连接。无需在被管理节点上安装附加软件，可使用各种编程语言进行扩展。

一、Ansible基本架构

了解ansible架构与工作原理了解ansible架构与工作原理

上图为ansible的基本架构，从上图可以了解到其由以下部分组成：

 
   
   
 

  
    
    
  
核心：ansible
  
    
    
  
核心模块（Core Modules）：这些都是ansible自带的模块
  
    
    
  
扩展模块（Custom Modules）：如果核心模块不足以完成某种功能，可以添加扩展模块
  
    
    
  
插件（Plugins）：完成模块功能的补充
  
    
    
  
剧本（Playbooks）：ansible的任务配置文件，将多个任务定义在剧本中，由ansible自动执行
  
    
    
  
连接插件（Connectior Plugins）：ansible基于连接插件连接到各个主机上，虽然ansible是使用ssh连接到各个主机的，但是它还支持其他的连接方法，所以需要有连接插件
  
    
    
  
主机群（Host Inventory）：定义ansible管理的主机
 
   
   
 

二、ansible工作原理

了解ansible架构与工作原理了解ansible架构与工作原理 了解ansible架构与工作原理了解ansible架构与工作原理

以上是从网上找到的两张ansible工作原理图，两张图基本都是在架构图的基本上进行的拓展。从上面的图上可以了解到：

1、管理端支持local 、ssh、zeromq 三种方式连接被管理端，默认使用基于ssh的连接－－－这部分对应基本架构图中的连接模块；

2、可以按应用类型等方式进行Host Inventory（主机群）分类，管理节点通过各类模块实现相应的操作－－－单个模块，单条命令的批量执行，我们可以称之为ad-hoc；

3、管理节点可以通过playbooks 实现多个task的集合实现一类功能，如web服务的安装部署、数据库服务器的批量备份等。playbooks我们可以简单的理解为，系统通过组合多条ad-hoc操作的配置文件 。
三、ansible的七个命令

安装完ansible后，发现ansible一共为我们提供了七个指令：ansible、ansible-doc、ansible-galaxy、ansible-lint、ansible-playbook、ansible-pull、ansible-vault 。这里我们只查看usage部分，详细部分可以通过 "指令 -h" 的方式获取。
1、ansible

1.[root@localhost ~]# ansible -h
2.Usage: ansible [options]

ansible是指令核心部分，其主要用于执行ad-hoc命令，即单条命令。默认后面需要跟主机和选项部分，默认不指定模块时，使用的是command模块。如：

1.[[e-mail] ~]# ansible 192.168.0.102 -a 'date'
2192.168.0.102 | success | rc=0 >>
3Tue May 12 22:57:24 CST 2015

不过默认使用的模块是可以在ansible.cfg 中进行修改的。ansible命令下的参数部分解释如下：

 
   
   
 

  
    
    
  
参数：
  
    
    
  
-a 'Arguments', --args='Arguments' 命令行参数
  
    
    
  
-m NAME, --module-name=NAME 执行模块的名字，默认使用 command 模块，所以如果是只执行单一命令可以不用 -m参数
  
    
    
  
-i PATH, --inventory=PATH 指定库存主机文件的路径,默认为/etc/ansible/hosts.
  
    
    
  
-u Username， --user=Username 执行用户，使用这个远程用户名而不是当前用户
  
    
    
  
-U --sud-user=SUDO_User sudo到哪个用户，默认为 root
  
    
    
  
-k --ask-pass 登录密码，提示输入SSH密码而不是假设基于密钥的验证
  
    
    
  
-K --ask-sudo-pass 提示密码使用sudo
  
    
    
  
-s --sudo sudo运行
  
    
    
  
-S --su 用 su 命令
  
    
    
  
-l --list 显示所支持的所有模块
  
    
    
  
-s --snippet 指定模块显示剧本片段
  
    
    
  
-f --forks=NUM 并行任务数。NUM被指定为一个整数,默认是5。 #ansible testhosts -a "/sbin/reboot" -f 10 重启testhosts组的所有机器，每次重启10台
  
    
    
  
--private-key=PRIVATE_KEY_FILE 私钥路径，使用这个文件来验证连接
  
    
    
  
-v --verbose 详细信息
  
    
    
  
all 针对hosts 定义的所有主机执行
  
    
    
  
-M MODULE_PATH, --module-path=MODULE_PATH 要执行的模块的路径，默认为/usr/share/ansible/
  
    
    
  
--list-hosts 只打印有哪些主机会执行这个 playbook 文件，不是实际执行该 playbook 文件
  
    
    
  
-o --one-line 压缩输出，摘要输出.尝试一切都在一行上输出。
  
    
    
  
-t Directory, --tree=Directory 将内容保存在该输出目录,结果保存在一个文件中在每台主机上。
  
    
    
  
-B 后台运行超时时间
  
    
    
  
-P 调查后台程序时间
  
    
    
  
-T Seconds, --timeout=Seconds 时间，单位秒s
  
    
    
  
-P NUM, --poll=NUM 调查背景工作每隔数秒。需要- b
  
    
    
  
-c Connection, --connection=Connection 连接类型使用。可能的选项是paramiko(SSH),SSH和地方。当地主要是用于crontab或启动。
  
    
    
  
--tags=TAGS 只执行指定标签的任务 例子:ansible-playbook test.yml --tags=copy 只执行标签为copy的那个任务
  
    
    
  
--list-hosts 只打印有哪些主机会执行这个 playbook 文件，不是实际执行该 playbook 文件
  
    
    
  
--list-tasks 列出所有将被执行的任务
  
    
    
  
-C, --check 只是测试一下会改变什么内容，不会真正去执行;相反,试图预测一些可能发生的变化
  
    
    
  
--syntax-check 执行语法检查的剧本,但不执行它
  
    
    
  
-l SUBSET, --limit=SUBSET 进一步限制所选主机/组模式 --limit=192.168.0.15 只对这个ip执行
  
    
    
  
--skip-tags=SKIP_TAGS 只运行戏剧和任务不匹配这些值的标签 --skip-tags=copy_start
  
    
    
  
-e EXTRA_VARS, --extra-vars=EXTRA_VARS 额外的变量设置为键=值或YAML / JSON
  
    
    
  
#cat update.yml
  
    
    
  
---
  
    
    
  
- hosts: {{ hosts }}
  
    
    
  
remote_user: {{ user }}
  
    
    
  
..............
  
    
    
  
#ansible-playbook update.yml --extra-vars "hosts=vipers user=admin" 传递{{hosts}}、{{user}}变量,hosts可以是 ip或组名
  
    
    
  
-l,--limit 对指定的 主机/组 执行任务 --limit=192.168.0.10，192.168.0.11 或 -l 192.168.0.10，192.168.0.11 只对这个2个ip执行任务
 
   
   
 

2、ansible-doc

ansible-doc -h

Usage: ansible-doc [options] [module...]

该指令用于查看模块信息，常用参数有两个-l 和 -s ，具体如下：

 
   
   
 

  
    
    
  
//列出所有已安装的模块
  
    
    
  
# ansible-doc -l
  
    
    
  
//查看具体某模块的用法，这里如查看command模块
  
    
    
  
# ansible-doc -s command
 
   
   
 

3、ansible-galaxy

ansible-galaxy -h

Usage: ansible-galaxy [init|info|install|list|remove] [--help] [options] ...

ansible-galaxy 指令用于方便的从https://galaxy.ansible.com/ 站点下载第三方扩展模块，我们可以形象的理解其类似于centos下的yum、python下的pip或easy_install 。如下示例：

[root@localhost ~]# ansible-galaxy install aeriscloud.docker
- downloading role 'docker', owned by aeriscloud
- downloading role from https://github.com/AerisCloud/ansible-docker/archive/v1.0.0.tar.gz
- extracting aeriscloud.docker to /etc/ansible/roles/aeriscloud.docker
- aeriscloud.docker was installed successfully

这个安装了一个aeriscloud.docker组件，前面aeriscloud是galaxy上创建该模块的用户名，后面对应的是其模块。在实际应用中也可以指定txt或yml 文件进行多个组件的下载安装。这部分可以参看官方文档。
4、ansible-lint

ansible-lint是对playbook的语法进行检查的一个工具。用法是ansible-lint playbook.yml 。
5、ansible-playbook

该指令是使用最多的指令，其通过读取playbook 文件后，执行相应的动作，这个后面会做为一个重点来讲。
6、ansible-pull

该指令使用需要谈到ansible的另一种模式－－－pull 模式，这和我们平常经常用的push模式刚好相反，其适用于以下场景：你有数量巨大的机器需要配置，即使使用非常高的线程还是要花费很多时间；你要在一个没有网络连接的机器上运行Anisble，比如在启动之后安装。这部分也会单独做一节来讲。
7、ansible-vault

ansible-vault主要应用于配置文件中含有敏感信息，又不希望他能被人看到，vault可以帮你加密/解密这个配置文件，属高级用法。主要对于playbooks里比如涉及到配置密码或其他变量时，可以通过该指令加密，这样我们通过cat看到的会是一个密码串类的文件，编辑的时候需要输入事先设定的密码才能打开。这种playbook文件在执行时，需要加上 --ask-vault-pass参数，同样需要输入密码后才能正常执行。