运维自动化好帮手：ansible软件入门篇

Posted 2020-10-17

一：关于自动化我们要知道的

1、自动化是什么？

IT运维自动化是一组将静态的设备结构转化为根据IT服务需求动态弹性响应的策略，目的就是实现IT运维的质量，降低成本。可以说自动化运维一定是IT运维高层面的重要属性之一。

2、为什么要使用自动化技术？

当公司规模扩大，从初期的几台服务器发展到庞大的数据中心时，自然而然的单靠人工就无法满足在技术、业务、管理等方面的要求，那么标准化、自动化、架构优化、过程优化等降低IT服务成本的因素越来越被人们所重视。

3、自动化的目的是什么？

自动化作为其重要属性之一已经不仅仅只是代替人工操作，更重要的是深层探知和全局分析，关注的是在当前条件下如何实现性能与服务最优化，同时保障投资收益最大化。

二：自动化工具——Ansible软件详解

1、是什么

基于python开发的，集合了众多运维工具（puppet、chef、func、fabric）的优点，实现了批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等功能。

2、Ansible软件特点

①部署简单，只需在主控端部署Ansible环境，被控端无需做任何操作；?

②默认使用SSH协议对设备进行管理；?

③有大量常规运维操作模块，可实现日常绝大部分操作。?

④配置简单、功能强大、扩展性强；?

⑤支持API及自定义模块，可通过Python轻松扩展；?

⑥通过Playbooks来定制强大的配置、状态管理；?

⑦轻量级，无需在客户端安装agent，更新时，只需在操作机上 进行一次更新即可；?

⑧提供一个功能强大、操作性强的Web管理界面和REST API接口 ——AWX平台。

3、Ansible基本架构图 && 核心组件说明

Ansible：Ansible核心程序。
HostInventory：记录由Ansible管理的主机信息，包括端口、密码?、ip等。
Playbooks：“剧本”YAML格式文件，多个任务定义在一个文件?中，定义主机需要调用哪些模块来完成的功能。
CoreModules：核心模块，主要操作是通过调用核心模块来完成管?理任务。
CustomModules：自定义模块，完成核心模块无法完成的功能，?支持多种语言。
ConnectionPlugins：连接插件，Ansible和Host通信使用

4、ansible任务执行模式：单个命令、批量命令

①ad-hoc模式：使用单个模块，支持批量执行单条命令。 ad-hoc 命令是一种可以快速输入的命令，而且不需要保存起来的命令。就相当于bash中的一句话shell。

②playbook模式：是Ansible主要管理方式，也是Ansible功能强大的关 键所在。playbook通过多个task集合完成一类功能，如Web服务的安装部署、数据库服务器的批量备份等。可以简单地把playbook理解为通过组合多条ad-hoc进行操作的配置文件。

5、ansible执行流程 && 流程描述

1、加载自己的配置文件?默认/etc/ansible/ansible.cfg?
2、查找对应的主机配置文件，找到要执行的主机或者组?
3、加载自己对应的模块文件，如command?
4、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?
5、对应执行用户的家目录的.ansible/tmp/XXX/XXX.PY文件?
6、给文件+x执行?
7、执行并返回结果?
8、删除临时py文件，sleep?0退出

三：Ansible常用命令及用法
※常用命令

/usr/bin/ansible???????????????#?Ansibe?AD-Hoc?临时命令执行工具，常用于临时命?令的执行
/usr/bin/ansible-doc???????????#?Ansible?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?，基于网络的
/usr/bin/ansible-playbook??????#?Ansible?定制自动化的任务集编排工具
/usr/bin/ansible-pull??????????#?Ansible远程执行命令的工具，拉取配置而非推?送配置（使用较少，海量机器时使用，对运维的架构能力要求较高）
/usr/bin/ansible-vault?????????#?Ansible?文件加密工具
/usr/bin/ansible-console???????#?Ansible基于Linux?Consoble界面可与用户交互的命令执行工具

※命令详解

1、ansible-doc

（1）命令格式

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

（2）options

-h：--help ?显示命令参考API文档

-l：--list? ? 列出可用模块

-M module_path：--module-path=module_path? ? 指定模块路径

-s mode_name：--snippet? ? 获取指定模块的使用帮助

--version：显示版本信息

2、ansible

（1）命令格式

①ansible?[-f?forks]?[-m?module_name]?[-a?args]
②ansible??<host-pattern>?[options]?Options

（2）options

·?-a?MODULE_ARGS,?--args=MODULE_ARGS?：模块的参数,如果执行默认COMMAND的模块，即是命令参数?,如：“date”,“pwd”等等?module?arguments?模块
参数
·?-m?MODULE_NAME,?--module-name=MODULE_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?MODULE_PATH,?--module-path=MODULE_PATH：要执行的模块的路径（default：/usr/share/ansible）
·?-f?FORKS,?--forks=FORKS：?并行任务数（default：5）
·?-C,?--check：测试模式。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
·?-c?connection，--connection=CONNECTION：连接类型使用（default：smart）
·?-v,?--verbose（-vvv，-vvvv）：显示命令执行的详细信息/超详细信息?（常和-C配合使用，用于运行前测试环节）
·?-i?INVENTORY,?--inventory-file=INVENTORY：指定主机清单存放路径,默认为/etc/ansible/hosts
·?-S,?--su?：使用?su?命令
·?-R?SU_USER,?--su-user=SU_USER?指定SU的用户（default：root）
·?-s,?--sudo：以sudo方式运行（不需要密码）
·?-U?SUDO_USER,?--sudo-user=SUDO_USER?：sudo到哪个用户（default：root）
·?-T?TIMEOUT,?--timeout=TIMEOUT：指定SSH默认超时时间（default：10s）
·?-u?REMOTE_USER,?--user=REMOTE_USER：默认连接到远程主机哪个用户（default：root）
·?-k,?--ask-pass：登陆密码，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,sudo表示提权操作
·?-B?SECONDS,?--background=SECONDS：后台运行超时时间
·?-h，--help：查看帮助?
·?-o,?--one-line：压缩输出，摘要输出，尝试将所有内容都在一行上输出。
·?-private-key=PRIVATE_KEY_FILE：私钥路径，使用这个文件来验证连接

（3）常用模块

①ping?测试主机网络连通性?

[[email protected]?~]#?ansible?all?-m?ping
172.17.214.75?|?SUCCESS?=>?{
????"changed":?false,
????"ping":?"pong"
}
172.17.214.74?|?SUCCESS?=>?{
????"changed":?false,
????"ping":?"pong"
}

②command执行命令?

[[email protected]?~]#?ansible?webserver?-m?command?-a?‘ifconfig‘??在webserver主机组上执行命令ifconfig

注意：命令模式下，‘‘?的用法? :‘命令名称+用空格分隔的列表参数‘, 给定的命令将在所有指定节点上执行，但不支持shell命令模式，如下列几种：

$arg、"<"、">"、"|"、";"、"&"等shell命令，有其特定的命令：

? ?· chdir=dir_name：切换目录

? ?· executable：切换shell来执行命令（注意：命令要使用绝对路径表示）

? ?· free_form：要执行的linux命令，一般用-a选项代替

? ?· creates=file_name：文件存在，则命令不执行，只可用来做判断

? ?· removes=file_name：文件存在，则命令执行，也用来做判断

? ? 使用示例如下：

①[[email protected]?~]#?ansible?all?-m?command?-a?‘creates=/app/hehe.w??ls‘
172.17.214.74?|?SUCCESS?|?rc=0?>>
skipped,?since?/app/hehe.w?exists
172.17.214.75?|?SUCCESS?|?rc=0?>>
skipped,?since?/app/hehe.w?exists
因为两主机都存在此文件，所以ls命令不执行

②[[email protected]?~]#?ansible?all?-m?command?-a?‘removes=/app/hehe.w?ls‘??????
172.17.214.74?|?SUCCESS?|?rc=0?>>
172.17.214.75?|?SUCCESS?|?rc=0?>>
两主机文件存在，则执行此ls命令

③shell?远程主机执行shell命令（支持管道、重定向等特殊符号）?

[[email protected]?~]#?ansible?all?-m?shell?-a?‘cat?/etc/passwd?|?grep?"root"‘
172.17.214.74?|?SUCCESS?|?rc=0?>>
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
172.17.214.75?|?SUCCESS?|?rc=0?>>
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash

④copy? ? 复制文件到远程主机?

copy模块常见用法：

1、复制文件
-a?"src=?dest=?"

2、生成指定内容的文件
-a?"content=?dest=?"
copy模块常用选项：
①backup=<yes|no>?：覆盖文件之前，备份原文件
②content：功能与重定向">"相同，文件存在则覆盖文件内容（default），不能存在则创建指定内容文件
③dest：文件或目录，必须为绝对路径
④src：文件或目录，相对路径|绝对路径。
⑤directory_mode：递归设置目录权限，默认为系统默认权限
⑥force?yes|no?：设为yes时，若目标主机包含该文件，则强制覆盖；若为no，则只有目标主机不存在该文件时才复制。（default：yes）
⑦others：所有file模块里的选项都可以在这里面使用。

⑤file? ? 设置文件属性?

常见用法：

1、创建目录
-a?‘path=?state=directory‘

2、创建链接文件
-a?‘path=?src=?state=link‘

3、删除文件
-a?‘path=?state=absent‘

4、常见选项：
①force?yes|no：强制创建软链接。第一，源文件不存在，但稍后会创建；第二，目标软链接已存在，需要先取消之前的链接关系，创建新的软链接。
②group：定义文件/目录的属组?mode：定义文件/目录权限
③owner：定义文件/目录的属主?path：定义文件/目录路径（必选项）
④recurse：递归设置文件属性
⑤src：被链接的源文件路径，只应用于state=link
⑥dest：被链接的文件路径，只应用于state=link
⑦state：
????directory：若目录不存在，则创建目录
????file：文件不存在也不创建
????link：创建软连接
????hard：创建硬链接
????touch：若文件不存在，则会创建一个新文件，?若存在，则更新时间戳
????absent：删除文件、目录、链接文件

⑥fetch? ??从远程某主机获取文件到本地

dest：本机用来存放拉过来的文件或目录的目录
src：远程文件。（只能为文件）

⑦cron? ? 管理计划任务?

常见action：
????cron?backup=<yes|no>：创建一个crontab备份
????cron_file=file_name：如果使用，使用这个cron.d，而不是单个用户
常见时间选项：
????day=?#日应该运行的工作(?1-31,?*,?*/2,?)?
????hour=?#?小时?(?0-23,?*,?*/2,?)?
????minute=?#分钟(?0-59,?*,?*/2,?)?
????month=?#?月(?1-12,?*,?/2,?)?
????weekday?#?周?(?0-6?for?Sunday-Saturday)
常用选项：
????jod=""????：指明执行的命令
????name=""：任务描述
????reboot????任务在重启时运行。（不建议使用，建议使用special_time）
????special_time=""：特殊的时间范围，参数有：reboot（重启时）,annually（每年）,monthly（每月）,weekly?（每周）,daily（每天）,hourly（每小时）
????state=""：指定状态，常见状态有present（添加定时任务）、absent（删除定时任务）
????user=""：以哪个用户身份去运行
eg：每五分钟同步各主机时间
[[email protected]?~]#?ansible?all?-m?cron?-a?‘name="sync?date?per?second?5?min"?minute="*/5"?job="/usr/sbin/ntpdate?172.17.0.1?&>?/dev/null"‘
[[email protected]?~]#?ansible?all?-m?shell?-a?‘crontab?-l‘????#查看计划任务添加情况

⑧yum? ? 安装软件?

name=??????????????????#所安装的包的名称
state=?????????????????#present（安装），?latest（安装最新的）,?absent（卸载软件）。
update_cache???????????#强制更新yum的缓存。
conf_file??????????????#设定远程yum安装时所依赖的配置文件。如配置文件没有在默认的位置。
disable_gpg_check??????#是否禁止GPG?checking，只用于`present‘?or?`latest’。
disablerepo????????????#临时禁止使用yum库。?只用于安装或更新时
enablerepo?????????????#临时使用的yum库。只用于安装或更新时。

⑨service? ? 服务管理?

arguments?????#命令行提供额外的参数?
enabled=<true|false>?????#设置开机启动。?
name=???????#服务名称?
runlevel????#开机启动的级别，一般不用指定。?
sleep???????#在重启服务的过程中，是否等待。如在服务关闭以后等待2秒再启动。?
state???????#started启动服务，?stopped停止服务，?restarted重启服务，?reloaded重载配置

⑩user?? ?用户和账号管理

comment????#?用户的描述信息?
createhome?#?是否创建家目录?
force??????#?在使用state=absent时,?行为与userdel?–force一致.?
group??????#?指定基本组?groups?#?指定附加组，如果指定为(groups=)表示删除所有组?
home???????#?指定用户家目录?move_home?#?如果设置为home=时,?试图将用户主目录移动到指定的目录?
name???????#?指定用户名?
non_unique?#?该选项允许改变非唯一的用户ID值?
password???#?指定用户密码?
remove?????#?在使用state=absent时,?行为是与userdel?–remove一致?
shell??????#?指定默认shell?
state??????#?设置帐号状态，不指定为创建，指定值为absent表示删除?
system?????#?当创建一个用户，设置这个用户是系统用户。这个设置不能更改现有用户?
uid????????#?指定用户的uid
update_password???#?更新用户密码

?group 组管理，添加或删除组

gid???????#设置组的GID号?
name=?????#组名?
state?????#指定组状态，默认为创建（present），设置值为absent为删除?
system????#设置值为yes，表示为创建系统组

?script 运行服务器端脚本

ansible?all?-m?script?-a?‘/root/test.sh‘

?setup 查看机器所有facts信息

※facts是什么？

facts是一个内建变量。每个主机的各种信息，cpu颗数、内存大小等。会存在facts中的某个变量中。调用后返回很多对应主机的信息，在后面的操作中可以根据不同的信息来做不同的操作。如redhat系列用yum安装，而debian系列用apt来安装软件。

※setup模块主要功能

setup模块，主要用于获取主机信息，在playbooks里经常会用到的一个参数gather_facts就与该模块相关。 setup模块下经常使用的一个参数是filter参数，具体使用示例如下（由于输出结果较多，这里只列命令不写结果）：

setup常用命令格式：
#ansible?web?-m?setup?????//查看主机所有变量
#ansible?10.212.52.252?-m?setup?-a?‘filter=ansible_*_mb‘??????//查看主机内存信息?
#ansible?10.212.52.252?-m?setup?-a?‘filter=ansible_eth[0-2]‘??//查看地接口为eth0-2的网卡信息
#ansible?all?-m?setup?--tree?/tmp/facts?????????//将所有主机的信息输入到/tmp/facts目录下，每台主机的信息输入到主机名文件中，如下为命令执
行结果：
????[[email protected]?~]#?ls?/tmp/facts/
????172.17.214.74??172.17.214.75

四：Ansible playbook

1、playbook简介

（1）playbook是ansible用于配置，部署，和管理被控节点的剧本

（2）通过playbook的详细描述，执行其中一系列tasks来操控节点

（3）演员：计算机

? ? ? ? ?剧本：playbook?

2、playbook使用场景

（1）ad-doc适合执行单条命令，当命令较多时，需要playbook

（2）playbook有自己的语法格式

（3）可以将常用的命令集合编写为playbook

3、playbook编写详解

（1）语法格式

①开头：文件的第一行应该以?”—”?(三个连字符)开始，表明YMAL文件的开始。
②注释：在同一行中，#之后的内容表示注释，类似于shell，python和ruby。
③列表元素：YMAL中的列表元素以”-”开头然后紧跟着一个空格，后面为元素内容。
eg：-?apple?-?banana?-?orange??等价于python列表????["apple","banana","orange"]
④常用对象指定：play中hosts，variables，roles，tasks等对象的表示方法都是键值中间以":"分隔表示,":"后面还要增加一个空格。

（2）playbook组件详解

①Hosts：运行指定任务的目标主机
????（a）主机清单默认为/etc/ansible/hosts,也可自己指定文件，通过-i?file_name指定
????????（b）?ansible?--list-hosts?显示哪些主机参与到task的执行中
②remote_user：远程主机上执行任务的用户
③sudo_user：切换远程主机上执行任务的用户
④tasks：????任务列表，配合各模块使用才有功能。
????module_name:?modile?arguments
注意:shell和command模块后可直接跟命令，而非key=value参数列表
⑤handlers?任务，在特定条件下被触发，接收到其他任务的通知时被触发
格式：
??????tasks：
????????-?name：?restart?httpd?service
??????????service:?name=httpd?states=stopped
??????????notify:?httpd_manager
??????????handlers:
????????-?name:?httpd_manager
??????????service:?name=httpd?states=started

⑥变量?Variables
方法1）facts：可直接调用
注意：可使用setup模块直接获取目标主机的facters；
方法2）用户自定义变量
????（a）命令行定义：ansible-playbook???*.yml??-e??var1=value1
????????eg：①定义变量名
????????????????????tasks：
????????-?name：?stop?httpd?service
??????????service:?name={{?service_name?}}?states=stopped??##定义变量service_name
????????????????②命令行引用变量
????????????????????ansible-playbook?web.yml?-e?service_name=httpd???????##关闭httpd服务
????（b）.yml文件中定义：
????????vars：
????????-?var1:?value1
????????-?var2:?value2
注意：vars位置为hosts之下，tasks之外，与tasks等级相同
方法3）通过roles传递变量
方法4）Host?Inventory?????????主机清单文件自中定义
????（a）?向不同主机传递不同的变量：
????????????ip/hostname?var1=value1?var2=value2
????（b）向组中的主机传递相同变量
????????????[group_name:vars]????//原样输入即可
????????????var1=value1??????????//指定变量及变量值

⑦tags：为单个执行命令打标签
1）修改yml文件
tasks：
????????-?name：?restart?httpd?service
??????????service:?name=httpd?states=stopped
??????????tags:?restart-httpd
2）命令行引用tags，运行单独task
absible-playbook??web.yml??-t??restart-httpd?????”-t“?引用tag，运行指定命令

4、playbook运行方法

（1）试运行
ansible-playbook?--check/-C??????#测试运行yml文件，不执行真正操作，用来查看是否有错误
ansible-playbook?--list-hosts????#列出执行task所用主机
ansible-playbook?
（2）直接运行
ansible-playbook??*.yml

5、playbook字典

语法示例：
-?name:?add?some?users
???user:?name={{?item.name?}}?group={{?item.group?}}?state=present
???with_items:
???-?{?name:‘user11‘,group:‘group11‘?}
???-?{?name:‘user22‘,group:‘group22‘?}

6、playbook条件测试

（1）条件测试：when
用法：在task中使用，jinja2的语法格式
eg：
????????tasks:?
????????????-?name:?install?conf?file?to?centos7?
??????????????template:?src=files/nginx.conf.c7.j2?
??????????????when:?ansible_distribution_major_version?==?"7"?
????????????-?name:?install?conf?file?to?centos6?
???????????????template:?src=files/nginx.conf.c6.j2?
???????????????when:?ansible_distribution_major_version?==?"6"
???????????????（2）循环：迭代，需要重复执行的任务
用法：①对迭代项的引用，固定变量名为????"item"
???????????②而后，要在task中使用with_items给定要迭代的元素列表
eg：
????-?hosts:?web
????remote_user:?root
????tasks:???
??????-?name:?uninstall?web?packages
????????yum:?name={{?item?}}?state=absent???????
????????with_item:??????
????????-?httpd
????????-?php
????????-?php-mysql
????????-?php-fpm

7、roles 角色定制

（1）功能
roles?用于层次性、结构化地组织playbook。roles?能够根据层次型结构自动装载变量文件、tasks以及handlers等。roles就是通过分别将变量(vars)、文
件(file)、任务(tasks)、模块?(modules)及处理器(handlers)放置于单独的目录中，并可以便捷?地include它们的一种机制。角色一般用于基于主机构建
服务的场?景中，但也可以是用于构建守护进程等场景中。要使用?roles只需要在playbook中使用include指令即可。

（2）角色集合
①mysql/
②httpd/
③nginx/
④files/：??存储由copy或script等模块调用的文件；
⑤tasks/：此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件，用于定义各task；其它的文件需要由main.yml?进行“包含”调用；
⑥handlers/：此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件，用于定义各handler；其它的文件需要由?main.yml进行“包含”调用；
⑦vars/：此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件，用于定义各variable；其它的文件需要由?main.yml进行“包含”调用；
⑧templates/：存储由template模块调用的模板文本；
⑨meta/：此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件，定义当前角色的特殊设定及其依赖关系；其它的?文件需要由main.yml进行“包含”调用；
⑩default/：此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件，用于设定默认变量；

（3）角色定制操作步骤
①在role目录下生成对应的目录结构
mkdir?-pv?./{nginx,mysql,httpd}/{files,templates,vars,tasks,handlers,meta,default}
②定义/tasks/main.yml的配置文件?
-?name:?cp?
???copy:?src=nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm?dest=/tmp/nginx-1.10.2-?1.el7.ngx.x86_64.rpm?
-?name:?install?
???yum:?name=/tmp/nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm?state=latest?
-?name:?conf?template:?src=nginx.conf.j2?dest=/etc/nginx/nginx.conf?
??tags:?nginxconf?
??notify:?new?conf?to?reload?
??name:?start?service?
??service:?name=nginx?state=started?enabled=true
③修改变量文件
??vars/main.yml?????添加变量nginx_port:?“8888”
④定义handlers文件
????handlers/main.yml?
????-?name:?new?conf?to?reload?
???????service:?name=nginx?state=restarted
⑤定义/etc/ansible/nginx.yml的playbook文件
????-?hosts:?nginx?
??????remote_user:?root?
??????roles:?
????????-?nginx
⑥可以通过roles传递变量
-?hosts:?nginx?
??remote_user:?root?
??roles:?
????-?{?role:?nginx,?nginxport:?12345?}
⑦也可以配置多个角色
roles:?
?#?-?{?role:?nginx,?nginxport:?12345?}?
?????-?{?role:?memcached