Ansible自动化运维详解

系统运维

Ansible作为今年来越来越火的一款开源运维自动化工具，通过Ansible可以实现运维自动化，提高运维工程师的工作效率，减少人为失误。Ansible通过本身集成的非常丰富的模块可以实现各种管理任务，其自带模块超过上千个。更为重要的是，它操作简单，但提供的功能又非常丰富，在运维领域，几乎可以做任何事。
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Ansible自2012年发布以来，很快在全球流行，其特点如下：

1、Ansible基于Python开发，运维工程师对其二次开发相对比较容易
2、Ansible丰富的内置模块，几乎可以满足一切要求
3、管理模式非常简单，一条命令可以影响上千台主机
4、无客户端模式，底层通过SSH通信

我们可以通过四种方式和Ansible交互，我这里只研究了其中两种方式，应付日常工作足够了。分别如下：

1、Ad-Hoc命令集：user直接通过Ad-Hoc命令集调用Ansible工具集来完成任务。
2、playbooks：user预先编写好ansible playbooks，通过执行playbooks中预先编排好的任务集，按序执行任务。

1、Ansible工作集：
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Ansible工作集包含inventory、Modules、Plugins和API，其中，inventory（清单）用来管理设备列表，可以通过分组实现，对组的调用直接影响组内的所有主机；modules是各种执行模块，几乎所有的管理任务都是通过模块执行的；plugins提供了各种附加功能；API为编程人员提供一个接口，可以基于此做Ansible的二次开发。
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Ansible可以通过单条命令或者配置文件来对多台主机进行控制及更改，下面将从安装及配置依次写出来。

2、playbook配置文件
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playbook配置文件使用YAML语法，具有简洁明了、结构清晰等特点。playbook配置文件类似于shell脚本，是一个YAML格式的文件，用于保存针对特定需求的任务列表。上面介绍的ansible命令虽然可以完成各种任务，但是当配置一些复杂任务时，逐条输入就显得效率非常低下了。更有效的方案是在playbook配置文件中放置所有的任务代码，利用ansible-playbook命令执行该文件，可以实现自动化运维。YAML文件的扩展名通常为.yaml或.yml。
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Ansible的安装及配置
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环境如下：

一、准备工作：
1、本地yum仓库：https://pan.baidu.com/s/1-ERCVm6QaUA4XQd_X5Kwow 提取码: exnp 版本为：Ansible 2.3.1.0
2、若本机联网，可指向互联网yum仓库
3、默认采用TCP 22进行与客户机进行通信，若有更改，需自行设置防火墙放行
二、安装Ansible：

[root@ansible /]# mount /dev/sr0 /media/                   # 挂载yum仓库
[root@ansible /]# rm -rf /etc/yum.repos.d/*               # 删除或移走yum目录中的其他配置文件
[root@ansible /]# vim /etc/yum.repos.d/a.repo 
[aaa]
baseurl=file:///media
gpgcheck=0
[root@ansible yum.repos.d]# yum clean all          #清除yum缓存
[root@ansibleyum.repos.d]# yum -y install ansible             #安装Ansible
[root@ansible yum.repos.d]# ansible --version              #可以查看到此信息，说明安装成功
ansible 2.3.1.0
  config file = /etc/ansible/ansible.cfg
           ...................

我这里采用了互联网yum仓库进行安装，即ansible 2.4.2.0。
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安装已经完成，但是若要正常的使用Ansible，还需要解决一个问题，就是在控制多台主机时，若要每执行一次命令或脚本都要输入一次对端密码的话，显得就很鸡肋，所以还需要创建SSH免交互登录，如下：
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以下操作都在Ansible服务器进行：

[root@ansible ~]# ssh-keygen -t rsa             #在Ansible服务器生成密钥对，执行后默认一直按回车即可
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa):         #默认按回车
Enter passphrase (empty for no passphrase):             #默认按回车
Enter same passphrase again:                        #默认按回车
Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa.
Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub.
The key fingerprint is:                                           #默认按回车
SHA256:zhd2++KvByxFPE4ZKmDdmTHp6cjsuIEz5M26QrkBfes root@ansible
The key\'s randomart image is:                     #默认按回车
+---[RSA 2048]----+
|      o. .o*.o   |
|     . .. =o*    |
| .      ...= .   |
|. . .    .o o    |
| . o.. oSooo.    |
|  +o.+ o+.ooo.   |
| . += +oo ....   |
|  o E+....  ...  |
|   .o...   .o=o  |
+----[SHA256]-----+
#至此密钥对已经生成了，隐藏存在当前用户的宿主目录下。
[root@ansible ~]# ls -a | grep ssh        #查看
.ssh
[root@ansible ~]# cd .ssh
[root@ansible .ssh]# ls       #查看.ssh目录下的文件，有公钥和私钥
id_rsa  id_rsa.pub  known_hosts
[root@ansible ~]# ssh-copy-id root@192.168.1.20            #复制公钥到主机192.168.1.20
root@192.168.1.20\'s password:              #输入主机1.20的root用户密码
[root@ansible ~]# ssh-copy-id root@192.168.1.30            #复制公钥到主机192.168.1.30
root@192.168.1.30\'s password:                 #输入主机1.30的root用户密码
#在实际生产环境中，不会使用root身份，更改一下复制公钥时指定的用户即可。
[root@ansible ~]# ssh 192.168.1.20           #测试是否可以免密码登录
Last login: Tue Jul 23 08:11:39 2019 from 192.168.1.88
[root@server1 ~]# exit              #退出192.168.1.2的shell环境
[root@ansible ~]# ssh 192.168.1.30                #测试是否可以免密码登录
Last login: Tue Jul 23 08:43:16 2019 from 192.168.1.88
[root@server 2 ~]# exit           #退出192.168.1.3的shell环境

三、Ansible配置：
inventory是Ansible管理主机信息的配置文件，相当于系统的hosts文件功能，默认存放在/etc/ansible/hosts，在hosts文件中，通过分组来组织设备，Ansible通过inventory来定义主机和分组，若不使用默认的/etc/ansible/hosts，可以通过ansible -i 新的inventory路径来指定inventory，我这里直接采用默认的路径。
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1、以分组的方式添加需要管理的主机：
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正是管理之前，首先要编写hosts文件，因为Ansible通过将设备列表以分组的方式添加hosts文件来实现对设备的管理。hosts文件中，[ ]包含的是组名，设备列表支持域名及IP地址，默认情况下，通过访问22端口（SSH）来管理设备，若目标主机使用了非默认的SSH端口，还可以在主机名称之后使用冒号加端口号标明，以行为分隔单位，也支持通配符。
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[root@ansible ~]# vim /etc/ansible/hosts            #编辑清单文件，在文件末尾写入以下内容
                .....................             #省略部分内容   
[web]              #定义一个名为web的分组，下面是web组中的主机
192.168.1.20
192.168.1.30
[test01]            #定义一个名为test01的分组，下面是test01组中的主机
www.test.com:222         #若目标主机使用了非默认的SSH端口，可以在域名后面加端口号来指定
www[2:5].test.com       #[2:5]表示2~5之间的所有数字，如www2.test.com、www3.test.com .......的所有主机
192.168.1.4:66               #IP地址后面也可以指定非默认的端口号
#将需要管理的主机写入后，保存退出即可。注意，该文件中包含一个隐含的分组“all”，表示所有主机。

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配置完成后，可以针对hosts定义的组进行远程操作，也可以针对组中所指定的某一个或者多个主机操作，如下：

[root@ansible ~]# ansible web -m command -a systemctl status httpd --limit 192.168.1.20
#查看web组中的192.168.1.20主机httpd服务的状态
192.168.1.20 | FAILED | rc=3 >>
● httpd.service - The Apache HTTP Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd. preset: disabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:httpd(8)
           man:apachectl(8)non-zero return code
#也可以这样：
[root@ansible ~]# ansible 192.168.1.20 -m command -a systemctl status httpd
192.168.1.20 | FAILED | rc=3 >>
● httpd.service - The Apache HTTP Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd. preset: disabled)
   Active: inactive (dead)
     Docs: man:httpd(8)
           man:apachectl(8)non-zero return code
[root@ansible ~]# ansible 192.168.1.* -m command -a systemctl status httpd
#查询192.168.1.0这个网段所有主机的httpd服务状态
192.168.1.20 | FAILED | rc=3 >>
     .................
192.168.1.30 | FAILED | rc=3 >>
     .................

四、Ansible命令：

[root@ansible ~]#ansible   #输入ansible后，连续按两下tab键，可以查看ansible所有相关命令
ansible               ansible-doc           ansible-playbook-2
ansible-2             ansible-doc-2         ansible-playbook-2.7
ansible-2.7           ansible-doc-2.7       ansible-pull
                ..........................

命令1、ansible：
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ansible是生产环境中使用非常频繁的命令之一，主要应用在以下场景：
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ansible可用的选项如下：

-v：输出详细的执行过程信息，可以得到执行过程所有的信息。 -i PATH：指定inventory信息，默认为/etc/ansible/hosts。 -f：并发线程数，默认为5个线程。 --private-key=PRIVATE_KEY_FILE:指定密钥文件。 -m：指定执行使用的模块。 -M：指定模块的存放路径，默认为/usr/share/ansible，也可以通过ANSIBLE_LIBRARY来设定默认路径。 -a：指定模块参数。 -u：指定远程主机以哪个用户运行命令。 -l：限制运行主机，等同于“--limit”。 --list-hosts：列出符合条件的主机列表，不执行任何命令。

用法示例1（需要提前在/etc/ansible/hosts文件中定义web组）：

[root@ansible ~]# ansible all -f 5 -m ping          
192.168.1.30 | SUCCESS => {
    changed: false, 
    ping: pong
}
192.168.1.20 | SUCCESS => {
    changed: false, 
    ping: pong
}

用法示例2：

[root@ansible ~]# ansible web --list                        #列出web组所有的主机列表
  hosts (2): 
    192.168.1.20
    192.168.1.30
#以上表示web中包含两个主机，分别是1.20和1.30

用法示例3：

[root@ansible ~]# ansible web -m command -a df -hT        #显示web组中主机的磁盘使用情况
192.168.1.20 | SUCCESS | rc=0 >>
文件系统                类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root xfs        50G  5.8G   45G   12% /
devtmpfs                devtmpfs  895M     0  895M    0% /dev
                          ............................            #省略部分

192.168.1.30 | SUCCESS | rc=0 >>
文件系统            类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/cl-root xfs        17G  5.5G   12G   33% /
devtmpfs            devtmpfs  897M     0  897M    0% /dev
tmpfs               tmpfs     912M   84K  912M    1% /dev/shm
                          ............................            #省略部分

ansible的返回结果非常友好，一般会用三种颜色来表示执行结果：红色、绿色和橘yellow（那个颜色被和谐了）。其中红色代表执行过程中有异常；橘yellow表示命令执行后目标有状态变化；绿色表示执行成功且没有对目标主机做修改。
命令2、ansible-doc：

ansible-doc用来查询ansible模块文档的说明，类似于man命令，针对每个模块都有详细的用法说明及应用案例介绍。

[root@ansible ~]# ansible-doc -l | wc -l                  #列出支持的模块
1378               #支持的模块有1378个
[root@ansible ~]# ansible-doc ping             #查询ping模块的说明信息
> PING    (/usr/lib/python2.7/site-packages/ansible/modules/system/ping.py)

        A trivial test module, this module always returns `pong\' on
        successful contact. It does not make sense in playbooks, but
        it is useful from /usr/bin/ansible\' to verify the ability to
                             ................#省略部分内容

命令3、ansible-playbook：
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ansible-playbook是日常应用中使用率高的命令，类似于Linux中的sh或source命令，用来执行系列任务。其工作机制是：通过读取预先编写好的playbook文件实现集中处理任务。ansible-playbook命令后跟yml格式的playbook文件，playbook文件存放了要执行的任务代码，命令使用方式如下（playbook.yml文件需要提前编写好，最好指定playbook.yml的绝对路径）：

[root@ansible ~]# ansible-playbook playbook.yml

命令4、ansible-console：
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ansible-console是ansible为我们提供的一款交互式工具，类似于Windows中的cmd及Linux中的shell。可以在ansible-console虚拟出来的终端上像shell一样使用ansible内置的各种命令，这为习惯于shell交互方式的用户提供了良好的使用体验，所有的操作与shell类似，而且支持tab键补全。具体操作如下：

[root@ansible ~]# ansible-console          #连接交互式工具
Vault password:         #ansible 2.4.2.0会提示输入一个密码，随便输入后按回车即可，不允许空值
Welcome to the ansible console.
Type help or ? to list commands.

root@all (2)[f:5]$ cd web         #切换到web组
root@web (2)[f:5]$ list     #列出组中主机
192.168.1.20
192.168.1.30
root@web (2)[f:5]$ ifconfig ens33         #查询每个主机的网卡信息
root@web (2)[f:5]$ exit           #退出ansible-console环境

五、Ansible中自带的模块介绍：

1、command模块：

command模块在远程主机执行命令，不支持管道，重定向等shell特性，其余和shell类似，常用参数如下：

chdir：在远程主机上运行命令前需要提前进入的目录。 creates：在命令运行时创建一个文件，如果文件已经存在，则不会执行创建任务。 removes：在命令运行时移除一个文件，如果文件不存在，则不会执行移除任务。 executeble：指明运行命令的shell程序。

[root@ansible ~]# ansible all -m command -a chdir=/home ls ./
#在所有主机上运行“ls ./”命令，运行前切换至/home目录下。

2、shell模块（相当于万能模块，可以执行大多数命令）：
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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shell下打开一个子shell运行命令。和command模块的区别是它支持shell特性，如管道符、重定向等。
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[root@ansible ~]# ansible web -m shell -a \'echo hello world >> /tmp/hello.txt\'
#在web组的主机上编写一个txt文件
192.168.1.20 | SUCCESS | rc=0 >>

192.168.1.30 | SUCCESS | rc=0 >>

[root@ansible ~]# ansible web -m shell -a \' cat /tmp/hello.txt\'        #查看编写的文件
192.168.1.30 | SUCCESS | rc=0 >>
hello world

192.168.1.20 | SUCCESS | rc=0 >>
hello world

3、copy模块：

copy模块用于复制指定主机文件到远程主机的位置，常见参数如下：

src：指出源文件路径，可以使用相对路径和绝对路径。支持直接指定目录，如果源是目录，则目标也要是目录。 dest：指出复制文件的目标目录位置，使用绝对路径，支持直接指定目录。如果源是目录，则目标也要是目录，如果目标已经存在，则会覆盖原有内容。 mode：指出复制时，目标文件的权限，可选。 owner：指出复制时，目标文件的属主，可选。 group：指出复制时，目标文件的属组，可选。 content：指出复制到目标主机上的内容，不能与src一起使用，相当于复制content指明的数据到目标文件中。

[root@ansible ~]# ansible web -m copy -a src=/etc/hosts dest=/tmp/ mode=777 owner=nobody group=root
#将本机的/etc/hosts文件复制到web组中的主机，并指定权限为777，属主为nobody，属组为root。

4、hostname模块：

hostname模块用于管理主机名，常用参数如下：

name：指明主机名。

[root@ansible ~]# ansible 192.168.1.20 -m hostname -a name=web1
#将主机192.168.1.20的主机名改为web1
192.168.1.20 | SUCCESS => {
    ansible_facts: {
        ansible_domain: , 
        ansible_fqdn: web1, 
        ansible_hostname web1 
        ansible_nodename: web1
    }, 
    changed: true
    name: web1
}
[root@server1 ~]# hostname       #在192.168.1.20主机上查看
web1
[root@server1 ~]# cat /etc/hostname                  #在192.168.1.20主机上查看
web1
#更改主机名后需重启才可使新的主机名生效。

5、yum模块：

yum模块基于yum机制，对远程主机管理程序包，常用参数如下：

name：程序包的名称，可以带上版本号。若不指明版本，则默认安装最新版本。 state=present | latest | absent：指明对程序包执行的操作，present表示安装程序包，latest表示安装最新版本的程序包，absent表示卸载程序包。 disablerepo：在用yum安装时，临时禁用某个仓库的ID。 enablerepo：在用yum安装时，临时启用某个仓库的ID。 conf_file：yum运行时的配置文件，而不是使用默认的配置文件。 diable_gpg_check=yes | no：是否启用完整性校验功能。

[root@ansible ~]# ansible web -m yum -a name=httpd state=present                         

6、Service模块：

Service模块用来管理远程主机上的服务的模块，常见参数如下：

name：被管理的服务名称。 state=started | stopped | restarted | reloaded：动作包含启动、关闭、重启及重新加载配置文件。 enabled=yes | no：表示是否设置该服务开机自启动。 runlevel：如果设定了enabled开机自启动，则要定义在那些运行目标下自动启动，如2/3/4/5。

[root@ansible ~]# ansible web -m service -a name=httpd state=started enabled=yes
#启动httpd服务，并设置为开机自启动。

7、user模块：

user模块用于管理远程主机上的用户账号，常见参数如下：

name：必须参数，账号名称。 state=present | absent：创建或删除账号，present表示创建，absent表示删除。 system=yes | no：是否为系统账户。 uid：用户UID。 group：用户的基本组。 groups：用户的附加组。 shell：默认使用的shell。 home：用户的家目录。 move_home=yes | no：如果设置的家目录已经存在，是否将已存在的家目录进行移动。 password：用户的密码。 comment：用户的注释信息。 remove=yes | no：当state=absent时，是否要删除用户的家目录。

[root@ansible ~]# ansible web -m user -a \'name=user1 system=yes uid=501 group=root groups=sshd shell=/sbin/nologin home=/home/user1 password=user1 comment=test user\'
#创建一个名为user1的用户
[root@ansible ~]# ansible web -m user -a name=user1 remove=yes state=absent
#删除刚才创建的user1用户

8、group模块：

group模块用于管理组，用于新建或删除组，常用参数如下：

gid：指定组的gid name：指定组的name state=present | absent：创建或删除 system=yes | no：是否为系统组

[root@ansible ~]#  ansible web -m group -a \'name=test gid=300 state=present system=yes\'
#创建gid为300，组名为test的系统组。
[root@ansible ~]#  ansible web -m group -a \'name=test gid=300 state=absent system=yes\'
#删除刚刚创建的组。

9、mount模块：

mount模块用于挂载文件系统，常用参数如下：

src：要挂载的设备或文件系统 name：指定挂载点 fstype：指定文件系统类型 ots=w | r | o ：设置文件读写类型，可组合使用。 state=present | absent | mounted | unmounted：present表示只修改fstab文件中的配置，不自动创建挂载点，而且不挂载；absent表示删除挂载点，修改fstab文件；mounted：自动创建挂载点并挂载，添加自动挂载(fstab)；unmounted：只卸载，不删除挂载点，不修改fstab文件。

[root@an..~]# ansible web -m mount -a \'name=/warrent src=/dev/cdrom fstype=iso9660 state=mounted\'
#挂载iso镜像到/warrent目录下,并设置开机自动挂载。
[root@ansible ~]#  ansible web -m mount -a \'name=/warrent state=absent\'
#卸载ISO镜像，并删除挂载点，删除开机自动挂载。
[root@an..~]# ansible web -m mount -a path=/mnt/data src=/dev/sdb1 fstype=xfs ots=wr state=mounted
#注：mount已经使用path代替了原来的name参数，但是name参数还是可以使用的。

10、cron模块：

cron模块用来管理计划任务，常用参数如下：

name:指定计划任务描述，必填 job：要执行的任务 user：运行计划任务的用户 执行时间： minute：0-59，默认为 * hour：0-23，默认为 * day：1-31，默认为 * month：1-12，默认为 * weekday：1-7，默认为 * state=present | absent：present表示添加计划任务；absent表示删除计划任务。

[root@ansible ~]# ansible web -m cron -a \'name=test user=root minute=*/2 job=echo test >> /tmp/warrent.txt state=present\'
#添加一个计划任务测试一下
[root@ansible ~]# ansible web -m shell -a crontab -l                #查看创建的任务计划
192.168.1.20 | SUCCESS | rc=0 >>
#Ansible: test
*/2 * * * * echo test >> /tmp/warrent.txt

192.168.1.30 | SUCCESS | rc=0 >>
#Ansible: test
*/2 * * * * echo test >> /tmp/warrent.txt

11、 script模块：

功能：在远程主机上执行主控端的脚本，相当于scp+shell组合。

用法如下：

[root@ansible ~]#ansible web -m script -a /home/test.sh

关于playbook配置文件的使用请参考：https://blog.51cto.com/14227204/2442514