ansible自动化运维技术与最佳实践

Ansible介绍

Ansible是基于Python开发的自动化运维工具，它汇集了众多运维工具（puppet、cfengine、chef、func、fabric、salt等）的优点，实现批量系统配置、批量程序部署、批量执行命令等功能。Ansible本身只是提供一种框架，内部组织了众多具有批量部署／运行能力的模块，通过这些模块来完成实际的工作。

Ansible官网：https://www.ansible.com/

Ansible总体架构

image2016-6-3 0:39:54.png

Ansible任务执行流程

image2016-6-3 0:41:8.png

Ansible特性

no agents：不需要在被管控主机上安装任何客户端，但需要客户端上都安装python-simplejson包
no server：无服务器端，使用时直接运行命令即可
modules in any languages：基于模块工作，可使用任意语言开发模块
1. yaml，not code：使用yaml语言定制playbook任务
ssh by default：基于SSH工作
strong multi-tier solution：可实现多级解决方案

Ansible部署环境说明

配管中心服务器IP：10.210.24.1 和 10.210.24.2（二者互备）

操作系统版本：Centos5.4

Ansible版本：stable-2.1

Ansible部署目录：/usr/local/ansible

Ansible安装部署

（注意：为了兼容最新版本ansible，下面部分包采用编译安装）

安装Python2.7包

yum install sinasrv2-python27.x86_64

2. 安装setuptools包

        yum install sinasrv2-python27-setuptools.x86_64

3. 安装pycrypto包

        yum install sinasrv2-python27-pycrypto.x86_64

4. 安装python-simplejson包

        yum install python-simplejson.x86_64

5. 安装PyYAML包

       wget http://pyyaml.org/download/libyaml/yaml-0.1.5.tar.gz

        tar xvzf yaml-0.1.5.tar.gz

        cd yaml-0.1.5

        ./configure --prefix=/usr/local

        make --jobs=grep processor/proc/cpuinfo | wc -l

         make install

         wget https://pypi.python.org/packages/source/P/PyYAML/PyYAML-3.11.tar.gz

         tar xvzf PyYAML-3.11.tar.gz

         cd PyYAML-3.11

         python2.7 setup.py install

6. 安装Jinja2包

wget https://pypi.python.org/packages/source/M/MarkupSafe/MarkupSafe-0.9.3.tar.gz

tar xvzf MarkupSafe-0.9.3.tar.gz

cd MarkupSafe-0.9.3

python2.7 setup.py install

wget https://pypi.python.org/packages/source/J/Jinja2/Jinja2-2.7.3.tar.gz

tar xvzf Jinja2-2.7.3.tar.gz

cd Jinja2-2.7.3

python2.7 setup.py install

7. 安装paramiko包

         wget https://pypi.python.org/packages/source/e/ecdsa/ecdsa-0.11.tar.gz

         tar xvzf ecdsa-0.11.tar.gz

         cd ecdsa-0.11

         python2.7 setup.py install

         wget https://pypi.python.org/packages/source/p/paramiko/paramiko-1.15.1.tar.gz

         tar xvzf paramiko-1.15.1.tar.gz

         cd paramiko-1.15.1

         python2.7 setup.py install

8. 安装ansible

         wget https://github.com/ansible/ansible/archive/stable-2.1.zip

         unzip stable-2.1.zip

         cd ansible-2.1

         python2.7 setup.py install

9. 安装dialog

yum install dialog ncurses-devel ncurses Ansible安装目录说明

/usr/local/ansible 安装目录

/usr/local/ansible/ansible.cfg 主配置文件

/usr/local/ansible/group_vars 全局变量目录

/usr/local/ansible/inventory Ansible节点配置目录，定义主机列表

/usr/local/ansible/lib Ansible模块安装目录

/usr/local/ansible/plugins Ansible插件目录

/usr/local/ansible/roles Ansible状态管理playbook集合目录

/usr/local/ansible/site.yml Ansible-playbook执行任务入口文件

Ansible配置

SSH免密钥认证配置（需推送到被管理的客户端机器）

ssh-keygen -t rsa -P ”

cat /root/.ssh/id_rsa.pub >> /root/.ssh/authorized_keys

chmod 600 /root/.ssh/authorized_keys

2. Ansible配置

vim /usr/local/ansible/ansible.cfg

[defaults]

# some basic default values…

inventory = /usr/local/ansible/inventory/hosts

library = /uer/local/ansible/lib

remote_tmp = $HOME/.ansible/tmp

pattern = *

forks = 20

poll_interval = 15

sudo_user = root

transport = smart

remote_port = 26387

module_lang = C

roles_path = /usr/local/ansible/roles

private_key_file = /root/.ssh/id_rsa

display_skipped_hosts = True # set plugin path directories here, separate with colons action_plugins = /usr/local/ansible/plugins/action callback_plugins = /usr/local/ansible/plugins/callback connection_plugins = /usr/local/ansible/plugins/connection lookup_plugins = /usr/local/ansible/plugins/lookup vars_plugins = /usr/local/ansible/plugins/vars filter_plugins = /usr/local/ansible/plugins/filter test_plugins = /usr/local/ansible/plugins/test strategy_plugins = /usr/local/ansible/plugins/strategy [ssh_connection] ssh_args = -o ControlMaster=auto -o ControlPersist=4h -o Compression=yes -o ServerAliveInterval=30 -o ServerAliveCountMax=5 …… ....... Ansible重要概念

1. YAML

数据交换格式，类似json或xml，但比它们更具有可读性，通常用于作为程序的配置文件。Ansible的playbook配置使用yaml格式来表达。

 必须了解的几条简单规则：

        1)   文档以---开头

        2)   - 代表列表，也可以写成［a,b］

        3)    : 代表字典，也可以写成｛a:b｝

如果字符冲突用双引号把对应字符串引起来。 更多介绍参考：https://zh.wikipedia.org/wiki/YAML

2. Ad-Hoc

ad hoc －临时的，在ansible中是指需要快速执行，并且不需要保存的命令。通常是指一些简单的命令，对于复杂的命令，需要使用ansible-playbook来完成。更多参考：http://docs.ansible.com/ansible/intro_adhoc.html

 [举例] 查询hosts文件中所有主机的hostname： ansible -i inventory/hosts all -m command -a "hostname"

 [举例] 查看ansible 模块copy的用法：ansible-doc copy

playbook

playbook（剧本），是ansible配置，部署和协调语言，它们描述了你想要在远程系统上强制执行的一个政策，或者是一个一般IT流程的一个步骤集合。简单说就是定义一组task的集合，然后ansible会自上而下调用相应的模块来顺序执行。更多介绍参考：http://docs.ansible.com/ansible/playbooks.html
task

由模块来完成的一个单位任务

5. handler

task可以触发一定的事件，而处理该事件的task即为handler

6. host

设置应用playbook的主机范围

7. user

在这些主机上以什么用户运行playbook

8. role

角色，一组playbook以及和其配合的元素（vars, files等）的集合

Ansible重要指令

本小节举例讲解ansible常用重要指令，示例如：

---

hosts: webservers vars: http_port: 80 max_clients: 200 remote_user: root tasks:
- name: ensure apache is at the latest version yum: pkg=httpd state=latest
- name: write the apache config file template: src=/srv/httpd.j2 dest=/etc/httpd.conf notify:
  - restart apache
- name: ensure apache is running service: name=httpd state=started handlers:
- name: restart apache service: name=httpd state=restarted

hosts

定义playbook的执行主机范围，与命令模式下的ansible匹配规则一样。

例如：

［webservers］

10.20.10.5

10.20.[2-9]0.*

remote_user

定义playbook的执行用户，也可以在具体的tasks任务级别中定义，如：

tasks:

name: test connection ping: remote_user: yourname sudo: yes

注意：也可以用sudo指令来说明所有或者部分任务以sudo方式执行

vars

定义变量

vars_files

定义变量文件

tasks

定义任务列表，由模块来执行完成

name

定义playbook或者task的名称

notify

任务执行结果如果是发生更改了的则触发定义在handler的任务执行

handlers

定义被触发的任务列表，由模块来执行完成

include

能包含的包括task，handler和playbook
可以在include的时候传递变量

示例：

tasks:

include: wordpress.yml vars: remote_user: timmy some_list_variable:
- alpha
- beta
- gamma

roles

定义主机对应的角色，角色是一组按照目录组合的配置，ansible自动完成文件搜索，去找对应目录下的main.yml文件来执行，具体目录结构如下：

defaults/ 默认的变量保存在这个目录下
files/ 文件
templates/ 模板
tasks/ 任务
handlers/ 处理器
vars/ 变量
meta/ 角色本身的信息，如通过dependencies指令指定依赖
library/ 私有模块

另外，你也可以给role传递变量。

Ansible 变量及其用法

变量本来是个很简单的东西，但是变量在Playbook里是个很复杂的，其复杂的原因在于你不知道它从哪里来到哪里去了，下面我们也从这两个方面来剖析它。

从哪里来

inventory

在group和host中都可以定义变量，示例如下：

[atlanta]
host1 http_port=80 maxRequestsPerChild=808
host2 http_port=303 maxRequestsPerChild=909
[southeast:vars]
some_server=foo.southeast.example.com
halon_system_timeout=30
self_destruct_countdown=60
escape_pods=2

vars和vars_files

在playbook的开头可以用这俩指令来定义一些初始变量，这个可以参考上文中的playbook的demo

include

通过在playbook的include指令可以其他task的时候，可以给文件传递变量，示例如下：

tasks:

  - include: donghong.yml user=root

role

当给一个主机应用角色的时候可以传递变量，然后在角色内使用这些变量，示例如下：

- hosts: webservers roles:

common
{ role: foo_app_instance, dir: '/opt/a', port: 5000 }

facts

默认在每次执行playbook前都获取设备信息，所有这些信息都可以作为变量应用到playbook中，要查看这些变量可以执行：

ansible localhost -m setup

register

把任务的输出定义为变量，然后用于其他任务，示例如下:

tasks:

  - shell: /usr/bin/foo
register: foo_result
ignore_errors: True

内置变量

ansible内置了一些变量以方便主机之间相互调用各自的变量。这些变量包括：
* hostvars允许你访问另一个主机的变量，当然前提是ansible已经收集到这个主机的变量了：

group_names是当前主机所在的group列表
groups是所有inventory的group列表
inventory_hostname是在inventory里定义的主机名
play_hosts是当前的playbook范围内的主机列表
inventory_dir和inventory_file是定义inventory的目录和文件

命令行

在运行playbook的时候也可以传递一些变量供playbook使用，示例如下：

ansible-playbook release.yml –extra-vars "hosts=vipers user=starbuck"

也可以从json文件里读取变量，示例如下；

ansible-playbook main.yml -e "@vars.json"

用到哪里

所有变量都可以在playbook或者jinja2模板中通过{{ varname }}中使用。另外，当变量和jinja2的管道配合起来的时候能提供各种灵活的条件判断和变量处理。具体看下边两个例子。

如果第一个任务执行失败了才会执行第二个任务，可以这么写：

tasks:

shell: /usr/bin/foo register: result ignore_errors: True
debug: msg="it failed" when: result|failed

去重一个列表，可以这么写：

{{ list | uniq }}

变量的优先级

-e 命令行指定的最高
inventory文件定义的变量次之，其实inventory文件也分全局，group级别的和hosts级别的变量定义
fact变量次之
角色的default变量优先级最低

Ansible 条件及其用法

when

可用于task，role和include，在满足条件时task才会被执行。至于when指令后跟的逻辑表达式也是标准的逻辑表达式，示例如下：

tasks:

shell: echo "only on Red Hat 6, derivatives, and later"
when: ansible_os_family == "RedHat" and ansible_lsb.major_release|int >= 6
shell: echo "This certainly is epic!"
when: epic is defined

循环

标准遍历

用with_items可以遍历一个列表，注意这里只会遍历一层。示例如下：

– name: add several users

 user: name={{ item }} state=present groups=wheel
 with_items:
 - testuser1
 - testuser2

嵌套遍历

用with_nested可以遍历一个列表，注意这里会遍历多层，直到最内层。示例如下：

– name: give users access to multiple databases

 mysql_user: name={{ item[0] }} priv={{ item[1] }}.*:ALL append_privs=yes password=foo
 with_nested:
 - [ 'alice', 'bob', 'eve' ]
 - [ 'clientdb', 'employeedb', 'providerdb' ]

遍历字典

用with_dict可以遍历一个字典，用key和value来表示。示例如下：

变量文件

—

users:
alice:
name: Alice Appleworth
telephone: 123-456-7890
bob:
name: Bob Bananarama
telephone: 987-654-3210

playbook文件

tasks:

 - name: Print phone records
 debug: msg="User {{ item.key }} is {{ item.value.name }} ({{ item.value.telephone }})"
 with_dict: users

文件通配符循环

用with_fileglob可以获取本地文件列表。示例如下：

# copy each file over that matches the given pattern

 - copy: src={{ item }} dest=/etc/fooapp/ owner=root mode=600
 with_fileglob:
 - /playbooks/files/fooapp/*

对齐的列表

用with_together可以达到类似python里的zip函数的功能。示例如下：

变量文件：

—

alpha: [ 'a', 'b', 'c', 'd' ]
numbers:  [ 1, 2, 3, 4 ]

playbook文件

tasks:

 - debug: msg="{{ item.0 }} and {{ item.1 }}"
 with_together:
 - alpha
 - numbers

子元素循环

with_subelements这个使用比较少。

数字序列循环

可以通过with_sequence来生成一个数字序列，其参数包括：

start起始数字
end结束数字
stride步长
count个数
format输出的字符串

示例如下：

---
- hosts: all
 tasks:
 # create groups
 - group: name=evens state=present
 - group: name=odds state=present
 # create some test users
 - user: name={{ item }} state=present groups=evens
 with_sequence: start=0 end=32 format=testuser%02x
 # create a series of directories with even numbers for some reason
 - file: dest=/var/stuff/{{ item }} state=directory
 with_sequence: start=4 end=16 stride=2
 # a simpler way to use the sequence plugin
 # create 4 groups
 - group: name=group{{ item }} state=present
 with_sequence: count=4

随机循环

通过with_random_choice从一个序列里随机取一个元素。示例如下：

– debug: msg={{ item }}

 with_random_choice:
 - "go through the door"
 - "drink from the goblet"
 - "press the red button"
 - "do nothing"

until循环

这种循环由三个指令完成：

until是一个条件表达式，如果满足条件循环结束
retry是重试的次数
delay是延迟时间

示例如下：

– action: shell /usr/bin/foo

  register: result
until: result.stdout.find("all systems go") != -1
retries: 5
delay: 10

循环直到找到文件

与with_items类似，只是with_first_found找到列表里的第一个文件就会终止循环。示例如下：

– name: INTERFACES | Create Ansible header for /etc/network/interfaces

 template: src={{ item }} dest=/etc/foo.conf
 with_first_found:
 - "{{ansible_virtualization_type}}_foo.conf"
 - "default_foo.conf"

循环一个task的输出

with_lines指令后跟一个命令，ansible会遍历命令的输出。示例如下：

– name: Example of looping over a command result

 shell: /usr/bin/frobnicate {{ item }} 
 with_lines: /usr/bin/frobnications_per_host --param {{ inventory_hostname }}

带索引地循环列表

与with_items类似，with_indexed_items会把列表索引和对应元素放到一个列表里。示例如下：

– name: indexed loop demo

 debug: msg="at array position {{ item.0 }} there is a value {{ item.1 }}"
 with_indexed_items: some_list

扁平化循环列表

with_flattened会先拍扁一个列表，然后执行with_items。示例如下：

– name: flattened loop demo

 yum: name={{ item }} state=installed
 with_flattened:
 - ['nc','git', ['nmap', 'vim']]

配合register循环列表

register注册一个变量后，可以配合with_items来遍历变量结果。示例如下：

– shell: echo "{{ item }}"

 with_items:
 - one
 - two
 register: echo
- name: Fail if return code is not 0
 fail:
 msg: "The command ({{ item.cmd }}) did not have a 0 return code"
 when: item.rc != 0
 with_items: echo.results

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从哪里来

用到哪里

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随机循环

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