运维自动化-Ansible-IT运维

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运维自动化-Ansible

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2018-6-21

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本文来源51cto.com，介绍了Ansible 是什么，能做什么，Ansible特性，架构，工作原理，主要组成部分功能说明等知识。

前言

天天说运维，究竟是干什么的？先看看工作流程呗。一般来说，运维工程师在一家企业里属于个位数的岗位，甚至只有一个。面对生产中NNN台服务器，NN个人员,工作量也是非常大的。

所以嘛，图中的我好歹也会配置盔甲的。

这就是我主要干的事情（呵呵）

就算你会很厉害的脚本，面对成百上千，甚至上万的主机，效率问题将会困扰你的。

因此，有没有解放的工具呢？

Ansible 是什么

Ansible 简单的说是一个配置管理系统(configuration management system)。你只需要可以使用 ssh 访问你的服务器或设备就行。它也不同于其他工具，因为它使用推送的方式，而不是像 puppet 等那样使用拉取安装agent的方式。你可以将代码部署到任意数量的服务器上!

Ansible能做什么

ansible可以帮助我们完成一些批量任务，或者完成一些需要经常重复的工作。

比如：同时在100台服务器上安装nginx服务，并在安装后启动它们。

比如：将某个文件一次性拷贝到100台服务器上。

比如：每当有新服务器加入工作环境时，你都要为新服务器部署某个服务，也就是说你需要经常重复的完成相同的工作。

这些场景中我们都可以使用到ansible。

Ansible特性

模块化：调用特定的模块，完成特定任务

有Paramiko，PyYAML，Jinja2（模板语言）三个关键模块

支持自定义模块

基于Python语言实现

部署简单，基于python和SSH(默认已安装)，agentless

安全，基于OpenSSH

支持playbook编排任务

幂等性：一个任务执行1遍和执行n遍效果一样，不因重复执行带来意外情况

无需代理不依赖PKI（无需ssl）

可使用任何编程语言写模块

YAML格式，编排任务，支持丰富的数据结构

较强大的多层解决方案

Ansible架构

Ansible工作原理

Ansible主要组成部分功能说明

PLAYBOOKS：

任务剧本（任务集），编排定义Ansible任务集的配置文件，由Ansible顺序依次执行，通常是JSON格式的YML文件

INVENTORY：

Ansible管理主机的清单/etc/anaible/hosts

MODULES：

Ansible执行命令的功能模块，多数为内置的核心模块，也可自定义,ansible-doc –l 可查看模块

PLUGINS：

模块功能的补充，如连接类型插件、循环插件、变量插件、过滤插件等，该功能不常用

API：

供第三方程序调用的应用程序编程接口

ANSIBLE：

组合INVENTORY、 API、 MODULES、PLUGINS的绿框，可以理解为是ansible命令工具，其为核心执行工具

注意事项

执行ansible的主机一般称为主控端，中控，master或堡垒机

主控端Python版本需要2.6或以上

被控端Python版本小于2.4需要安装python-simplejson

被控端如开启SELinux需要安装libselinux-python

windows不能做为主控端

安装Ansible

安装方法有很多，这里仅仅以Centos yum安装为例。

Ansible默认不在标准仓库中，需要用到EPEL源。

请自行参考
https: //mirrors.aliyun.com /help /centos

#yum install ansible

#ansible -- version
ansible 2.4.2.0
config file = /etc/ansible /ansible.cfg
executable location = /usr /bin/ansible
python version = 2.7.5

Ansible 功能详解

配置文件

Ansible 配置文件

Ansible 配置文件/etc/ansible/ansible.cfg （一般保持默认）
[defaults]
#inventory = /etc/ansible /hosts # 主机列表配置文件
#library = /usr /share/my_modules/ # 库文件存放目录
#remote_tmp = $HOME/ .ansible/tmp # 临时py命令文件存放在远程主机目录
#local_tmp = $HOME /.ansible/tmp # 本机的临时命令执行目录
#forks = 5 # 默认并发数
#sudo_user = root # 默认sudo 用户
#ask_sudo_pass = True #每次执行 ansible命令是否询问ssh密码
#ask_pass = True #连接时提示输入ssh密码
#remote_port = 22 #远程主机的默认端口，生产中这个端口应该会不同
#log_path = /var /log /ansible.log #日志
#host_ key_ checking = False # 检查对应服务器的 host_ key，建议取消注释。也就是不会弹出
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)?

实验规划

实验环境：VMware Workstation Pro 14（试用版）
系统平台：
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core) 内核 3.10.0-693 .el7 .x86 _64
最小化安装
实验环境：VMware Workstation Pro 14（试用版）
系统平台：
CentOS release 6.9 (Final) 内核 2.6.32 -696.el6 .x86_ 64
最小化安装

除了6-DNS-1以外，所有的主机的DNS均指向192.168.7.254

正向区域设置
#dig - t axfr hunk.tech
; <<>> DiG 9.8.2rc1- RedHat- 9.8.2- 0.62.rc1.el6 <<>> - t axfr hunk .tech
;; global options : + cmd
hunk.tech. 600 IN SOA 6- dns- 1.hunk.tech. admin.hunk.tech. 24 720 600 86400 10800
hunk.tech . 600 IN NS 6- dns- 1.hunk.tech.
6-dns-1.hunk .tech. 600 IN A 192.168.7.254
6-web-1.hunk .tech. 600 IN A 192.168.7.201
7-db-3.hunk .tech. 600 IN A 192.168.7.203
7-web-0.hunk .tech. 600 IN A 192.168.7.200
7-web-2.hunk .tech. 600 IN A 192.168.7.202
hunk.tech . 600 IN SOA 6-dns- 1.hunk.tech. admin.hunk .tech . 24 720 600 86400 10800

Inventory 主机清单

Ansible必须通过Inventory 来管理主机。Ansible 可同时操作属于一个组的多台主机,组和主机之间的关系通过 inventory 文件配置。

语法格式：

单台主机
green.example.com > FQDN
192.168.100.10 > IP地址
192.168.100.11:2222 > 非标准SSH端口
[webservers] > 定义了一个组名
alpha.example.org > 组内的单台主机
192.168.100.10
[dbservers]
192.168.100.10 > 一台主机可以是不同的组，这台主机同时属于[webservers]
[group:children] > 组嵌套组，group 为自定义的组名，children是关键字，固定语法，必须填写。
dns > group 组内包含的其他组名
db > group 组内包含的其他组名
[webservers]
www[001:006].hunk.tech > 有规律的名称列表，
这里表示相当于：
www001.hunk.tech
www002.hunk.tech
www003.hunk.tech
www004.hunk.tech
www005.hunk.tech
www006.hunk.tech
[databases]
db-[a:e].example.com > 定义字母范围的简写模式,
这里表示相当于：
db-a.example.com
db-b.example.com
db-c.example.com
db-d.example.com
db-e.example.com
以下这2条定义了一台主机的连接方式，而不是读取默认的配置设定
localhost ansible_ connection = local
www.163.com ansible_ connection = ssh ansible_ ssh_ user = hunk
最后还有一个隐藏的分组，那就是 all，代表全部主机,这个是隐式的，不需要写出来的。

Inventory 参数说明

ansible_ ssh_ host
将要连接的远程主机名.与你想要设定的主机的别名不同的话,可通过此变量设置.
ansible_ssh_port
ssh端口号 .如果不是默认的端口号,通过此变量设置.这种可以使用 ip :端口 192.168.1.100 :2222
ansible_ ssh_ user
默认的 ssh 用户名
ansible_ ssh_ pass
ssh 密码(这种方式并不安全,我们强烈建议使用 -- ask- pass 或 SSH 密钥 )
ansible_ sudo_ pass
sudo 密码(这种方式并不安全,我们强烈建议使用 --ask-sudo - pass)
ansible_sudo_exe (new in version 1.8)
sudo 命令路径(适用于1.8及以上版本)
ansible_connection
与主机的连接类型 .比如: local, ssh 或者 paramiko. Ansible 1.2 以前默认使用 paramiko .1.2 以后默认使用 'smart' ,'smart' 方式会根据是否支持 ControlPersist, 来判断'ss h' 方式是否可行.
ansible_ ssh_ private _key_ file
ssh 使用的私钥文件.适用于有多个密钥,而你不想使用 SSH 代理的情况.
ansible_shell_type
目标系统的 shell类型.默认情况下,命令的执行使用 'sh' 语法,可设置为 'csh' 或 'fish'.
ansible_ python_ interpreter
目标主机的 python 路径.适用于的情况: 系统中有多个 Python, 或者命令路径不是"/usr /bin /python",比如 \* BSD , 或者 /usr /bin /python 不是 2.X 版本的 Python.
我们不使用 "/usr /bin /env" 机制,因为这要求远程用户的路径设置正确,且要求 "python" 可执行程序名不可为 python 以外的名字(实际有可能名为python26).
与 ansible_ python_ interpreter 的工作方式相同,可设定如 ruby 或 perl 的路径....

上面的参数用这几个例子来展示可能会更加直观

some_host ansible_ ssh_port = 2222 ansible_ ssh_ user = manager
aws_host ansible_ssh_private_key_ file = /home /example / .ssh /aws .pem
freebsd_host ansible_ python_ interpreter = /usr /local / bin /python
ruby_ module_ host ansible_ ruby_ interpreter = /usr / bin /ruby. 1.9 .3

第一条 Ansible 命令

很重要的一点，主机清单必须要先配置，由于这搭建了内部DNS服务器，所以，这里的主机使用了FQDN名称。

#cat /etc /ansible /hosts
[web]
6-web- 1.hunk.tech
7-web- 0.hunk.tech
7-web- 2.hunk.tech
[group :children]
dns
db
[dns]
6-dns-1.hunk .tech

[db]
7-db-3.hunk.tech
192.168.7.[200 :203]
192.168.7.254

#ansible dns -m ping # 使用ansible对dns组内的主机进行ping 模块测试

非常抱歉哦，竟然是失败的。为什么呢？Ansible是基于ssh进行工作的，那么当ssh一台远程主要的时候，是不是需要输入密码呢？可是这一条指令并没有提示输入口令呢

#ansible dns -m ping -k
加上-k选项后，会提示输入ssh 密码了。

另外，值得注意的是，当指令成功和失败都会有不同的颜色反映出来，配以changed :false,changed :SUCCESS,可以让我们非常清晰的知道执行的结果。

当主机数量多的时候，输入密码可不是一个好差事呢？前面的章节已经讲过主机之间可以使用基于密钥的SSH链接。为了更方便的管理主机，这个章节的实验都用这种方法。

基于key的免密码登录

#ssh-keygen
#ssh-copy-id 6-web-1.hunk.tech
#ssh-copy-id 6-DNS-1.hunk.tech
#ssh-copy-id 7-web-0.hunk.tech
#ssh-copy-id 7-web-2.hunk.tech
#ssh-copy-id 7-db-3.hunk.tech

现在就不会再提示密码的问题了。

是不是很简单呀，Ansible用的指令也不是太多，可以使用man ansible和官方网站去查询。

http: //docs.ansible.com /ansible /latest/

Ansible常用命令语法

ansible <host-pattern> [-m module_name] [options]
指令匹配规则的主机清单 -m 模块名选项
--version 显示版本
-a 模块参数（如果有）
-m module 指定模块，默认为command
-v 详细过程 –vv -vvv更详细
--list- hosts 显示主机列表，可简写--list
-k, --ask -pass 提示连接密码，默认Key验证
-K，--ask- become-pass 提示使用sudo 密码
-C, -- check 检查，并不执行
-T, --timeout = TIMEOUT 执行命令的超时时间，默认10s
-u, --user=REMOTE_ USER 执行远程执行的用户
-U， SUDO_USER, --sudo- user 指定sudu 用户
-b, --become 代替旧版的sudo 切换

ansible- doc: 显示模块帮助
ansible- doc [options] [module...]
-a 显示所有模块的文档
-l, --list 列出可用模块
-s, --snippet 显示指定模块的简要说明
例子：#ansible-doc ping
由于ansible的模块有1378个 (2.4.2.0),并且一直在持续更新。因此，这个指令必须要掌握的。
# ansible-doc -l |wc -l
1378

Ansible 主机匹配列表

通配符

注意用单引号
* 匹配任意字符
#ansible '*' -m ping 等同于 #ansible all -m ping
#ansible '*dns*' -m ping
6-dns-1.hunk.tech | SUCCESS
? 匹配单个字符
#ansible '192.168.7.20?' -m ping
192.168.7.201 | SUCCESS
192.168.7.203 | SUCCESS
192.168.7.202 | SUCCESS
192.168.7.200 | SUCCESS
: 或者
#ansible '192.168.7.201:192.168.7.254' -m ping
192.168.7.201 | SUCCESS
192.168.7.254 | SUCCESS
:& 并且 (逻辑与)
#ansible 'test3: &test' --list
hosts (1):
192.168.7.254
:! 逻辑非。在test3 组内，但是并不在test组内
#ansible 'test3:!test' --list > 用到感叹号的时候，记得引号为单引号，否则会被bash解析为历史命令
hosts (2):
192.168.7.200
192.168.7.203

使用正则表达式
~表示后面是正则匹配，注意~后面不能有空格
#ansible '~[67]- (db|dns).*\.hunk.*' --list
hosts (2):
6-dns-1.hunk.tech
7-db-3.hunk.tech

这里写一条正则的坑,我们在用bash脚本的时候，匹配数字可以使用[0-9]或[[:digit:]],在用Ansible的时候，我们来看下不同的效果吧

#cat /etc /ansible /hosts
[web]
6web-1.hunk.tech
7web-0.hunk.tech
7web-2.hunk.tech
[group:children]
dns
db
[dns]
6-dns-1.hunk.tech
[db]
7-db-3.hunk.tech
[test2]
192.168.7.[200:203]
192.168.7.254
[test]
192.168.7.254
[test3]
192.168.7.200
192.168.7.254
192.168.7.203
DNS都是可以正确解析出来的，不要怀疑
6-dns-1.hunk.tech. 600 IN A 192.168.7.254
6-web-1.hunk.tech. 600 IN A 192.168.7.201
7-db-3.hunk.tech. 600 IN A 192.168.7.203
7-web-0.hunk.tech. 600 IN A 192.168.7.200
7-web-2.hunk.tech. 600 IN A 192.168.7.202
#ansible '~^[[:digit:]]' --list 有人说这种写法会报错，可是主机都是 centos7.4，版本都是一样
hosts (7): 这里匹配出7台主机
192.168.7.200
192.168.7.201
192.168.7.202
192.168.7.203
192.168.7.254
6-dns-1.hunk.tech
7-db-3.hunk.tech
#ansible '~^[0-9]' --list
hosts (10): 这里匹配出10台主机
6web- 1.hunk.tech
6-dns- 1.hunk.tech
7-db- 3.hunk.tech
7web- 0.hunk.tech
7web- 2.hunk.tech
192.168.7.254
192.168.7.201
192.168.7.200
192.168.7.203
192.168.7.202
#ansible '~^[ [:digital:] ]' --list
hosts (10): 这里匹配出10台主机
6web-1.hunk.tech
7web-0.hunk.tech
7web-2.hunk.tech
192.168.7.200
192.168.7.201
192.168.7.202
192.168.7.203
192.168.7.254
6- dns- 1.hunk.tech
7- db -3.hunk.tech

分享2个正则表达式的网址

https://en.wikipedia.org /wiki /Regular_ expression#POSIX_ basic_ and_ extended

python2的

https://docs.python.org /2 /library /re.html

不同软件对正则的表达都不一样，还是用那些通用性强的吧。

[0-9]纯数字
[a-zA-Z0-9]数字和字母

Ansible 的命令执行过程

以 ansible db -m command -a 'ls -l /' -vvv 这条命令为例，根据显示的信息时行解读

1. 加载自己的配置文件，默认/etc /ansible/ansible.cfg
Using /etc /ansible /ansible.cfg as config file
2.匹配主机清单
Parsed /etc /ansible /hosts inventory source with ini plugin
3. 加载指令对应的模块文件，如 command，生成.py的文件到本机的临时目录，这个目录就是在/etc /ansible /ansible .cfg 定义的
Using module file /usr/lib/python2.7/site-packages / ansible / modules/ commands /command.py
PUT /tmp /tmp4JvsLH TO /root/.ansible/tmp/ansible- tmp -1517301292 .6 - 155771303493861 /command.py
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对应执行用户$HOME /.ansible /tmp /ansible- tmp- 数字/XXX .PY 文件，
这个目录就是在/etc/ansible/ansible.cfg定义的
( umask 77 && mkdir - p "` echo /root /.ansible /tmp/ ansible - tmp- 1517301292.6- 155771303493861 `" ....)
sftp > put /tmp/tmp4JvsLH /root/.ansible/tmp/ansible-tmp - 1517301292.6- 155771303493861 /command.py\n'
5. 给文件+x 权限
'chmod u+x /root /.ansible /tmp /ansible- tmp-151730129 2.6- 155771303493861 / /root /.ansible /tmp/ ansible- tmp- 1517301292.6- 155771303493861 / command.py && sleep 0'
6. 执行并返回结果
'/usr /bin/ python /root/.ansible /tmp /ansible-tmp-1517301292 .6- 155771303493861 /command.py;
7. 删除临时py文件，sleep 0退出
rm -rf "/root /.ansible /tmp/ansible-tmp-1517301292.6-155771303493861 /" > /dev /null 2 >&1 && sleep 0
8.断开远程主机连接
'Shared connection to 7- db -3.hunk.tech closed.\r\n')

执行结果状态

绿色：执行成功并且不需要做改变的操作

×××：执行成功并且对目标主机做变更

红色：执行失败

可以在配置文件中定义
[colors]
#highlight = white
#verbose = blue
#warn = bright purple
#error = red
#debug = dark gray
#deprecate = purple
#skip = cyan
#unreachable = red
#ok = green
#changed = yellow
#diff_add = green
#diff_remove = red
#diff_lines = cyan

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