集中化管理平台 — Ansible 详解

# Ansible 简介

Ansible 类似于Saltstack，是一种集成IT系统的配置管理、应用部署、执行特定任务的开源平台。Ansible基于Python语言实现，由Paramiko和PyYAML两个关键模块构建。Ansible具有以下特点：

• 部署简单，只需要在主控端部署Ansible环境，被控端无需做任何操作；
• 默认使用SSH（Secure SHell）协议对设备进行管理；
• 主从集中化管理；
• 配置简单、功能强大、扩展性强；
• 支持API及自定义模块，可通过Python轻松扩展；
• 通过Playbooks来定制强大的配置、状态管理；
• 对云计算平台、大数据都有很好的支持；
• 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；
• 幂等性：一种操作重复多次结果相同。

Ansible与Saltstack最大的区别是Ansible无需在被控主机部署任何客户端代理，默认直接通过SSH通道进行远程命令执行或下发配置；相同点是都具备功能强大、灵活的系统管理、状态配置，都使用YAML格式来描述配置，两者都提供丰富的模板及API，对云计算平台、大数据都有很好的支持。Ansible在GitHub上的地址为https://github.com/ansible/，可参考其中的配置。

# Ansible 安装及配置

Ansible只需在管理端部署环境即可，建议采用yum源方式来实现部署，需要安装epel扩展源。我的测试环境为：CentOS release 6.6，自带Python 2.6.6。

 # rpm -ivh https://mirrors.ustc.edu.cn/epel/6/x86_64/epel-release-6-8.noarch.rpm
 # yum install ansible

ansible 配置及测试

在ansible的配置文件中添加主机信息，即可与目标主机进行通信，配置文件位置/etc/ansible/hosts，其中，[webservers]为主机组，可以批量控制主机组里面的所有主机，一个主机可以添加到多个组。

【 /etc/ansible/hosts 】
## green.example.com
## blue.example.com
## 192.168.100.1
## 192.168.100.10
192.168.1.74
192.168.1.75

[webservers]
## alpha.example.org
## beta.example.org
## 192.168.1.100
## 192.168.1.110
192.168.1.74
192.168.1.75

通过ping模块测试主机的连通性，出现下面的结果表示安装、测试成功。（需要配置主控机无密码SSH访问）

[root@CentOS6 ~]# ansible 192.168.1.75 -m ping
192.168.1.75 | SUCCESS => {
    "changed": false,
    "ping": "pong"
}

ansible 命令集：

/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（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
/etc/ansible/ansible.cfg:配置文件
/etc/ansible/hosts:主机清单

ansible 参数：

[root@node2 ~/.ssh]# ansible -h
Usage: ansible <host-pattern> [options]

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
  --ask-become-pass     ask for privilege escalation password # Ansible su切换用户的时候使用该参数输入密码
  -k, --ask-pass        ask for SSH password  #登录密码，提示输入SSH密码而不是假设基于密钥的验证
  --ask-su-pass         ask for su password    #su切换密码
  -K, --ask-sudo-pass   ask for sudo password  #提示密码使用sudo,sudo表示提权操作
  --ask-vault-pass      ask for vault password  # ansible-valut 加密文件
  -B SECONDS, --background=SECONDS     #后台运行超时时间
                        run asynchronously, failing after X seconds
                        (default=N/A)
  -C, --check           don't make any changes; instead, try to predict some    #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
                        of the changes that may occur
  -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。
                        connection type to use (default=smart)
  -e EXTRA_VARS, --extra-vars=EXTRA_VARS  # 调用外部变量
  -f FORKS, --forks=FORKS    # Ansible一次命令执行并发的线程数,默认是5
                        specify number of parallel processes to use
                        (default=)
  -h, --help            show this help message and exit   #打开帮助文档API
  -i INVENTORY, --inventory-file=INVENTORY    #指定库存主机文件的路径,默认为/etc/ansible/hosts
                        specify inventory host file
                        (default=/etc/ansible/hosts)
  -l SUBSET, --limit=SUBSET    #进一步限制所选主机/组模式  --limit=192.168.91.135 只对这个ip执行
                        further limit selected hosts to an additional pattern
  --list-hosts          outputs a list of matching hosts; does not execute
                        anything else
  -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参数
                        module name to execute (default=command)
  -M MODULE_PATH, --module-path=MODULE_PATH    #要执行的模块的路径，默认为/usr/share/ansible/
                        specify path(s) to module library
                        (default=/usr/share/ansible/)
  -o, --one-line        condense output      #压缩输出，摘要输出.尝试一切都在一行上输出。
  -P POLL_INTERVAL, --poll=POLL_INTERVAL    #调查背景工作每隔数秒。需要- b
                        set the poll interval if using -B (default=)
  --private-key=PRIVATE_KEY_FILE    #私钥路径，使用这个文件来验证连接
                        use this file to authenticate the connection
  -S, --su              run operations with su    用 su 命令
  -R SU_USER, --su-user=SU_USER      #指定SU的用户，默认是root用户
                        run operations with su as this user (default=root)
  -s, --sudo            run operations with sudo (nopasswd)
  -U SUDO_USER, --sudo-user=SUDO_USER    #sudo到哪个用户，默认为 root
                        desired sudo user (default=root)
  -T TIMEOUT, --timeout=TIMEOUT    #指定SSH默认超时时间，  默认是10S
                        override the SSH timeout in seconds (default=)
  -t TREE, --tree=TREE  log output to this directory     将日志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。
  -u REMOTE_USER, --user=REMOTE_USER    远程用户， 默认是root用户
                        connect as this user (default=root)
  --vault-password-file=VAULT_PASSWORD_FILE
                        vault password file
  -v, --verbose         verbose mode (-vvv for more, -vvvv to enable    详细信息
                        connection debugging)
  --version             show program's version number and exit   输出ansible的版本

# Ansible 模块

1. 远程命令模块

（1）功能

包括 command、script、shell，都可以实现远程shell命令运行。command作为Ansible的默认模块，可以运行远程权限范围所有的shell命令；script功能是在远程主机执行主控端存储的shell脚本文件，相当于scp+shell组合；shell功能是执行远程主机的shell脚本文件。

（2）实例

# ansible webservers -m command -a "free -m"
# ansible webservers -m script -a "/home/local.sh 11 22"
# ansible webservers -m shell -a "/home/remote.sh"

2. copy 模块

（1）功能

实现主控向目标主机拷贝文件，类似于scp功能。

##相关选项如下：
backup：在覆盖之前，将源文件备份，备份文件包含时间信息。有两个选项：yes|no
content：用于替代“src”，可以直接设定指定文件的值
dest：必选项。要将源文件复制到的远程主机的绝对路径，如果源文件是一个目录，那么该路径也必须是个目录
directory_mode：递归设定目录的权限，默认为系统默认权限
force：如果目标主机包含该文件，但内容不同，如果设置为yes，则强制覆盖，如果为no，则只有当目标主机的目标位置不存在该文件时，才复制。默认为yes
others：所有的file模块里的选项都可以在这里使用
src：被复制到远程主机的本地文件，可以是绝对路径，也可以是相对路径。如果路径是一个目录，它将递归复制。在这种情况下，如果路径使用“/”来结尾，则只复制目录里的内容，如果没有使用“/”来结尾，则包含目录在内的整个内容全部复制，类似于rsync。

（2）实例

以下示例实现拷贝 /root/install.log 文件至webservers组目标主机的 /tmp 目录下，并更新属组及权限（也可单独使用 file模块 实现权限的修改）。

[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m copy -a "src=/root/install.log dest=/tmp owner=root group=root mode=0744"
192.168.1.75 | SUCCESS => {
    "changed": true,
    "checksum": "efb252eb1008f522d1fad42ffac6814ff9866eb5",
    "dest": "/tmp/install.log",
    "gid": ,
    "group": "root",
    "md5sum": "ddd53a3a0d28f1709d5ed708cb400370",
    "mode": "",
    "owner": "root",
    "size": ,
    "src": "/root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1502165638.76-4541476614641/source",
    "state": "file",
    "uid":
}
192.168.1.74 | SUCCESS => {
    "changed": true,
    "checksum": "efb252eb1008f522d1fad42ffac6814ff9866eb5",
    "dest": "/tmp/install.log",
    "gid": ,
    "group": "root",
    "md5sum": "ddd53a3a0d28f1709d5ed708cb400370",
    "mode": "",
    "owner": "root",
    "size": ,
    "src": "/root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1502165638.84-37324169377020/source",
    "state": "file",
    "uid":
}

3. stat 模块

（1）功能

获取远程文件状态信息，包括 atime、ctime、mtime、md5、uid、gid 等信息。

（2）实例

[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m stat -a "path=/tmp/install.log"
10.10.11.75 | SUCCESS => {
    "changed": false,
    "stat": {
        "atime": 1502219654.9290881,
        "attr_flags": "e",
        "attributes": [
            "extents"
        ],
…………

4. get_url 模块

（1）功能

实现在远程主机下载指定url到本地，支持sha256sum文件校验。

（2）实例

[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m get_url -a "url=http://www.baidu.com dest=/tmp/index.html mode=0440 force=yes"
192.168.1.75 | SUCCESS => {
    "changed": true,
    "checksum_dest": null,
    "checksum_src": "9f661ef8555e303006ea9c7692c9186168912e6d",
    "dest": "/tmp/index.html",
    "gid": ,
    "group": "root",
    "md5sum": "e4af2a89c405cae44bffd9f92e2cc7ef",
    "mode": "",
    "msg": "OK (unknown bytes)",
    "owner": "root",
    "size": ,
    "src": "/tmp/tmpN6LWN0",
    "state": "file",
    "status_code": ,
    "uid": ,
    "url": "http://www.baidu.com"
}
192.168.1.74 | SUCCESS => {
    "changed": true,
    "checksum_dest": null,
    "checksum_src": "445cac70d434f7be0e9b12ed0cddf83ddbf20e4c",
    "dest": "/tmp/index.html",
    "gid": ,
    "group": "root",
    "md5sum": "50b12aa7c56492c743a963be5d44b16a",
    "mode": "",
    "msg": "OK (unknown bytes)",
    "owner": "root",
    "size": ,
    "src": "/tmp/tmpJzSkLM",
    "state": "file",
    "status_code": ,
    "uid": ,
    "url": "http://www.baidu.com"
}

5. yum 模块

（1）功能

Linux平台软件包管理操作，常见的有yum、apt管理方式。

##相关选项如下：
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。
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。

（2）实例

##在远程主机安装 lftp 
[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m apt -a "pkg=lftp state=latest"
[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m yum -a "pkg=lftp state=latest"

6. cron 模块

（1）功能

远程主机crontab配置。

（2）实例

[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m cron -a "name='check dirs' hour='5,2' job='ls -alh>/dev/null'"

##远程机结果如下：
[root@db_server ~]# crontab -e
#Ansible: check dirs
* , * * * ls -alh>/dev/null

7. mount 模块

（1）功能

远程主机分区挂载。

（2）实例

[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m mount -a "name=/mnt/data src=/dev/sd0 fstype=ext4 opts=ro state=present"

8. service 模块

（1）功能

远程主机系统服务管理。

##相关选项如下：
arguments         #命令行提供额外的参数
enabled           #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

（2）实例

[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m service -a "name=nginx state=stopped"
[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m service -a "name=nginx state=restarted"
[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m service -a "name=nginx state=reloaded" 

9. sysctl 包管理模块

（1）功能

远程Linux主机sysctl配置。

（2）实例

sysctl: name=kernel.panic value= sysctl_file=/etc/sysctl.conf checks=before reload=yessalt '*' pkg.upgrade

10. user 服务模块

（1）功能

远程主机系统用户管理。

-a ""
action: user
comment    # 用户的描述信息
createhom  # 是否创建家目录
force      # 在使用`state=absent'是, 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
login_class     #可以设置用户的登录类 FreeBSD, OpenBSD and NetBSD系统.
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
expires         #指明密码的过期时间

# ansible all -m user -a 'name=magedu home=/tmp/magedu/ shell=/bin/bash uid=2000 comment="test user" group=root'

（2）实例

[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m user -a "name=wayne comment='Hello World'"
[root@CentOS6 ~]# ansible webservers -m user -a "name=wayne state=absent remove=yes"

 11. file 模块

（1）功能

设置文件属性。

##相关选项如下：
force：需要在两种情况下强制创建软链接，一种是源文件不存在，但之后会建立的情况下；另一种是目标软链接已存在，需要先取消之前的软链，然后创建新的软链，有两个选项：yes|no
group：定义文件/目录的属组
mode：定义文件/目录的权限
owner：定义文件/目录的属主
path：必选项，定义文件/目录的路径
recurse：递归设置文件的属性，只对目录有效
src：被链接的源文件路径，只应用于state=link的情况
dest：被链接到的路径，只应用于state=link的情况
state：
       directory：如果目录不存在，就创建目录
       file：即使文件不存在，也不会被创建
       link：创建软链接
       hard：创建硬链接
       touch：如果文件不存在，则会创建一个新的文件，如果文件或目录已存在，则更新其最后修改时间
       absent：删除目录、文件或者取消链接文件

（2）案例

-a "path=PATH state=directory"  # 创建目录
[root@CentOS6 ~]# ansible all -m file -a "path=/tmp/hehe state=directory"

-a "path=PATH  src=FILE  state=link"    #创建链接文件
[root@CentOS6 ~]# ansible all -m file -a "path=/root/haha src=/tmp/hehe state=link" 

-a "path=PATH  state=absent"    #删除文件
[root@CentOS6 ~]# ansible all -m file -a "path=/root/haha state=absent"

12. fetch 模块

功能：从远程服务器拉取文件至本机，只能fetch文件，不能fetch目录。如果拉目录，先 tar/zip 再拉到本机即可。

[root@CentOS6 ~]# ansible all -m fetch -a "src=/tmp/txt dest=/root/txt.txt"

13. group 模块

功能：组管理。

[root@CentOS6 ~]# ansible-doc -s group
- name: 添加或删除组
action: group
gid       # 设置组的GID号
name=     # 管理组的名称
state     # 指定组状态，默认为创建，设置值为absent为删除
system    # 设置值为yes，表示为创建系统组

14. setup 模块

收集远程主机的系统景况。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。

[root@CentOS6 ~]# ansible 10.10.11.75 -m setup
10.10.11.75 | SUCCESS => {
    "ansible_facts": {
        "ansible_all_ipv4_addresses": [
            "10.10.11.75"
        ],
        "ansible_all_ipv6_addresses": [
            "fe80::20c:29ff:feb1:73f4"
        ],
        "ansible_apparmor": {
            "status": "disabled"
        },
        "ansible_architecture": "x86_64",
        "ansible_bios_date": "07/02/2015",
……

15. selinux 模块

管理selinux。

conf     #指定应用selinux的配置文件。
state=enforcing|permissive|disabled      #对应于selinux配置文件的SELINUX。
policy=targeted|minimum|mls     #对应于selinux配置文件的SELINUXTYPE

##关闭selinux
# ansible all -m selinux -a 'state=disabled'

待续……

# playbook 介绍

playbook 是一个不同于使用 ansible 命令行执行方式的模式，其功能更强大灵活。简单来说，playbook是一个非常简单的配置管理和多主机部署系统，不同于任何已经存在的模式，可作为一个适合部署复杂应用程序的基础。playbook可以定制配置，可以按指定的操作步骤有序执行，支持同步及异步方式。可以在 https://github.com/ansible/ansible-examples 找到大量的例子。playbook是通过YAML格式来进行描述定义的，可以实现多台主机应用的部署，定义在webservers及dbservers组上执行特定指令步骤。下面介绍一个基本的playbook实例：

【 /home/ansible/playbook/nginx.yml 】

---
- hosts: webservers
  vars:
    worker_processes:
    num_cups:
    max_open_file:
    root: /data
  remote_user: root
  tasks:
   - name: ensure nginx is at the latest version
     yum: pkg=nginx state=latest
   - name: write the nginx config file
     template: src=/home/ansible/nginx/nginx2.conf dest=/etc/nginx/nginx.conf
     notify:
     - restart nginx
   - name: ensure nginx is running
     service: name=nginx state=started
  handlers:
    - name: restart nginx
      service: name=nginx state=restarted

其中，

- hosts 定义主机与用户，指定了webservers组定义的主机，并定义了相关变量，变量的作用域只限于webservers组下的主机。通过 vars 参数定义了4个变量（配置模板用到），remote_user为指定远程操作的用户名，默认为root账号，支持sudo方式，通过添加sudo: yes即可。

tasks 任务列表

所有的任务列表，playbook将按定义的配置文件自上而下的顺序执行，定义的主机都将得到相同的任务，但执行的结果不一定相同，这取决于主机的环境及程序包的状态。playbook可以通过template模块对本地配置模板文件进行渲染并同步到目标主机。以nginx配置文件为例，定义如下：

tasks:
  - name: write the nginx config file
    template: src=/home/ansible/nginx/nginx2.conf dest=/etc/nginx/nginx.conf
    notify:
    - restart nginx

其中，src=/home/ansible/nginx/nginx2.conf 为管理端模板文件存放位置，dest=/etc/nginx/nginx.conf 为目标主机nginx配置文件位置。下面用一个例子来了解一下什么是模板。

【 /home/ansible/nginx/nginx2.conf 】

user        nginx
worker_processes  {{ worker_processes }};
{% if num_cups == 2 %}
worker_cpu_affinity 01 10;
{% elif num_cups >= 4 %}
worker_cpu_affinity 1000 0100 0010 0001;
{% else %}
worker_cpu_affinity 1000 0100 0010 0001;
{% endif %}
worker_rlimit_nofile {{ max_open_file }};
… …

Ansible 会根据定义好的模板渲染成真实的配置文件，模板用YAML语法，最终生成的nginx配置如下：

【 /etc/nginx/nginx.conf 】

user        nginx
worker_processes  4;
worker_cpu_affinity 1000 0100 0010 0001;
worker_rlimit_nofile 65506;
… …

当目标主机配置文件发生变化后，通知处理程序（Handlers）来触发后续的动作，比如重启nginx服务。触发是通过Handlers定义的name标签来识别的，比如下面notify中的“restart nginx” 与 handlers中的“name: restart nginx” 保持一致。

notify:
    - restart nginx
handlers:
    - name: restart nginx
      service: name=nginx state=restarted

 执行playbook

Syntax:

　　ansible-playbook [options] PLAYBOOK.yml

options:

-C, --check: 测试模式, 不做任何更改, 而是尝试运行, 进行检查；
-i INVENTORY, --inventory-file=INVENTORY  specify inventory host path(default=/etc/ansible/hosts) or comma separated host list. 指定主机配置文件路径；
-u REMOTE_USER, --user=REMOTE_USER：手工指定远程执行playbook的系统用户；
--list-hosts: 输出匹配的主机列表, 不执行其他操作；
--list-tags : 列出所有可用的标签；
--list-tasks: 列出所有将要执行的任务；
-t TAGS, --tags=TAGS : 只运行tags标识的任务；
--skip-tags=SKIP-TAGS : 只运行tags没有标记的任务；
--syntax-check: 对剧本执行语法检查, 但是不执行；

更多参数说明请运行 ansible-playbook --help 。

忽略错误的命令
- name: this will not be counted as a failure
command: /bin/false
ignore_errors: yes

仅执行某些t ags

ansible-playbook install_io_server.yml --tags="copyconfig" -i install_io_server_ansible.txt --step --limit io_game_server

注意：本文中的一些案列摘自刘天斯《Python自动化运维》