--- title: Ansible description: Ansible 自动化运维管理 keywords: - Ansible - 自动化运维 - DevOps tags: - FormalSciences/ComputerScience - OperatingSystem/Automation author: 仲平 date: 2024-05-15 --- ## Ansible Ansible 是一个开源的自动化工具，主要用于配置管理、应用部署、编排（Orchestration）等。由 Michael DeHaan 于 2012 年创建，Ansible 的设计理念是简单易用、无代理（Agentless）和基于推送的模型。通过简单的 YAML 文件（称为剧本，Playbooks）定义自动化任务，Ansible 能帮助系统管理员和开发人员在大量服务器上快速、可靠地执行各种操作。 ### Ansible 历史与发展 Ansible 由 Michael DeHaan 创建，并在 2012 年发布首个版本。它迅速在 DevOps 社区中获得了广泛的关注和使用，因其易用性和强大的功能。2015 年，Ansible 被 Red Hat 收购，这使其发展得更为迅速和稳定。如今，Ansible 已成为业界领先的自动化工具之一，被广泛应用于各类企业和组织中。 #### 为什么选择 Ansible 1. **简单易用**：Ansible 采用 YAML 作为配置语言，简单明了，易于理解和编写。 2. **无代理架构**：Ansible 不需要在被管理的节点上安装任何代理软件，减少了维护成本和复杂性。 3. **强大的模块支持**：Ansible 提供了数百个模块，支持多种操作系统、云平台、网络设备等。 4. **声明式配置**：Ansible 允许用户通过声明式配置文件定义所需状态，确保系统的一致性。 5. **社区活跃**：Ansible 拥有一个活跃的开源社区，丰富的文档和资源，支持广泛。 ### Ansible 架构概述 ![](https://static.7wate.com/2024%2F05%2F16%2F60b689d609a756040c7d4bcbc25ab74a-Understanding-Ansible-Architecture-using-diagram3.png) Ansible 的架构设计非常简洁，主要包括以下几个组件： - **控制节点（Control Node）**：运行 Ansible 的机器，通常是管理员的工作站或管理服务器。所有的 Ansible 命令和 Playbook 都从控制节点执行。 - **被管理节点（Managed Nodes）**：通过 SSH 或 WinRM 连接并由 Ansible 控制的机器，这些节点可以是物理服务器、虚拟机、容器，或网络设备等。 - **剧本（Playbooks）**：使用 YAML 编写的配置文件，定义了一系列的任务和操作，用于配置、部署和编排多个被管理节点上的资源。 - **模块（Modules）**：Ansible 的基本执行单元，每个模块都实现了特定的功能，如安装软件包、管理文件、执行命令等。Ansible 提供了数百个内置模块，并允许用户编写自定义模块。 - **插件（Plugins）**：扩展 Ansible 功能的小程序，包括连接插件（connection plugins）、回调插件（callback plugins）、过滤插件（filter plugins）等，增强 Ansible 的灵活性和功能。 - **清单（Inventory）**：定义被管理节点及其分组信息的文件，可以是静态文件（如 INI 或 YAML 格式）或动态生成的脚本，支持定义主机变量和组变量。 - **角色（Roles）**：将剧本、任务、处理程序、变量、模板和文件等组织在一起的目录结构，用于复用和共享配置，实现配置管理的模块化和标准化。 ### Ansible 主要特性 #### 无代理架构 Ansible 采用无代理架构，这意味着它不需要在被管理的节点上安装任何软件或代理。Ansible 通过 SSH 进行通信，简化了管理和维护工作，并提高了系统的安全性和可靠性。 #### 基于 YAML 的配置 Ansible 使用 YAML 作为其配置语言。YAML 简洁直观，易于阅读和编写，特别适合用来编写配置文件。通过 YAML 文件，用户可以定义各种自动化任务，轻松实现复杂的操作。 #### 以声明式为中心 Ansible 采用声明式配置模型，用户只需定义期望的系统状态，Ansible 会自动计算并执行所需的操作，确保系统达到期望状态。这种方式减少了配置错误，提高了系统的一致性和可维护性。 #### 广泛的模块支持 Ansible 提供了丰富的内置模块，涵盖了几乎所有常见的系统管理和应用部署任务。此外，Ansible 还支持用户编写自定义模块，满足特殊需求。模块可以通过官方 Ansible Galaxy 平台共享和下载，进一步扩展了 Ansible 的功能和应用范围。 ### Ansible 应用场景 #### 配置管理 Ansible 可以用于配置管理，自动化配置服务器和网络设备。通过剧本定义配置细节，Ansible 能够确保大规模环境中所有设备的一致性，简化了系统维护和升级工作。 #### 应用部署 Ansible 支持自动化应用部署，从代码拉取、编译、安装到配置，均可以通过剧本实现。无论是简单的单机应用，还是复杂的多节点分布式系统，Ansible 都能有效管理和部署。 #### 编排（Orchestration） Ansible 不仅可以执行单个任务，还可以编排复杂的工作流程。通过定义依赖关系和执行顺序，Ansible 能够协调多个服务和系统的协同工作，确保在多步骤操作中各个环节的正确执行。 ## Ansible 安装与配置 ### 系统要求 Ansible 设计为跨平台运行，支持多种操作系统，包括但不限于以下几种： - **Linux**：支持绝大多数发行版，如 Ubuntu、CentOS、Debian、Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 等。 - **macOS**：可以在 macOS 上安装并运行 Ansible，用于开发和测试环境。 - **Windows**：通过 WSL（Windows Subsystem for Linux）或在 Windows 上安装 Cygwin，可以在 Windows 上运行 Ansible。 **Ansible 运行时需要以下基本依赖项：** - **Python**：Ansible 需要 Python 2.7 或 Python 3.5 及以上版本。 - **SSH**：Ansible 通过 SSH 与被管理节点通信，需要在控制节点和被管理节点上配置 SSH。 - **其他依赖**：根据具体模块需求，可能需要额外安装一些依赖包，例如用于云平台管理的 SDK。 ### Ansible 安装步骤 #### 在不同操作系统上的安装 ##### Ubuntu 在 Ubuntu 上安装 Ansible 非常简单，可以通过官方的包管理器 APT 进行安装： ```shell sudo apt update sudo apt install ansible ``` ##### CentOS 在 CentOS 上，可以通过 EPEL（Extra Packages for Enterprise Linux）库安装 Ansible： ```shell sudo yum install epel-release sudo yum install ansible ``` ##### macOS 在 macOS 上，可以使用 Homebrew 来安装 Ansible： ```shell brew install ansible ``` #### 通过 Python Pip 安装 可以使用 Python 的包管理器 pip 来安装 Ansible，这种方法适用于任何支持 Python 的操作系统： ```shell pip install ansible ``` #### 从源代码安装 从源代码安装适用于需要最新功能或定制 Ansible 的场景： ```shell git clone https://github.com/ansible/ansible.git cd ansible source ./hacking/env-setup ``` 这种方法需要额外的依赖包，具体可以参考 Ansible 官方文档。 ### Ansible 配置方法 #### Ansible 配置文件结构（ansible.cfg） Ansible 的配置文件 `ansible.cfg` 允许用户自定义 Ansible 的运行参数。该文件通常位于以下位置之一： 1. 当前目录下的 `ansible.cfg` 2. 用户主目录下的 `.ansible.cfg` 3. 全局配置文件 `/etc/ansible/ansible.cfg` 一个典型的 `ansible.cfg` 文件结构如下： ```ini [defaults] inventory = ./hosts remote_user = ansible private_key_file = ~/.ssh/id_rsa host_key_checking = False [privilege_escalation] become = True become_method = sudo become_user = root become_ask_pass = False [ssh_connection] ssh_args = -o ControlMaster=auto -o ControlPersist=60s pipelining = True ``` #### Ansible 配置文件优先级 Ansible 允许在多个位置定义配置文件，并根据以下优先级顺序应用配置： 1. **命令行参数**：直接在命令行上指定的参数优先级最高。 2. **环境变量**：通过环境变量设置的配置次高优先级。 3. **ansible.cfg 文件：** 1. 当前目录下的 `ansible.cfg` 2. 用户主目录下的 `.ansible.cfg` 3. 全局配置文件 `/etc/ansible/ansible.cfg` 4. **模块参数**：模块内部的参数配置。 5. **默认值**：Ansible 内部的默认值。 #### 常用配置选项 | 配置选项 | 说明 | | ------------------- | --------------------------------- | | inventory | 定义主机清单文件的位置。 | | remote_user | 指定远程主机的默认用户。 | | private_key_file | 定义用于 SSH 连接的私钥文件。 | | host_key_checking | 是否检查 SSH 主机密钥，默认启用。 | | retry_files_enabled | 是否生成重试文件，默认启用。 | | log_path | 指定 Ansible 运行日志的存储路径。 | | become | 是否启用权限提升（如 sudo）。 | | become_method | 权限提升的方法（如 sudo 或 su）。 | | become_user | 权限提升后的目标用户。 | | become_ask_pass | 是否提示输入密码用于权限提升。 | | ssh_args | 定制 SSH 连接参数。 | | pipelining | 启用管道以提高性能。 | #### SSH 密钥和认证配置 Ansible 通过 SSH 与被管理节点通信，配置 SSH 密钥认证可以提高安全性和自动化程度。 1. **生成 SSH 密钥对**： ```shell ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "your_email@example.com" ``` 生成的密钥文件通常存储在 `~/.ssh/` 目录下。 1. **将公钥添加到被管理节点**： ```shell ssh-copy-id user@remote_host ``` 或者手动将公钥添加到被管理节点的 `~/.ssh/authorized_keys` 文件中。 1. **配置 SSH 代理（可选）**： 使用 SSH 代理可以管理多个 SSH 密钥，提高连接效率： ```shell eval "$(ssh-agent -s)" ssh-add ~/.ssh/id_rsa ``` 通过上述步骤，Ansible 可以无密码地通过 SSH 访问被管理节点，从而实现自动化操作。 ## Ansible 自动化管理基础 ### Ansible Playbooks #### Playbook 的基本结构 Playbook 是 Ansible 的核心配置文件，用于定义一系列自动化任务。它使用 YAML 格式编写，主要由 Plays 和 Tasks 组成。一个典型的 Playbook 结构如下： ```yaml - name: Describe the purpose of the playbook hosts: target_hosts_group become: yes vars: variable_name: value tasks: - name: Describe the task module_name: module_option: value ``` #### Playbook 的常用关键字 | 关键字 | 说明 | | --------------------- | -------------------------------------------------------- | | `name` | 描述 Play 或 Task 的名称，便于阅读和调试。 | | `hosts` | 指定目标主机或主机组，可以是一个或多个主机组名。 | | `become` | 是否启用权限提升（如 sudo），默认值为 `no`。 | | `vars` | 定义在 Play 级别的变量，适用于整个 Play。 | | `tasks` | 任务列表，每个任务调用一个模块执行特定操作。 | | `roles` | 指定在 Play 中包含的角色，角色是一个组织良好的任务集合。 | | `handlers` | 定义事件触发的任务，当其他任务通知这些处理程序时执行。 | | `environment` | 指定任务或 Play 级别的环境变量。 | | `gather_facts` | 是否在 Play 开始时收集远程主机的信息，默认值为 `yes`。 | | `notify` | 通知一个或多个处理程序在任务完成时执行。 | | `when` | 条件语句，用于在特定条件下执行任务。 | | `with_items` | 循环语句，用于在任务中迭代一个列表。 | | `register` | 捕获任务的输出结果并存储在变量中。 | | `tags` | 为任务或 Play 打标签，便于选择性地运行特定任务或 Play。 | | `ignore_errors` | 是否忽略任务执行中的错误，继续执行后续任务。 | | `delegate_to` | 将任务委派给指定的主机执行，而不是在目标主机上执行。 | | `serial` | 控制任务并行执行的主机数量或批次大小。 | | `max_fail_percentage` | 允许的最大失败百分比，超过此比例时停止 Play。 | #### 编写和运行第一个 Playbook 1. **编写 Playbook 文件**（如 `first_playbook.yml`）： ```yaml - name: Install and start Apache web server hosts: webservers become: yes tasks: - name: Install Apache apt: name: apache2 state: present - name: Start Apache service service: name: apache2 state: started ``` 1. **运行 Playbook**： ```bash ansible-playbook first_playbook.yml ``` 在此示例中，Playbook 定义了一个 Play，包含两个任务：一个用于安装 Apache Web 服务器，另一个用于启动 Apache 服务。`hosts` 指定了目标主机组为 `webservers`，并通过 `become: yes` 启用权限提升（通常是 sudo）。 #### 多 Play 和任务的组织 一个 Playbook 可以包含多个 Play，每个 Play 针对不同的主机组或执行不同的任务。这种结构有助于在一个 Playbook 中管理复杂的部署场景。 ```yaml - name: Setup web servers hosts: webservers become: yes tasks: - name: Install Apache apt: name: apache2 state: present - name: Start Apache service service: name: apache2 state: started - name: Setup database servers hosts: dbservers become: yes tasks: - name: Install MySQL apt: name: mysql-server state: present - name: Start MySQL service service: name: mysql state: started ``` 在此示例中，Playbook 包含两个 Play：第一个 Play 针对 `webservers` 主机组，安装并启动 Apache Web 服务器；第二个 Play 针对 `dbservers` 主机组，安装并启动 MySQL 数据库服务。 通过组织多个 Play 和任务，可以在一个 Playbook 中处理多种部署需求，提高配置管理的灵活性和可维护性。 ### Ansible 模块 #### 常用模块 | 模块名称 | 用途 | 示例 | | ---------- | ----------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------ | | `file` | 管理文件和目录 | `yaml\n- name: Create a directory\n file:\n path: /path/to/directory\n state: directory\n` | | `service` | 管理服务 | `yaml\n- name: Start a service\n service:\n name: nginx\n state: started\n` | | `command` | 执行命令 | `yaml\n- name: Run a command\n command: /usr/bin/uptime\n` | | `shell` | 执行 shell 命令 | `yaml\n- name: Run a shell command\n shell: echo "Hello, world!" > /tmp/hello.txt\n` | | `copy` | 复制文件到远程主机 | `yaml\n- name: Copy a file\n copy:\n src: /local/path/to/file\n dest: /remote/path/to/file\n` | | `template` | 使用 Jinja2 模板渲染并复制文件到远程主机 | `yaml\n- name: Deploy configuration file from template\n template:\n src: /path/to/template.j2\n dest: /path/to/destination\n` | | `yum` | 使用 YUM 包管理器安装、卸载包（适用于 RHEL 系） | `yaml\n- name: Install a package using yum\n yum:\n name: httpd\n state: present\n` | | `apt` | 使用 APT 包管理器安装、卸载包（适用于 Debian 系） | `yaml\n- name: Install a package using apt\n apt:\n name: apache2\n state: present\n` | | `user` | 管理用户 | `yaml\n- name: Create a user\n user:\n name: username\n state: present\n password: password_hash\n` | | `group` | 管理用户组 | `yaml\n- name: Create a group\n group:\n name: groupname\n state: present\n` | | `cron` | 管理 cron 作业 | `yaml\n- name: Add a cron job\n cron:\n name: "backup script"\n minute: "0"\n hour: "2"\n job: "/path/to/backup.sh"\n` | | `git` | 管理 Git 仓库 | `yaml\n- name: Clone a Git repository\n git:\n repo: "https://github.com/repo.git"\n dest: "/path/to/destination"\n` | 每个模块都有特定的参数和选项，可以在 Ansible 官方文档中查找详细信息。例如，`file` 模块的常用参数包括 `path`、`state`、`owner`、`group` 等。 #### 自定义模块 如果内置模块不能满足需求，可以编写自定义模块。自定义模块可以使用 Python 编写，并放置在库路径中。 示例自定义模块（`my_module.py`）： ```python #!/usr/bin/python from ansible.module_utils.basic import AnsibleModule def run_module(): module_args = dict( name=dict(type='str', required=True) ) module = AnsibleModule( argument_spec=module_args, supports_check_mode=True ) result = dict( changed=False, message='' ) name = module.params['name'] result['message'] = f'Hello, {name}!' if module.check_mode: module.exit_json(**result) module.exit_json(**result) def main(): run_module() if __name__ == '__main__': main() ``` 运行自定义模块： ```yaml - name: Use custom module hosts: localhost tasks: - name: Call custom module my_module: name: Ansible ``` ### Ansible 变量和模板 #### 变量的定义与使用 变量可以在多个地方定义，如 Playbook、清单文件、角色等： ```yaml - name: Example with variables hosts: localhost vars: http_port: 80 tasks: - name: Display variable debug: msg: "HTTP port is {{ http_port }}" ``` #### 变量优先级 Ansible 变量的优先级从低到高依次为： 1. 角色默认变量（role defaults） 2. 组变量（group vars） 3. 主机变量（host vars） 4. 播放（Play）中的变量 5. 任务（Task）中的变量 6. 命令行定义的变量（使用 `-e` 参数） 这个优先级决定了当同一个变量在多个地方定义时，哪个值会被使用。 #### Jinja2 模板语法 Ansible 使用 Jinja2 作为模板引擎，支持复杂的模板生成。模板文件通常以 `.j2` 结尾，放置在 `templates` 目录下。 示例模板文件（`config.j2`）： ```jinja2 ## 变量替换 Hello, {{ name }}! ## 条件语句 {% if http_port == 80 %} server { listen 80; } {% else %} server { listen {{ http_port }}; } {% endif %} ## 循环语句 {% for user in users %} user {{ user.name }} with id {{ user.id }} {% endfor %} ``` #### 使用模板生成配置文件 可以使用 `template` 模块将 Jinja2 模板渲染为实际配置文件，并部署到目标主机上。 示例 Playbook（`deploy_config.yml`）： ```yaml - name: Deploy configuration file hosts: webservers become: yes vars: http_port: 80 server_name: example.com proxy_url: 127.0.0.1:8080 tasks: - name: Deploy nginx configuration template: src: templates/nginx.conf.j2 dest: /etc/nginx/sites-available/default notify: - restart nginx handlers: - name: restart nginx service: name: nginx state: restarted ``` 示例模板文件（`nginx.conf.j2`）： ```nginx server { listen {{ http_port }}; server_name {{ server_name }}; location / { proxy_pass http://{{ proxy_url }}; } } ``` 在此 Playbook 中，`template` 模块会将 `templates/nginx.conf.j2` 文件渲染为实际的配置文件，并部署到 `/etc/nginx/sites-available/default`。如果模板内容发生变化，通知部分会触发 `restart nginx` 处理程序，重启 nginx 服务以应用新的配置。 通过这种方式，可以使用 Ansible 自动化生成和部署配置文件，大大简化了系统配置管理的工作，并确保配置的一致性和可重复性。 ## Ansible 高级应用技巧 ### Ansible 角色 #### 角色的结构与组成 角色（Roles）是 Ansible 中的一种组织方式，用于将 Playbooks 和相关文件（如任务、处理程序、变量、模板等）结构化和模块化。角色的目录结构通常如下： ```css roles/ └── role_name/ ├── tasks/ │ └── main.yml ├── handlers/ │ └── main.yml ├── templates/ │ └── template_file.j2 ├── files/ │ └── file_name ├── vars/ │ └── main.yml ├── defaults/ │ └── main.yml ├── meta/ │ └── main.yml └── README.md ``` - **tasks**：存放主要任务列表（`main.yml` 是入口文件）。 - **handlers**：存放处理程序（`main.yml` 是入口文件）。 - **templates**：存放 Jinja2 模板文件。 - **files**：存放需要复制到远程主机的静态文件。 - **vars**：存放角色专用变量。 - **defaults**：存放默认变量。 - **meta**：存放角色的元数据，如依赖关系。 - **README.md**：角色的说明文档，描述角色的用途、用法等。 #### 创建和使用角色 1. **创建角色**： ```bash ansible-galaxy init my_role ``` 这条命令会生成上述结构的角色目录。 1. **定义任务**（`roles/my_role/tasks/main.yml`）： ```yaml - name: Install Apache apt: name: apache2 state: present - name: Start Apache service service: name: apache2 state: started ``` 在这个例子中，定义了两个任务：一个用于安装 Apache，另一个用于启动 Apache 服务。 1. **在 Playbook 中使用角色**： ```yaml - name: Apply my role hosts: webservers roles: - my_role ``` 在 Playbook 中，通过 `roles` 关键字引用角色。 #### 角色的共享与重用（Ansible Galaxy） Ansible Galaxy 是 Ansible 官方的角色分享平台，用户可以在上面发布和下载角色，方便角色的共享与重用。 1. **安装角色**： ```shell ansible-galaxy install username.role_name ``` 可以从 Galaxy 下载并安装角色。安装的角色通常会存放在 Ansible 的角色路径中（默认是 `/etc/ansible/roles` 或 `~/.ansible/roles`）。 1. **使用已安装的角色**： ```yaml - name: Use a role from Ansible Galaxy hosts: webservers roles: - username.role_name ``` 在 Playbook 中通过 `roles` 关键字引用已经安装的角色。 通过使用 Ansible 角色，可以将复杂的 Playbook 结构化、模块化，使得配置管理更为清晰、可维护。同时，通过 Ansible Galaxy 平台，可以方便地共享和重用角色，提升团队协作和生产效率。 ### Ansible 动态 Inventory #### 静态 Vs 动态 Inventory 静态 Inventory 是一个简单的文本文件，列出所有被管理节点及其分组。动态 Inventory 则是通过脚本或插件生成的，适用于云环境或动态变化的基础设施。 示例静态 Inventory（`hosts`）： ```ini [webservers] web1.example.com web2.example.com [dbservers] db1.example.com db2.example.com ``` #### 动态 Inventory 脚本编写 动态 Inventory 脚本可以用任何语言编写，只要它能输出 JSON 格式的主机和组信息。例如，使用 Python 编写一个简单的动态 Inventory 脚本（`my_inventory.py`）： ```python #!/usr/bin/env python import json inventory = { "webservers": { "hosts": ["web1.example.com", "web2.example.com"], }, "dbservers": { "hosts": ["db1.example.com", "db2.example.com"], } } print(json.dumps(inventory)) ``` 运行 Playbook 时使用该脚本： ```bash ansible-playbook -i my_inventory.py my_playbook.yml ``` #### 常用的动态 Inventory 插件（如 AWS、Azure） Ansible 提供了多种动态 Inventory 插件，支持 AWS、Azure、GCP 等云平台。 1. **AWS 动态 Inventory**： 安装 `boto3`： ```shell pip install boto3 ``` 创建 `aws_ec2.yml` 配置文件，使用 `aws_ec2` 插件： ```yaml plugin: aws_ec2 regions: - us-east-1 filters: instance-state-name: running keyed_groups: - key: tags.Name prefix: tag - key: tags.Environment prefix: env ``` 使用该配置文件运行 Playbook： ```bash ansible-playbook -i aws_ec2.yml my_playbook.yml ``` 1. **Azure 动态 Inventory**： 安装 `azure-cli` 和 `azure-mgmt`： ```bash pip install azure-cli azure-mgmt ``` 使用 `azure_rm` 插件： ```yaml plugin: azure_rm include_vm_resource_groups: - myResourceGroup auth_source: auto ``` 使用该配置文件运行 Playbook： ``` ansible-playbook -i azure_rm.yml my_playbook.yml ``` 1. **GCP 动态 Inventory** 安装 `google-auth` 和 `google-api-python-client` 库： ```bash pip install google-auth google-api-python-client ``` 创建 `gcp_compute.yml` 配置文件，使用 `gcp_compute` 插件： ```yaml plugin: gcp_compute projects: - my-gcp-project filters: - status = RUNNING auth_kind: serviceaccount service_account_file: /path/to/service-account.json ``` 使用该配置文件运行 Playbook： ```bash ansible-playbook -i gcp_compute.yml my_playbook.yml ``` 通过动态 Inventory，可以自动发现和管理云环境中的资源，提高自动化程度和灵活性。这在动态变化的基础设施中尤其有用，确保 Ansible 的管理目标始终是最新的。 ### Ansible Vault #### 使用 Vault 加密敏感数据 Ansible Vault 用于加密敏感数据，如密码、密钥等，确保这些信息在存储和传输过程中不会被泄露。以下是 Ansible Vault 的基本使用方法： ```shell # 1.加密文件 ansible-vault encrypt secret.yml # 2.解密文件 ansible-vault decrypt secret.yml # 3.编辑加密文件 ansible-vault edit secret.yml # 4.查看加密文件 ansible-vault view secret.yml # 5.重新加密文件（更改加密密码） ansible-vault rekey secret.yml ``` #### Vault 的管理和使用 为了更方便地管理 Vault，可以在 `ansible.cfg` 中指定 Vault 密码文件，这样在运行 Playbook 时无需每次手动输入密码： ```ini [defaults] vault_password_file = /path/to/.vault_pass.txt ``` `/path/to/.vault_pass.txt` 文件中应只包含 Vault 密码，且该文件应设置为仅有文件所有者可读写： ```shell chmod 600 /path/to/.vault_pass.txt ``` 如果不希望将密码写入文件，也可以使用命令行参数 `--ask-vault-pass`： ```shell ansible-playbook --ask-vault-pass my_playbook.yml ``` #### 在 Playbooks 中集成 Vault 在 Playbook 中使用 Vault 加密的变量文件时，可以通过 `vars_files` 引用这些文件： ```yaml - name: Deploy with Vault hosts: webservers vars_files: - secret.yml tasks: - name: Use encrypted variable debug: msg: "The secret is {{ vault_secret }}" ``` 在这个示例中，`secret.yml` 是一个加密的变量文件，其中包含敏感数据。Ansible 会在运行 Playbook 时解密并加载这些变量。 #### Vault ID 和多 Vault 支持 Ansible Vault 支持使用多个 Vault ID 来加密不同级别或类型的敏感数据。使用 `--vault-id` 选项可以指定不同的 Vault 密码文件或密码提示命令。 例如，加密文件时指定 Vault ID： ```yaml ansible-vault encrypt --vault-id dev@prompt secret_dev.yml ansible-vault encrypt --vault-id prod@/path/to/prod_vault_pass.txt secret_prod.yml ``` 在 Playbook 中引用不同 Vault ID 的变量文件： ```yaml - name: Deploy with Vault IDs hosts: webservers vars_files: - vault_id: dev file: secret_dev.yml - vault_id: prod file: secret_prod.yml tasks: - name: Use dev encrypted variable debug: msg: "Dev secret is {{ dev_secret }}" - name: Use prod encrypted variable debug: msg: "Prod secret is {{ prod_secret }}" ``` 运行 Playbook 时，指定 Vault ID 和密码文件： ```yaml ansible-playbook --vault-id dev@prompt --vault-id prod@/path/to/prod_vault_pass.txt my_playbook.yml ``` 通过 Ansible Vault，可以有效地保护敏感数据，确保自动化流程的安全性，同时保持操作的便捷性和高效性。 ## Ansible 与其他自动化工具的比较 | 维度 | Ansible | Puppet | Chef | | -------------- | ------------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------- | ----------------------------------------------------- | | **架构** | 无代理架构，通过 SSH 或 WinRM 与被管理节点通信 | 有代理架构，需要在被管理节点上安装 Puppet Agent | 有代理架构，需要在被管理节点上安装 Chef Client | | **通信模型** | 基于推送模型，由控制节点推送任务到被管理节点执行 | 基于拉取模型，被管理节点定期向 Puppet Master 拉取配置 | 基于拉取模型，被管理节点定期向 Chef Server 拉取配置 | | **配置语言** | 使用 YAML 编写 Playbook，直观易读 | 使用 Puppet 自定义的声明式语言编写清单（Manifest） | 使用 Ruby 编写食谱（Cookbooks），脚本式语言，灵活性高 | | **学习曲线** | 简单易用，适合快速上手 | 学习曲线较为陡峭 | 学习曲线较陡，需要掌握 Ruby | | **适用场景** | 临时和一次性任务、多平台支持、快速部署和小型团队 | 大规模配置管理、复杂依赖管理、企业级功能 | 复杂和大型环境管理、需要复杂逻辑和自定义的场景 | | **模块支持** | 内置丰富的模块，适用于多种场景 | 提供丰富的模块和企业级工具 | 提供灵活的配置和扩展能力 | | **依赖管理** | 依赖管理能力相对较弱 | 强大的资源依赖管理能力 | 灵活的依赖管理和配置能力 | | **企业级功能** | 提供一些企业级功能，社区活跃，资源丰富 | 提供丰富的企业级功能和工具，如报告、审计、合规管理等 | 提供强大的企业级功能和支持 | | **性能** | 由于采用 SSH 推送模型，在大规模环境中性能可能会受到限制 | 性能较好，适合大规模环境 | 性能较好，适合复杂和大型环境 | | **维护成本** | 无代理架构，减少了管理和维护成本 | 需要管理和维护 Puppet Master 和 Agent | 需要管理和维护 Chef Server 和 Client | | **社区和支持** | 拥有庞大且活跃的社区，提供丰富的资源和支持 | 社区活跃，企业级支持完善 | 社区活跃，企业级支持完善 | ### Ansible 在云环境中的应用 #### AWS 集成 安装并配置 `boto3` 库，使用 `ec2` 模块管理 AWS 资源。 ```shell pip install boto3 ``` 配置 Ansible Inventory 使用 AWS 动态库存插件 `aws_ec2`： ```ini plugin: aws_ec2 regions: - us-east-1 filters: instance-state-name: running ``` 示例 Playbook：创建和管理 EC2 实例。 ```yaml - name: Launch EC2 instance hosts: localhost tasks: - name: Launch an instance ec2: key_name: my-key instance_type: t2.micro image: ami-0abcdef1234567890 wait: yes region: us-east-1 group: my-security-group ``` #### Azure 集成 安装并配置 `azure-cli` 和 `azure-mgmt` 库，使用 `azure_rm` 模块管理 Azure 资源。 ```shell pip install azure-cli azure-mgmt ``` 配置 Ansible Inventory 使用 Azure 动态库存插件 `azure_rm`： ```yaml plugin: azure_rm include_vm_resource_groups: - myResourceGroup ``` 示例 Playbook：创建和管理 Azure VM 实例。 ```yaml - name: Launch Azure VM hosts: localhost tasks: - name: Create a VM azure_rm_virtualmachine: resource_group: myResourceGroup name: myVM vm_size: Standard_DS1_v2 admin_username: azureuser admin_password: Password123! image: offer: UbuntuServer publisher: Canonical sku: 18.04-LTS version: latest ``` #### 云资源管理和部署 ##### 动态库存管理 使用动态库存插件自动发现和管理云资源，无需手动更新 Inventory 文件。 ```yaml - name: List EC2 instances hosts: localhost tasks: - name: List instances ec2_instance_facts: region: us-east-1 ``` ##### 自动化部署 使用 Ansible Playbook 实现云资源的自动化部署和配置，简化操作流程。 ```yaml - name: Deploy web application on AWS hosts: tag_Environment_web become: yes tasks: - name: Install Nginx yum: name: nginx state: present - name: Start Nginx service: name: nginx state: started ``` ### Ansible 在容器化环境中的应用 #### Docker 集成 使用 `community.docker` 集成 Docker，管理 Docker 容器和镜像。 ```yaml - name: Manage Docker hosts: all become: yes tasks: - name: Install Docker apt: name: docker.io state: present - name: Run a Docker container community.docker.docker_container: name: mycontainer image: nginx state: started ports: - "80:80" ``` #### Kubernetes 集成 使用 `kubernetes.core` 集成 Kubernetes，管理 Kubernetes 资源和集群。 ```yaml - name: Manage Kubernetes hosts: localhost tasks: - name: Create a namespace kubernetes.core.k8s: state: present definition: apiVersion: v1 kind: Namespace metadata: name: mynamespace - name: Deploy a pod kubernetes.core.k8s: state: present definition: apiVersion: v1 kind: Pod metadata: name: mypod namespace: mynamespace spec: containers: - name: nginx image: nginx ``` #### 容器部署 使用 Ansible 部署和管理容器化应用，实现自动化运维。 ```yaml - name: Deploy Dockerized application hosts: all become: yes tasks: - name: Pull Docker image community.docker.docker_image: name: myapp tag: latest source: pull - name: Run Docker container community.docker.docker_container: name: myapp image: myapp:latest state: started ports: - "8080:8080" ``` #### Kubernetes 应用编排 使用 Ansible 管理 Kubernetes 集群，实现应用编排和服务发现。 ```yaml - name: Deploy Kubernetes application hosts: localhost tasks: - name: Create deployment kubernetes.core.k8s: state: present definition: apiVersion: apps/v1 kind: Deployment metadata: name: myapp namespace: default spec: replicas: 3 selector: matchLabels: app: myapp template: metadata: labels: app: myapp spec: containers: - name: myapp image: myapp:latest ports: - containerPort: 8080 - name: Expose service kubernetes.core.k8s: state: present definition: apiVersion: v1 kind: Service metadata: name: myapp-service namespace: default spec: selector: app: myapp ports: - protocol: TCP port: 80 targetPort: 8080 ``` ### Ansible 在传统 IT 环境中的应用 #### 数据中心管理 ##### 服务器配置管理 使用 Ansible 管理数据中心服务器的配置，确保一致性和自动化。 ```yaml - name: Configure data center servers hosts: datacenter become: yes tasks: - name: Update all packages apt: upgrade: dist - name: Ensure NTP is installed apt: name: ntp state: present - name: Configure NTP copy: src: templates/ntp.conf.j2 dest: /etc/ntp.conf notify: - restart ntp handlers: - name: restart ntp service: name: ntp state: restarted ``` ##### 硬件管理 使用 Ansible 自动化硬件管理，如固件升级和 BIOS 配置。 ```yaml - name: Manage hardware hosts: datacenter become: yes tasks: - name: Upgrade firmware command: /usr/bin/upgrade_firmware.sh ``` #### 网络设备配置 ##### 网络设备管理 使用 Ansible 管理网络设备配置，自动化网络设备的部署和更新。 ```yaml - name: Configure network devices hosts: switches become: yes tasks: - name: Update switch firmware ios_command: commands: - copy tftp://192.0.2.1/new_firmware.bin flash: - reload ``` ##### 网络拓扑管理 使用 Ansible 自动化网络拓扑的配置和管理，确保网络配置的一致性。 ```yaml - name: Configure network topology hosts: routers become: yes tasks: - name: Configure OSPF ios_config: lines: - router ospf 1 - network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0 ``` #### 跨平台管理 ##### 多操作系统管理 使用 Ansible 管理多种操作系统，包括 Linux、Windows 和 macOS。 ```yaml - name: Manage multiple OS hosts: all become: yes tasks: - name: Install packages on Linux apt: name: nginx state: present when: ansible_os_family == "Debian" - name: Install packages on Windows win_feature: name: Web-Server state: present when: ansible_os_family == "Windows" - name: Install packages on macOS homebrew: name: nginx state: present when: ansible_os_family == "Darwin" ``` ##### 跨平台应用部署 使用 Ansible 实现跨平台应用的自动化部署，确保各平台的一致性。 ```yaml - name: Deploy application across platforms hosts: all become: yes tasks: - name: Deploy app on Linux command: /usr/local/bin/deploy_app.sh when: ansible_os_family == "Debian" - name: Deploy app on Windows win_command: C:\Deploy\deploy_app.bat when: ansible_os_family == "Windows" - name: Deploy app on macOS command: /usr/local/bin/deploy_app.sh when: ansible_os_family == "Darwin" ``` ## Ansible 实践案例 ### 常见使用案例 #### 系统用户和组管理 创建用户和组，设置权限和密码。 ```yaml - name: Create a new user hosts: all become: yes tasks: - name: Add a user user: name: john state: present password: "{{ 'password' | password_hash('sha512') }}" ``` #### 软件安装和更新 使用包管理器安装和更新软件包。 ```yaml - name: Install and update software packages hosts: all become: yes tasks: - name: Install nginx apt: name: nginx state: present - name: Update all packages apt: upgrade: dist ``` #### 服务管理 启动、停止和重启服务。 ```yaml - name: Manage services hosts: all become: yes tasks: - name: Ensure nginx is running service: name: nginx state: started ``` #### 文件和目录管理 创建、删除文件和目录，设置权限和所有者。 ```yaml - name: Manage files and directories hosts: all become: yes tasks: - name: Create a directory file: path: /etc/myapp state: directory - name: Copy a configuration file copy: src: files/myapp.conf dest: /etc/myapp/myapp.conf owner: root group: root mode: '0644' ``` #### 网络配置 配置网络接口和防火墙规则。 ```yaml - name: Configure network interfaces hosts: all become: yes tasks: - name: Configure eth0 network: name: eth0 state: up address: 192.168.1.100 netmask: 255.255.255.0 gateway: 192.168.1.1 ``` ### 真实场景的 Playbook 编写 #### LAMP 堆栈部署 安装 Apache、MySQL 和 PHP，配置虚拟主机和数据库。 ```yaml - name: Deploy LAMP stack hosts: webservers become: yes tasks: - name: Install Apache apt: name: apache2 state: present - name: Install MySQL apt: name: mysql-server state: present - name: Install PHP apt: name: php state: present - name: Configure Apache virtual host template: src: templates/vhost.conf.j2 dest: /etc/apache2/sites-available/000-default.conf notify: - restart apache handlers: - name: restart apache service: name: apache2 state: restarted ``` #### Docker 容器管理 安装 Docker，启动容器，部署应用。 ```yaml - name: Manage Docker containers hosts: all become: yes tasks: - name: Install Docker apt: name: docker.io state: present - name: Ensure Docker is running service: name: docker state: started - name: Run a web application container docker_container: name: mywebapp image: nginx state: started ports: - "80:80" ``` ### 故障排除与调试技巧 #### 使用 `-vvv` 选项 提供详细的输出信息，帮助定位问题。 ```yaml ansible-playbook -i inventory myplaybook.yml -vvv ``` #### 调试模块 使用 `debug` 模块输出变量信息。 ```yaml - name: Debug variables hosts: all tasks: - name: Show variable value debug: var: my_variable ``` #### 条件执行 使用 `when` 条件语句，避免在不满足条件时执行任务。 ```yaml - name: Conditional execution hosts: all tasks: - name: Only run when condition is met command: /usr/bin/somecommand when: ansible_os_family == "Debian" ``` #### 查看日志文件 查看 Ansible 生成的日志文件，分析错误信息。 ```yaml tail -f /var/log/ansible.log ``` ## Ansible 性能优化 ### 大规模部署的性能优化 #### 并行执行 增加并行任务的数量，默认值为 5，可以通过 `forks` 参数调整。 ```shell ansible-playbook -i inventory myplaybook.yml -f 10 ``` #### SSH 连接复用 启用 SSH 连接复用，提高效率。 ```ini [ssh_connection] ssh_args = -o ControlMaster=auto -o ControlPersist=60s ``` #### 使用缓存 使用事实缓存减少收集远程主机信息的时间。 ```ini [defaults] fact_caching = jsonfile fact_caching_connection = /tmp/ansible_cache ``` ### 高效编写 Playbooks 的技巧 #### 避免重复 使用角色和 include 机制，避免重复代码。 ```yaml - name: Include common tasks import_tasks: common.yml ``` #### 变量和模板 使用变量和模板简化配置文件。 ```yaml - name: Use variables in tasks hosts: all vars: my_var: "value" tasks: - name: Print variable debug: msg: "The value is {{ my_var }}" ``` #### 条件和循环 使用条件和循环减少代码冗余。 ```yaml - name: Install multiple packages hosts: all become: yes tasks: - name: Install packages apt: name: "{{ item }}" state: present loop: - nginx - mysql-server - php ``` ### 常见性能问题及解决方案 #### SSH 连接瓶颈 使用 `pipelining` 提升 SSH 连接速度。 ```ini [ssh_connection] pipelining = True ``` #### 冗余任务执行 ​ 使用 `check_mode` 检查任务是否需要执行，避免不必要的任务执行。 ```yaml - name: Check mode example hosts: all tasks: - name: Ensure nginx is installed apt: name: nginx state: present check_mode: yes ``` #### 过多事实收集 禁用不必要的事实收集，提高效率。 ```yaml - name: Disable fact gathering hosts: all gather_facts: no tasks: - name: Ensure nginx is installed apt: name: nginx state: present ``` ## Ansible 集成 ### Jenkins 1. **安装 Jenkins 插件** 安装 Ansible 插件和 SSH 插件，以便 Jenkins 可以运行 Ansible 任务。 2. **配置 Jenkins 作业** 创建一个 Jenkins 作业，配置源代码管理、构建触发器等。 3. **在 Jenkins 中运行 Playbook** 在 Jenkins 作业中添加构建步骤，运行 Ansible Playbook。 ```shell ansible-playbook -i inventory myplaybook.yml ``` ### Nagios 使用 Ansible 安装和配置 Nagios，部署监控插件。 ```yaml - name: Install Nagios hosts: all become: yes tasks: - name: Install Nagios packages apt: name: nagios3 state: present - name: Configure Nagios template: src: templates/nagios.cfg.j2 dest: /etc/nagios3/nagios.cfg notify: - restart nagios handlers: - name: restart nagios service: name: nagios3 state: restarted ``` ### Prometheus 使用 Ansible 部署 Prometheus 和 Node Exporter，收集和监控指标。 ```yaml - name: Install Prometheus hosts: all become: yes tasks: - name: Download Prometheus get_url: url: https://github.com/prometheus/prometheus/releases/download/v2.26.0/prometheus-2.26.0.linux-amd64.tar.gz dest: /tmp/prometheus.tar.gz - name: Extract Prometheus unarchive: src: /tmp/prometheus.tar.gz dest: /opt/ remote_src: yes - name: Configure Prometheus template: src: templates/prometheus.yml.j2 dest: /opt/prometheus-2.26.0.linux-amd64/prometheus.yml - name: Create systemd service template: src: templates/prometheus.service.j2 dest: /etc/systemd/system/prometheus.service notify: - reload systemd - start prometheus handlers: - name: reload systemd command: systemctl daemon-reload - name: start prometheus service: name: prometheus state: started ``` 通过以上系统全面的内容，您可以更好地理解和掌握 Ansible 的使用，从而实现自动化部署和管理，提高工作效率。