Ansible自动化运维工具

一、什么是Ansible

1、简介

Ansible是一款自动化运维工具，基于Python开发，集合了众多运维工具（puppet、cfengine、chef、func、fabric）的优点，实现了批量系统部署、批量程序部署，批量运行命令等功能。

Ansible是基于模块工作的，本身没有批量部署的能力，真正具有批量部署能力的是Ansible运行的模块，Ansible只是提供一个框架。Ansible不需要在远程主机上安装client/agents，因为它们是基于ssh来和远程主机通讯的。

2、架构

• ansbile：核心程序
• modules：包括ansible自带的核心模块以及自定义模块
• plugins：完成模块功能的补充，包括连接插件，邮箱插件
• palybooks：剧本，定义ansbile多任务配置文件，由ansible自动执行
• inventory：定义ansbile管理的主机清单
• connection plugins：负责和被监控端实现通信

3、工作流程

1. 加载配置文件： Ansible 默认查找 /etc/ansible/ansible.cfg 配置文件，这个文件包含了Ansible运行时的行为设定，如连接方式、插件路径等。
2. 解析Inventory： Ansible 使用 Inventory 文件（默认是 /etc/ansible/hosts）来确定需要操作的目标主机或主机组。
3. 编译Playbook或命令： Ansible 准备执行的Playbook或直接执行的Ad-Hoc命令，并解析其中的任务和模块调用。
4. 模块加载与执行策略准备： 对于每个任务，Ansible 加载相应的模块（如 command 模块），并准备执行上下文，包括变量、环境等。
5. 生成并传输临时脚本： Ansible 会根据任务和模块生成一个或多个临时的Python脚本，并通过SSH连接传输到目标主机的临时目录，通常位于目标用户的 ~/.ansible/tmp/ansible-tmp-<UNIQUE_ID>/ 目录下。
6. 赋予执行权限： 在目标主机上，Ansible 会给这个临时Python脚本加上执行权限，以便能够运行。
7. 执行远程脚本： Ansible 通过SSH在目标主机上执行这个临时脚本，并收集执行结果。
8. 结果收集与处理： 执行完毕后，各个主机的执行结果被收集并汇总，Ansible根据这些结果决定是否继续执行后续任务，或是根据Playbook中的错误处理逻辑（如 rescue 和 always 块）进行操作。
9. 清理： 一旦任务执行完成，无论成功还是失败，Ansible 会清理目标主机上的临时文件，包括删除之前上传的Python脚本。
10. 退出与报告： 清理完成后，Ansible 进程在目标主机上退出，并向控制机报告最终的执行状态和结果。

二、部署Ansible批量管理

1、涉及主机

2、安装部署Ansible

控制节点

2.1、yum安装

yum install -y epel-release		#Centos需要安装EPEL仓库
yum install -y ansible		#yum包管理安装Ansible
ansible --version		#查看Ansible安装版本

2.2、其他方式

安装管理主机

3、设置免密登录

3.1、控制节点设置hosts解析

[root@server ~]# vim /etc/hosts
192.168.112.10 server
192.168.112.20 host1
192.168.112.30 host2
192.168.112.40 host3

3.2、生成密钥对

[root@server ~]# ssh-keygen -P "" -t rsa
Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa):
Created directory '/root/.ssh'.
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:
SHA256:eSgh2wm7WxXS8n61UI4wKK0yEl3mLlzwIFBdOQSAgag root@server
The key's randomart image is:
+---[RSA 2048]----+
|B+=o++o.         |
|+o B..oo         |
|o . B *.=   .    |
|Eo o O * * +     |
|. = = + S + o    |
| . + . + . o .   |
|    . . . . .    |
|     o   .       |
|    .            |
+----[SHA256]-----+

• -P ""：设置空密码
• -t rsa： 指定生成密钥的类型为RSA
• 简化后续实验输密码操作

3.3、将公钥发送给受管节点

ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub root@host1
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub root@host2
ssh-copy-id -i /root/.ssh/id_rsa.pub root@host3

过程中需要输入受管节点的密码

3.4、测试免密登录

ssh root@host1
ssh root@host2
ssh root@host3

4、定义主机清单

4.1、ansible常见的配置文件

• /etc/ansible/ansible.cfg：主配置文件
• /etc/ansible/hosts：主机清单文件
• /etc/ansible/roles：角色目录

4.2、备份主机清单文件

cp -f hosts hosts.bak

4.3、修改主机清单，设置分组

vim /etc/ansible/hosts
[all-servers]
server
host1
host2
host3
[node1]
host1
[node2]
host2
[node3]
host3
[mysql_test]
host1
host2
[web_test]
host2
host3
[manager]
server

三、Ansible参数说明及执行状态

1、参数说明

2、Ansible的执行状态

• 绿色：执行成功并且不需要做改变的操作
• 黄色：执行成功并且对目标主机做变更
• 红色：执行失败
• 粉色：警告信息
• 蓝色：显示ansible命令执行的过程

四、Ansible常用模块

1、ping模块

主机连通性测试

#一个一个测试
ansible -m ping node1
ansible -m ping node2
ansible -m ping node3
ansible -m ping manager

#以组为单位测试
ansible -m ping all-servers

2、command模块

ansible的默认模块，用于在远程主机上执行简单的Linux命令，并将结果返回主机

不支持管道，变量及重定向等

2.1、选项及描述

ansible-doc -s command

2.2、结合chdir和removes、creates列出指定目录下内容

#node1组先切换到root目录下aliyun.sh文件存在不执行ls
ansible node1 -m command -a 'chdir=/root/ creates=aliyun.sh ls'

#node1组先切换到root目录下aliyun.sh文件存在就执行ls
ansible node1 -m command -a 'chdir=/root/ removes=aliyun.sh ls'

2.3、查看磁盘空间

#查看mysql_test组中所有主机的磁盘空间
ansible mysql_test -m command -a 'df -h'

#查看web_test组中所有主机的磁盘空间
ansible web_test -m command -a 'df -h'

3、shell模块

shell模块可以在远程主机上调用shell解释器运行命令，支持shell的各种功能，例如管道等。

3.1、选项及参数

ansible-doc -s command

3.2、检查远程主机的系统版本

#查看mysql_test组远程主机的系统版本
ansible mysql_test -m shell -a 'cat /etc/os-release | grep PRETTY_NAME | cut -d "=" -f2'

#查看web_test组远程主机的系统版本
ansible web_test -m shell -a 'cat /etc/os-release | grep PRETTY_NAME | cut -d "=" -f2'

3.3、查看远程主机防火墙状态

#查看mysql_test组中所有的主机防火墙firewalld和selinux的状态
ansible mysql_test -m shell -a 'systemctl status firewalld ; getenforce'

这里验证了command模块不能使用命令别名、管道、重定向以及逻辑运算符（如;, &&, ||）

由于command模块直接将整个字符串传递给系统执行，分号;以及随后的getenforce命令被视为命令的一部分，而不是独立的指令。这导致系统尝试查找名为类似\x3b.service（分号;的ASCII转义序列）的服务状态，以及尝试将getenforce当作一个服务单元来查找，由于这两个都不是有效的服务单元名称，因此返回了错误信息。

3.4、创建、查看指定目录

#在mysql_test组下的主机循环创建/root/tmp_1/NOW+当前时间的目录
ansible mysql_test -m shell -a "mkdir -p /root/tmp_1/NOW-$(date +'%H:%M:%S')"

#find查找是否正确创建
ansible mysql_test -m shell -a "find /root/tmp_1 -mmin -5"

4、user模块

主要用于管理远程系统上的用户账户，包括创建、修改和删除用户。

它允许你设置用户的密码、shell、主目录、权限等属性

4.1、选项及描述

ansible-doc -s user

4.2、添加系统用户，指定uid、家目录及注释

#给web_test组中添加一个系统用户zhangsan家目录为/home/zhangsan，用户id为111，注释信息为hello zhangsan
ansible web_test -m user -a "system=yes name=zhangsan home=/home/zhangsan uid=111 comment='hello zhangsan'"

4.3、查看新创建的用户

#id zhangsan验证用户是否正确创建，使用grep+awk截取/etc/passwd上关于zhangsan的注释信息
ansible web_test -m shell -a 'id zhangsan ; grep ^zhangsan: /etc/passwd | awk -F ":" '\''{print $5}'\'''

4.4、删除新创建的用户

#删除用户zhangsan
ansible web_test -m user -a "name=zhangsan state=absent remove=yes"

5、group模块

用于管理Linux系统中的用户组。

这个模块允许你添加或删除用户组，并且可以设置组ID(GID)。

5.1、选项及描述

ansible-doc -s group

5.2、创建或更新组

#在web_test组的所有主机上创建一个系统组web_test，组id为1010
ansible web_test -m group -a "name=web_test gid=1010 system=yes"

#通过/etc/group查看系统组web_test信息

5.3、删除组

#删除web_test组所有主机上的系统组web_test
ansible web_test -m group -a "name=web_test gid=1010 state=absent"

6、copy模块

用于将本地文件或目录复制到远程主机上

支持文件、目录、权限、用户组功能

6.1、选项及描述

ansible-doc -s copy

6.2、给定内容生成文件，并修改权限信息

#将copy内容为copy test复制到node3主机的/root/copy.txt并设置权限666
ansible node3 -m copy -a 'content="copy test" dest=/root/copy.txt mode=666'

6.3、修改文件内容，选择覆盖备份

#修改node3主机上copy.txt文件内容，并选择备份
ansible node3 -m copy -a 'content="copy test_1\n" backup=yes dest=/root/copy.txt mode=666'

7、fetch模块

Ansible 的 fetch 模块用于从远程节点抓取文件并存储到Ansible控制器（执行Ansible任务的机器）上的指定目录

7.1、选项及描述

ansible-doc -s fetch

7.2、从远程主机抓取文件

#从mysql_test组的主机中抓取aliyun.sh文件到本机的/tmp/data目录下
ansible mysql_test -m fetch -a "src=/root/aliyun.sh dest=/tmp/data"

#通过检查/tmp/data下的目录结构可知文件已完整获取
ansible manager -m shell -a "tree -L 5 /tmp/data"

7.3、限制抓取文件的大小、添加文件存在检测

#从mysql_test组的主机中抓取install.sh文件，限制最大抓取大小20kb，传输中校验文件完整性，添加文件存在检测（不存在任务失败）
ansible mysql_test -m fetch -a "src=/root/install.sh dest=/tmp/data/ verify_checksum=yes fail_on_missing=yes size=20k"

8、file模块

file模块主要用于对文件的创建、删除、修改、权限、属性

8.1、选项及描述

ansible-doc -s file

8.2、在指定路径下创建目录

#在mysql_test组所有主机在/tmp/路径下创建权限都是只读、属主属组都是root的file1目录
ansible mysql_test -m file -a "path=/tmp/file1 mode=444 owner=root group=root state=directory"

#查看创建好的目录
ansible mysql_test -m shell -a "ls -l /tmp/ | grep file1"

8.3、创建软链接文件

#给mysql_test组的所有主机创建软链接文件test1指向/root/aliyun.sh
ansible mysql_test -m file -a "path=/tmp/test1 src=/root/aliyun.sh state=link"

8.4、创建硬链接文件

#给mysql_test组的所有主机创建硬链接文件test1指向/root/aliyun.sh
ansible mysql_test -m file -a "path=/tmp/test2 src=/root/aliyun.sh state=hard"

8.5、删除文件

#删除mysql_test组中所有主机/tmp/目录下test1
ansible mysql_test -m file -a "path=/tmp/test1 state=absent"

9、yum模块

主要用于在基于 RPM 的 Linux 系统上管理软件包。

它允许用户安装、更新、卸载软件包，并可配置额外的选项以控制操作的具体行为。

9.1、选项及描述

ansible-doc -s yum

9.2、安装httpd服务

#给web_test组的所有主机安装httpd服务
ansible web_test -m yum -a "name=httpd state=present"

#远程启动httpd服务
ansible web_test -m shell -a "systemctl start httpd"

#远程查看http服务进程
ansible web_test -m shell -a "ps aux | grep httpd"

#远程停止httpd服务
ansible web_test -m shell -a "systemctl stop httpd"

#远程卸载httpd服务
ansible web_test -m yum -a "name=httpd state=absent"

安装
查看进程
卸载

9.3、更新所有的软件包

#给所有主机更新所有的软件包
ansible all-servers -m yum -a "name=* state=latest"

10、cron模块

用于添加、删除、更新操作系统的Crontab计划任务

10.1、选项及描述

ansible-doc -s cron

10.2、添加计划任务

#给mysql_test组中的所有主机添加一个以root用户每天三点执行/root/aliyun.sh脚本的计划任务
ansible mysql_test -m cron -a "name='Daily Task' minute=0 hour=3 job='/root/aliyun.sh &> /dev/null' user=root"

10.3、删除指定计划任务

#删除名为Daily Task的计划任务（没有明确的计划任务名称写完整的计划任务也可以删除）
ansible mysql_test -m cron -a "name='Daily Task' state=absent"

11、service模块

Ansible的service模块用于管理系统服务（如启动、停止、重启服务等）。

这个模块与特定的系统服务管理工具（如systemd、sysvinit、upstart等）兼容，能够跨不同的Linux发行版和系统管理框架工作

11.1、选项及描述

ansible-doc -s service

11.2、远程开启/关闭防火墙

#给web_test组中的所有主机重启firewalld服务
ansible web_test -m service -a "name=firewalld state=restarted"

#查看web_test组中所有主机的firewalld服务运行状态
ansible web_test -m shell -a "systemctl status firewalld"

#给web_test组中的所有主机关闭firewalld服务
ansible web_test -m service -a "name=firewalld state=stopped"

开启firewalld服务
查看firewalld服务状态
关闭firewalld服务

12、script模块

Ansible的script模块允许你在远程主机上执行位于Ansible控制节点上的本地脚本

12.1、选项及描述

ansible-doc -s script

12.2、编辑并部署脚本

1、控制节点本地编辑脚本并添加执行权限

vim /tmp/df.sh

#!/bin/bash
date >> /tmp/data/df.log
df -lh >> /tmp/data/df.log
[root@server ~]# chmod +x /tmp/df.sh

2、通过script模块部署到远程主机执行

#给web_test组的所有主机执行控制节点上的df.sh脚本文件
ansible web_test -m script -a "/tmp/df.sh”

13、setup模块

Ansible的setup模块用于收集远程主机的信息，并将这些信息以facts的形式返回给Ansible控制节点。

这些facts可以包括系统变量（如操作系统类型、架构、网络配置、已安装软件包等），并且在Playbook执行期间可以被其他任务使用。

13.1、选项及描述

ansible-doc -s setup

13.2、查看内存信息

#查看mysql_test组所有主机的内存信息
ansible mysql_test -m setup -a "filter='*mem*'"

通过free -m命令查看内存大小是否一致

#通过free -m命令查看mysql_test组主机的内存信息
ansible mysql_test -m shell -a "free -m"

13.3、保存信息

#将筛选的信息保存到控制节点的/tmp/data目录下
ansible web -m setup -a 'filter="*mem*"' --tree /tmp/data

14、synchronize模块

Ansible的synchronize模块提供了使用rsync进行文件和目录同步的功能。

rsync是一个快速且高效的文件传输工具，支持增量更新，特别适合在远程主机之间同步大量文件或保持文件夹内容的一致性。

14.1、选项及描述

ansible-doc synchronize

14.2、将源目录同步至目标目录（增量同步）

#既然是基于rsync那么所有主机安装rsync
ansible all-servers -m shell -a "yum install -y rsync"

#将本地的/tmp/目录同步到node1组的host1主机上
ansible node1 -m synchronize -a "src=/tmp/ dest=/tmp/"

#查看node1组的host1主机的/tmp/目录结构
ansible node1 -m shell -a "tree -L 5 /tmp/"

所有主机安装rsync
同步本地/tmp/到host1主机上
查看目录结构

14.3、将源目录同步至目标目录（完全同步）

#删除目标路径中不存在于源路径的文件（在传输之后）
ansible node1 -m synchronize -a "src=/tmp/ dest=/tmp/ delete=yes"

五、Ansible playbook

1、简介

Ansible Playbook 是Ansible用于定义和执行自动化任务的配置、部署和编排的主要方式。它是一种使用YAML语言编写的剧本文件，允许用户以简洁、可读性强的方式描述一系列步骤，这些步骤可以跨多台主机执行，以实现系统的配置管理和应用程序部署。

playbook是由一个或者多个play组成的列表，可以让这些列表按事先编排的机制执行；所谓task是调用ansible的具体模块，在模块参数中可以使用变量。模块执行是幂等性的，意味着多次执行结果相同。使用yaml语言编写playbook，后缀名一般为.yml

2、playbook的YAML格式

• 文件的第一行应该以 "---" (三个连字符)开始，表明YMAL文件的开始。
• 在同一行中，#之后的内容表示注释，类似于shell，python和ruby。
• YMAL中的列表元素以”-”开头然后紧跟着一个空格，后面为元素内容。
• 同一个列表中的元素应该保持相同的缩进。否则会被当做错误处理。
• play中hosts，variables，roles，tasks等对象的表示方法都是键值中间以":"分隔表示，":"后面还要增加一个空格。
• 缩进：使用空格缩进（而非Tab），通常使用2个空格

2.1、示例：

---
- name: update web servers
  hosts: node1
  remote_user: root

  tasks:
  - name: ensure apache is at the latest version
    yum:
      name: httpd
      state: latest
  - name: write the apache config file
    template:
      src: /srv/httpd.j2
      dest: /etc/httpd.conf
  - name: ensure that htppd is started
    service:
      name: httpd
      state: started
- name: update db servers
  hosts: node1
  remote_user: root

  tasks:
  - name: ensure mariadb is at the latest version
    yum:
      name: mariadb-server
      state: latest
  - name: ensure that mariadb is started
    service:
      name: mariadb
      state: started

2.2、解析

Play 1: 更新Web服务器

• Play标题："update web servers"，表明本Play的目标是更新Web服务器配置。
• hosts：node1，指定该Play作用于名为node1的主机。
• remote_user：root，指定执行任务的远程用户为root。
• tasks：
  • task 1: 确保Apache是最新的版本。使用yum模块安装httpd包至最新版。
  • task 2: 写入Apache配置文件。使用template模块将模板文件/srv/httpd.j2渲染后复制到/etc/httpd.conf，允许动态配置生成。
  • task 3: 确保Apache服务已启动。使用service模块设置httpd服务的状态为started，如果服务未运行则启动。

Play 2: 更新数据库服务器

• Play标题："update db servers"，目标是更新数据库服务器配置。
• hosts：同样为node1，指定该Play作用于名为node1的主机。
• remote_user：root，指定执行任务的远程用户为root。
• tasks：
  • task 1: 确保MariaDB是最新的版本。使用yum模块安装mariadb-server至最新版。
  • task 2: 确保MariaDB服务已启动。使用service模块设置mariadb服务的状态为started。

3、playbook的执行与语法检查

#执行playbook
ansible-playbook playbook.yml

#语法检查
ansible-playbook --syntax-check playbook.yml 

4、playbook的核心元素

1. Hosts（主机组）：定义了Playbook将要操作的目标机器集合。可以是单个主机名、IP地址，也可以是主机组名。
2. Tasks（任务列表）：构成Play的主要部分，定义了在目标主机上执行的具体操作序列。每个任务通常关联一个特定的Ansible模块及参数。
3. Variables（变量）：用于在Playbook中传递和管理配置信息，支持多种设置方式（如直接赋值、变量文件、环境变量、角色默认变量等），增加了Playbook的灵活性和可重用性。
4. Templates（模板）：使用Jinja2模板引擎动态生成配置文件。允许根据变量插入动态内容，适用于需要根据不同环境定制配置的情况。
5. Handlers（处理程序）：特殊类型的任务，仅当被其他任务通过notify属性明确告知时才会执行。常用于服务重启等需要在特定条件满足时进行的操作。

5、基本组件及格式

• remote_user：指定执行Ansible任务的远程用户名。

• sudo_user：定义需要临时提升权限执行任务时的目标用户。

• Tasks格式：

  tasks:
    - name: 简短任务描述
      module: 模块名称
      arguments: 参数列表
      notify: 通知的处理程序名称（可选）
  

• Handlers格式：

  handlers:
    - name: 处理程序描述
      module: 模块名称
      arguments: 参数列表
  

  • Handlers触发条件：
    • 当某任务状态变为changed时，可以触发一个或多个预先定义好的处理程序。
    • 使用tags为任务和处理程序打标签，可以在执行Playbook时通过--tags或-t选项选择性地执行带有特定标签的任务。

• 模块与模块参数：Ansible通过各种模块执行具体操作，模块后跟随的是该模块接受的参数。对于shell和command这类直接执行系统命令的模块，参数直接是命令字符串，而不是键值对形式。

6、安装nginx并修改配置文件

6.1、准备文件存放目录

[root@server ~]# mkdir -p /root/ansible/{conf,bin}

6.2、编写yaml文件

[root@server ~]# cd ansible/bin/
[root@server bin]# cat nginx.yml

---
- name: Update web servers
  hosts: node1
  remote_user: root
  tasks:
  - name: Install epel
    yum:
      name: epel-release.noarch
      state: latest
  - name: Install nginx
    yum:
      name: nginx
      state: present
  - name: Copy nginx configure file
    copy:
      src: /root/ansible/conf/nginx.conf
      dest: /etc/nginx/nginx.conf
      backup: yes
  - name: Start nginx
    service:
      name: nginx
      state: restarted
  - name: Create index.html
    shell: echo "hello playbook_nginx" > /usr/share/nginx/html/index.html

6.3、编写conf文件

[root@server conf]# cat site.conf

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    server {
        listen 8080;
        server_name 192.168.112.20:8080;

        location / {
            index index.html;
        }
    }
}

6.4、检查语法错误，执行playbook

#语法检查
ansible-playbook nginx.yml --syntax-check

#执行playbook
ansible-playbook nginx.yml

6.5、验证nginx启动状态

#ps aux|grep nginx显示nginx的进程，curl -s 查看实际的响应体内容
ansible node2 -m shell -a "ps aux | grep nginx ; curl -s 192.168.112.30:8080"

7、安装nginx，并添加handlers和notify

7.1、修改对应的nginx.yml和nginx.conf文件

nginx2.yml

---
- name: Update web servers
  hosts: node2
  remote_user: root
  tasks:
  - name: Install epel
    yum:
      name: epel-release.noarch
      state: latest
  - name: Install nginx
    yum:
      name: nginx
      state: present
  - name: Copy nginx configure file
    copy:
      src: /root/ansible/conf/nginx2.conf
      dest: /etc/nginx/nginx2.conf
      backup: yes
    notify: reload		#当nginx.conf发生改变时，通知给相应的handlers
    tags: reloadnginx		#打标签
  - name: Start nginx
    service:
      name: nginx
      state: restarted
    tags: startnginx		#打标签
  - name: Create index.html
    shell: echo "hello playbook_nginx_2" > /usr/share/nginx/html/index.html
  handlers:		#注意，前面没有-，是两个空格
    - name: reload
      service:
        name: nginx
        state: restarted

nginx2.conf

[root@server conf]# cat nginx2.conf

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    server {
        listen 8080;
        server_name 192.168.112.30:8080;

        location / {
            index index.html;
        }
    }
}

7.2、验证nginx进程信息

#验证端口和响应内容
ansible node2 -m shell -a "ss -tunlp | grep nginx ; curl -s 192.168.112.30:8080"

7.3、测试标签

#先关闭node3上的nginx服务以便测试
ansible node3 -m shell -a "systemctl stop nginx"

#再运行剧本并引用标签startnginx
ansible-playbook nginx2.yml -t startnginx

7.4、测试notify

7.4.1、notify的触发条件是配置文件被改变

#修改监听的端口号
[root@server conf]# cat nginx2.conf

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    server {
        listen 8848;
        server_name 192.168.112.30:8080;

        location / {
            index index.html;
        }
    }
}

7.4.2、重新执行剧本

#语法检查
ansible-playbook nginx2.yml --syntax-check

#再运行剧本并引用标签reloadnginx
ansible-playbook nginx2.yml -t reloadnginx

7.4.3、重新查看端口号

ansible node2 -m shell -a "ss -tnulp | grep nginx"

端口号变为8848

8、变量（variables）

在Ansible剧本中，vars 是用来定义变量的一个关键字，它允许你为任务、play或整个剧本设定变量值。

这些变量可以在后续的任务中被引用，以提高剧本的灵活性和重用性。

8.1、定义变量的方式

1. Facts（Facts变量）

• 描述：Facts是Ansible自动收集的目标主机信息，如系统类型、网络配置等。它们不是直接定义的变量，而是通过执行setup模块获取的。尽管不能直接定义Facts，但它们可以在剧本中像其他变量一样使用。

• 使用方式

  - name: Display hostname using a fact
    debug:
      msg: "The hostname is {{ ansible_hostname }}"
  

• 查看所有可以使用的变量：

  ansible node1 -m setup > variables
  

2. 用户自定义变量

• 直接在Playbook中定义

  • 可以在play或tasks级别定义变量。

    - hosts: web_test
      vars:
        my_var: "Hello, World!"
      tasks:
      - name: Use playbook-defined variable
        debug:
          msg: "{{ my_var }}"
    

• 通过命令行参数(-e/--extra-vars)传入

  • 在运行Ansible命令时动态添加变量。

    ansible-playbook my_playbook.yml -e "my_var=ValueFromCommandLine"
    

3. 通过Roles传递变量

• 简介：Roles是Ansible组织和复用任务的一种方式。变量可以通过角色的defaults, vars, environment目录下的文件来定义，或者在角色的tasks/main.yml等文件中直接定义。

  • 例子：

    • 在roles/my_role/defaults/main.yml中定义：

      my_role_variable: default_value
      

    • 然后在使用该角色的playbook中，该变量自动可用，也可被更高优先级的变量覆盖。

4. Host Inventory（主机清单）中定义变量

• 向不同主机传递不同变量

  [webservers]
  host1.example.com my_var=value1
  host2.example.com my_var=value2
  

• 向组中的所有主机传递相同变量

  [webservers:vars]
  group_variable=value_for_all_hosts_in_group
  

8.2、优先级

1. 通过命令行指定变量优先级最高
2. /etc/ansible/hosts定义变量（针对单个主机定义，针对主机组进行定义）
3. playbook中定义的变量

8.3、案例：使用变量安装keepalived

1、编写剧本

#先复制一份
[root@server bin]# cp nginx2.yml keepalived.yml

#再通过vim的替换将nginx替换为变量并优化一下src地址
[root@server bin]# cat keepalived.yml

---
- name: Update web servers
  hosts: node2
  remote_user: root
  tasks:
  - name: Install epel
    yum:
      name: epel-release.noarch
      state: latest
  - name: Install {{ rpmname }}
    yum:
      name: "{{ rpmname }}"
      state: present
  - name: Copy {{ rpmname }} configure file
    copy:
      src: /root/ansible/conf/{{ rpmname }}.conf
      dest: /etc/{{ rpmname }}/{{ rpmname }}.conf
      backup: yes
    notify: reload
    tags: reload{{ rpmname }}
  - name: Start {{ rpmname }}
    service:
      name: "{{ rpmname }}"
      state: restarted
    tags: start{{ rpmname }}
  handlers:
    - name: reload
      service:
        name: "{{ rpmname }}"
        state: restarted

全局替换并添加确认动作
输入y确认替换
替换好的剧本

2、拷贝配置文件

我们想要在被监管的机器上安装什么服务的话，就直接在我们的server端上把该服务的配置文件拷贝到我们定义剧本的src目录下。这样我们的剧本才能正常运行。

cp /etc/keepalived/keepalived.conf /root/ansible/conf/keepalived.conf

3、运行剧本，变量由命令行传入

#语法检查
ansible-playbook keepalived.yml --syntax-check

#执行剧本-e 接变量
ansible-playbook keepalived.yml -e rpmname=keepalived

4、或者直接再剧本里定义变量

我们可以直接在剧本中把变量定义好，这样就不需要在通过命令行传入了。

以后想要安装不同的服务，直接在剧本里把变量修改一下即可。

[root@server bin]# vim keepalived.yml

---
- name: Update web servers
  hosts: node2
  remote_user: root
  vars:
    - rpmname: keepalived
  tasks:
  - name: Install epel
    yum:
      name: epel-release.noarch
      state: latest
  - name: Install {{ rpmname }}
    yum:
      name: "{{ rpmname }}"
      state: present
  - name: Copy {{ rpmname }} configure file
    copy:
      src: /root/ansible/conf/{{ rpmname }}.conf
      dest: /etc/{{ rpmname }}/{{ rpmname }}.conf
      backup: yes
    notify: reload
    tags: reload{{ rpmname }}
  - name: Start {{ rpmname }}
    service:
      name: "{{ rpmname }}"
      state: restarted
    tags: start{{ rpmname }}
  handlers:
    - name: reload
      service:
        name: "{{ rpmname }}"
        state: restarted

5、运行定义过变量的剧本

#语法检查
ansible-playbook keepalived.yml --syntax-check

#执行剧本
ansible-playbook keepalived.yml

9、模板（templates）

9.1、简介

Templates主要用于自动生成和管理服务器上的配置文件，如nginx的配置、数据库配置等。这有助于实现基础设施的配置标准化和自动化。

• 文本文件，内部嵌套有模板语言的脚本
• jinja2是由python编写的，在使用模板文件时jinja2是很好的解决方案
• 功能：将模板文件中的变量转换成对应的本地主机的确定值\

9.2、基本数据类型和操作符

• 字符串：在Jinja2模板中，无论是单引号还是双引号，都可以用来定义字符串。例如，{{ "Hello, World!" }} 或 {{ 'Hello, World!' }}。
• 数字：Jinja2直接支持整数和浮点数的使用，无需特别的标记，如 {{ 42 }} 或 {{ 3.14 }}。
• 列表(List) 和 元组(Tuple)：虽然Jinja2原生支持列表（使用方括号[]），但元组的直接表示不如Python中常见，因为模板更倾向于动态输出而不是静态结构。列表示例：{% for item in [1, 2, 3] %}...{% endfor %}。
• 字典(Dictionary)：与Python类似，使用花括号{}定义，键值对之间用冒号:分隔。例如，{{ {"key": "value", "another_key": 42} }}。
• 布尔型(Booleans)：在Jinja2中，可以直接使用true和false（全部小写），用于条件判断。
• 算术运算：Jinja2支持所有基本的算术运算符，包括+, -, *, /, //, %, **。例如，{{ 5 + 3 }} 或 {{ 10 // 2 }}。
• 比较操作：与Python相同，包括==, !=, >, >=, <, <=。用于条件判断，如{% if variable > 10 %}...{% endif %}。
• 逻辑运算：and, or, not用于逻辑条件组合。例如，{% if condition1 and condition2 %}...{% endif %} 或 {% if not condition %}...{% endif %}。

模板都是通过引用变量来引用的

9.3、案例：生成hosts解析文件

使用模板替远程主机生成hosts解析文件(先把原来的hosts解析都去掉，在ansible配置文件里面替换为ip)

1、修改Ansible主机清单

[root@server1 ~]# egrep -v "^$|^#" /etc/ansible/hosts
[all-servers]
server1
server2
server3
server4
[all_ip]
192.168.112.10
192.168.112.20
192.168.112.30
192.168.112.40

2、修改主机名

hostnamectl set-hostname server1
hostnamectl set-hostname server2
hostnamectl set-hostname server3
hostnamectl set-hostname server4

3、准备模板文件

[root@server1 ~]# vim hosts.j2

127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6

{% for host in groups.all_ip %}
{{hostvars[host].ansible_ens33.ipv4.address}} {{hostvars[host].ansible_hostname}}
{% endfor %}

4、编写剧本

[root@server1 ~]# vim hosts.yml

---
- name: Config hosts file
  hosts: all_ip
  remote_user: root

  tasks:
  - name: copy hosts.j2 to group servers
    template:
      src: hosts.j2
      dest: /etc/hosts

5、执行剧本

ansible-playbook hosts.yml --syntax-check
ansible-playbook hosts.yml

6、验证

ansible all-servers -m shell -a "tail -4 /etc/hosts"

10、条件判断

when语句：在task中使用，jinja2的语法格式。

10.1、举例

tasks:
- name: install conf file to centos7
  template: src=files/nginx.conf.c7.j2
  when: ansible_distribution_major_version == "7"
- name: install conf file to centos6
  template: src=files/nginx.conf.c6.j2
  when: ansible_distribution_major_version == "6"

11、循环迭代

循环：迭代，需要重复执行的任务；
对迭代项的引用，固定变量名为"item"，而后，要在task中使用with_items给定要迭代的元素列表；

11.1举例

#基于字符串列表
tasks:
‐ name: create rsyncd file
  copy: src={{ item }} dest=/tmp/{{ item }}
  with_items:
    ‐ a
    ‐ b
    ‐ c
    ‐ d
*with_itmes 嵌套子变量*
#基于字典列表
‐ hosts: eagleslab
  remote_user: root
  tasks:
  ‐ name: add several users
    user: name={{ item.name }} state=present groups={{ item.groups }}
    with_items:
      ‐ { name: 'testuser1' , groups: 'wheel'}
      ‐ { name: 'testuser2' , groups: 'root' }

11.2、案例：循环创建用户

1、循环创建以下用户信息

2、循环创建出以上用户并指定用户信息

[root@server1 ~]# vim user_manage.yml

---
- name: Manage user
  hosts: all-servers
  remote_user: root
  tasks:
  - name: ensure group xsb/jsb/cwb exists
    group:
      name={{ item.group }}
    with_items:
      - { group: 'xsb' }
      - { group: 'cwb' }
      - { group: 'jsb' }
  - name: create users zhangsan/lisi/wangwu/maliu/zhaoqi
    user:
      name={{ item.name }}
      group={{ item.group }}
      shell={{ item.shell }}
      comment={{ item.comment }}
      home={{ item.home }}
    with_items:
      - { name: 'zhangsan', group: 'xsb',home: '/home/xsb/zhangsan',shell: '/bin/bash',comment: '销售'}
      - { name: 'lisi', group: 'xsb',home: '/home/xsb/zhangsan',shell: '/bin/bash',comment: '销售'}
      - { name: 'wangwu', group: 'jsb',home: '/home/jsb/wangwu',shell: '/bin/sh',comment: 'java工程师'}
      - { name: 'maliu', group: 'jsb',home: '/home/jsb/maliu',shell: '/bin/sh',comment: 'linux工程师'}
      - { name: 'zhaoqi', group: 'cwb',home: '/home/cwb/zhaoqi',shell: '/bin/sh',comment: '会计'}

3、执行剧本

#语法检查
ansible-playbook user_manage.yml --syntax-check

#执行剧本
ansible-playbook user_manage.yml

4、验证

ansible all-servers -m shell -a "id zhangsan ; id lisi ; id wangwu ; id maliu ; id zhaoqi"

12、字典

ansible playbook 还支持字典这种数据类型

12.1、举例

- name: install some packages
  yum: name={{ item }} state=present
  with_items:
    - nginx
    - memcached
    - php-fpm
- name: add some groups
  group: name={{ item }} state=present
  with_items:
    - group11
    - group12
    - group13
- name: add some users
  user: name={{ item.name }} group={{ item.group }} state=present
  with_items:
    - { name: 'user11', group: 'group11' }
    - { name: 'user12', group: 'group12' }
    - { name: 'user13', group: 'group13' }

13、角色（role）

13.1、简介

Ansible的角色（Roles）是用于组织和复用配置任务的一种方式，它提供了一种结构化的方法来编写和管理Playbooks，使得大型项目和重复使用的配置任务变得更加易于管理和维护。

角色设计的初衷是为了促进Playbooks的层次化和模块化，使得不同功能组件能够清晰分离。

13.2、角色的目录结构

角色集合：roles/

• mysql/
• httpd/
• nginx/
  • files/：存储由copy或script等模块调用的文件；
  • tasks/：此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件，用于定义各task；其它的文件需要由main.yml进行“包含”调用；、
  • handlers/：此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件，用于定义各handler；其它的文件需要由main.yml进行“包含”调用；
  • vars/：此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件，用于定义各variable；其它的文件需要由main.yml进行“包含”调用；
  • templates/：存储由template模块调用的模板文本；
  • meta/：此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件，定义当前角色的特殊设定及其依赖关系；其它的文件需要由main.yml进行“包含”调用；
  • default/：此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件，用于设定默认变量；

14、案例：使用角色安装nginx

14.1、创建对应的目录结构

[root@server1 ~]# cd /etc/ansible/roles/
[root@server1 roles]# ls
[root@server1 roles]# mkdir -pv ./{nginx,mysql,httpd}/{files,templates,vars,tasks,handlers,meta,default}

14.2、定义配置文件

需要修改的配置文件为/tasks/main.yml

[root@server1 roles]# cat /etc/ansible/roles/nginx/tasks/main.yml

---
- name: cp
  copy: src=nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm dest=/tmp/nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm
- name: install
  yum: name=/tmp/nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm state=present
- name: conf
  template: src=nginx.conf.j2 dest=/etc/nginx/nginx.conf
  tags: nginxconf
  notify: new conf to reload
- name: start service
  service: name=nginx state=started enabled=true

14.3、放置文件到指定目录

rpm包

#rpm包放在files目录下
cp /tmp/nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm /etc/ansible/roles/nginx/files/

#模板放在templates目录下
cp /tmp/nginx.conf.j2 /etc/ansible/roles/nginx/templates/

#查看目录结构
[root@server1 nginx]# tree

14.4、修改变量文件

[root@server1 nginx]# cat /etc/ansible/roles/nginx/vars/main.yml
nginxport: 6666

14.5、定义handlers文件

[root@server1 nginx]# cat /etc/ansible/roles/nginx/handlers/main.yml
---
- name: new conf to reload
  service: name=nginx state=restarted

14.6定义剧本文件

[root@server1 ansible]# cat /etc/ansible/roles.yml
---
- hosts: all-servers
  remote_user: root
  roles:
    - nginx

14.7、剩余的配置文件

• nginx.conf.j2

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    server {
        listen   {{ nginxport }};
        }
}

14.8、启动服务

#语法检查
ansible-playbook roles.yml --syntax-check

#执行剧本
ansible-playbook roles.yml

14.9、验证端口号

ansible all-servers -m shell -a "ss -tunlp | grep nginx"

15、案例：使用角色安装httpd

15.1、创建对应的目录结构

[root@server1 ~]# cd /etc/ansible/roles/
[root@server1 roles]# ls
[root@server1 roles]# mkdir -pv ./{nginx,mysql,httpd}/{files,templates,vars,tasks,handlers,meta,default}
#创建一个名为apache的新角色
[root@server1 roles]# ansible-galaxy init apache
- Role apache was created successfully

15.2、编写site.yaml文件

[root@server1 roles]# cat /etc/ansible/roles/site.yml

---
- hosts: all-servers
  remote_user: root
  roles:
  - apache

15.3、编写tasks里的main.yml文件

[root@server1 roles]# cat /etc/ansible/roles/apache/tasks/main.yml
---
- name: Install httpd
  yum:
    name: httpd
    state: present
- name: Start httpd
  service:
    name: httpd
    state: restarted
- name: Write index file
  shell: echo "http" > /var/www/html/index.html

15.4、执行剧本

#语法验证
ansible-playbook site.yml --syntax-check

#执行剧本
ansible-playbook site.yml

15.5、验证

ansible all-servers -m shell -a "curl -s server1 ; curl -s server2 ; curl -s server3 ; curl -s server4"

16、案例：使用角色安装java+nginx+halo

16.1、准备角色

[root@server1 roles]# ansible-galaxy init halo
- Role halo was created successfully
[root@server1 roles]# ansible-galaxy init java
- Role java was created successfully
[root@server1 roles]# ansible-galaxy init nginx
- Role nginx was created successfully

16.2、编写site.yml

• pre_tasks为运行play之前执行的任务
• post_tasks为运行play之后执行的任务

[root@server1 roles]# cat site.yml

---
- hosts: node1
  remote_user: root
  strategy: free
  pre_tasks:
    - name: config nginx repo for centos 7
      yum_repository:
        name: nginx
        description: nginx
        baseurl: http://nginx.org/packages/centos/$releasever/$basearch/
        gpgcheck: no
      when: ansible_distribution_major_version == "7"
    - name: Disable SELinux
      selinux: state=disabled

  roles:
    - nginx

  post_tasks:
    - shell: echo 'Deplay halo finished.'
      register: ret
    - debug: var=ret.stdout

16.3、编写nginx角色

nginx/tasks/main.yml

[root@server1 roles]# cat nginx/tasks/main.yml
---
# tasks file for nginx
- name: make sure nginx state is installed
  yum: name=nginx state=installed
- name: copy halo to nginx config file
  template: src=halo.conf dest="/etc/nginx/conf.d/halo.conf"
- name: make sure nginx service is running
  service: name=nginx state=started
- name: make sure port is open
  wait_for: port="{{ nginx_port }}"

meta/main.yml为role的依赖关系，要先运行这里面的内容才会运行自己的nginx这个role。

[root@server1 roles]# cat nginx/meta/main.yml	#要修改的是dependencies部分

dependencies:
  - role: java
  - role: halo

nginx/templates/halo.conf

[root@server1 roles]# cat nginx/templates/halo.conf
upstream halo {
  server 127.0.0.1:8090;
}
server {
  listen 80;
  listen [::]:80;
  server_name {{ halo_domain }};
  client_max_body_size 1024m;
  location / {
    proxy_pass http://halo;
    proxy_set_header HOST $host;
    proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
  }
}

16.4、编写java角色

为了安装java

[root@server1 roles]# cat java/tasks/main.yml

---
# tasks file for java
- name: install java
  yum: name=java-11-openjdk state=installed

16.5、编写halo角色

[root@server1 roles]# cat halo/tasks/main.yml

---
# tasks file for halo
- name: get halo
  get_url: url=https://dl.halo.run/release/halo-1.4.11.jar dest={{ halopath }}

- name: add halo service file
  template: src=halo.service dest=/etc/systemd/system/halo.service

- name: touch ~/.halo directory
  file: path=~/.halo state=directory

- name: copy halo config file
  template: src=application.yaml dest="~/.halo/application.yaml"

- name: restart halo
  systemd:
    daemon_reload: yes
    name: halo
    state: started
    enabled: yes

- name: wait to start halo
  wait_for: port={{ halo_port }}

修改变量文件halo/vars/main.yml

[root@server1 roles]# cat halo/vars/main.yml

---
# vars file for halo
memory: 512m
halo_port: 8090
halopath: /root/halo.jar
halo_domain: 192.168.112.10
nginx_port: 80

下载servers文件并编辑

[root@server1 roles]# wget https://dl.halo.run/config/halo.service -O halo/templates/halo.service

[root@server1 roles]# cat halo/templates/halo.service
[Unit]
Description=Halo Service
Documentation=https://docs.halo.run
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=simple
User=root		#修改
ExecStart=/usr/bin/java -server -Xms256m -Xmx256m -jar /root/halo.jar		#修改
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
Restart=always
StandOutput=syslog

StandError=inherit

[Install]
WantedBy=multi-user.target

[root@server1 roles]# wget https://dl.halo.run/config/application-template.yaml -O halo/templates/application.yaml

16.6、执行剧本

#语法检查
ansible-playbook site.yml --syntax-check

#执行剧本
ansible-playbook site.yml

至此ansible的学习就告一段落啦

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