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02 . Ansible 高级用法 (运维开发篇)
> 本文由 [简悦 SimpRead](http://ksria.com/simpread/) 转码, 原文地址 [www.tuicool.com](https://www.tuicool.com/articles/eMfuiqa) #### 自动化任务简介 假设我们要在 10 台 linux 服务器上安装一个 nginx 服务, 手动是如何做的? ``` # 第一步, ssh登录NUM(1,n)服务器 # 第二步,输入对应服务器密码 # 第三步,执行命令: yum install nginx 循环操作n=10 # 第四步,执行命令: service nginx start # 第五步,退出登录 ``` #### 自动化任务执行的意义 ``` # 意义一, 提升运维工作效率,减少一份工作成本 # 意义二, 提高准确度. ``` #### 自动化任务执行的应用 ``` # 应用一, 批量命令执行 # 应用二, 定时程序任务执行 # 应用三, 批量程序应用服务安装 # 应用四, 批量配置文件同步 # 应用五, 批量代码部署 ``` ![](https://img0.tuicool.com/y2uqeu2.png!web) #### ansible 配置 `ansible是python中的一套模块,系统中的一套自动化工具,可以用作系统管理,自动化命令等任务` #### ansible 优势 ``` # 1.ansible是python中的一套完整的自动化执行任务模块 # 2.ansible的play_book模式,不用yaml配置,对于自动化任务执行一目了然. # 3.自动化场景支持丰富 ``` #### ansible 配置文件 ``` 1. inventory # 该参数表示资源清单inventory文件的位置,资源清单就是一些Ansible需要连接管理的主机列表 # inventory = /root/ansible/hosts 2. library # Ansible的操作动作,无论是本地或远程,都使用一小段代码来执行,这小段代码称为模块,这个library参数就是指向存放Ansible模块的目录 # library = /usr/share/ansible 3. forks # 设置默认情况下Ansible最多能有多少个进程同时工作,默认设置最多5个进程并行处理。具体需要设置多少个,可以根据控制主机的性能和被管理节点的数量来确定。 # forks = 5 4. sudo_user # 这是设置默认执行命令的用户,也可以在playbook中重新设置这个参数 # sudo_user = root # 注意: 新版本已经做了修改,如ansible2.4.1下已经为: # default_sudo_user = root 5. remote_port # 这是指定连接被关节点的管理端口,默认是22,除非设置了特殊的SSH端口,不然这个参数是不需要被修改的 # remote_port = 22 6. host_key_checking # 这是设置是否检查ssh主机的秘钥,可以设置为True或者False # host_key_checking = False 7. timeout # 这是设置ssh连接的超时间隔,单位是秒 # timeout = 20 8. log_path # ansible系统默认是不记录日志的,如果想把ansible系统的输出记录到指定地方,需要设置log_path来指定一个存储Ansible日志的文件 9. private_key_file # 在使用ssh公钥私钥登录系统时使用的秘钥路径 # private_key_file=/path/to/file.pem ``` ``` ansible.cfg [defaults] inventory = /tmp/hosts forks = 5 default_sudo_user = root remote_port = 22 host_key_checking = Falsetimeout = 20 log_path = /var/log/ansible.log #private_key_file=/tmp/file.pem ``` #### ansible 安装 ``` # 1. 通过系统的方式,yum,apt,get等 # 2. 通过python的方式 # (推荐)python ./setup.py install easy_install ansible pip install ansible ``` #### Ansible 基础操作 当我们将 Ansible 安装好以后, 可以通过一些命令开始深入了解 Ansible 了. 我们最先展示的并非那强大的集配置, 部署,自动化于一身的 playbook. 而是如何初始化. #### 远程连接概述 在我们开始前要先理解 Ansible 如何通过 SSH 与远程服务器连接是很重要的. Ansible1.3 及之后的版本默认会在本地的 OpenSSH 可用时会尝试用其远程通讯, 这会启用 ControlPersist(一个性能特性),Kerberos, 和在~/.ssh/config 中的配置选项如 Jump Host setup. 然而, 当你使用 Linux 企业版 6 作为主控机 (红帽企业版及其衍生版如 CentOS), 其 OpenSSH 版本可能过于老旧无法支持 ControIPersist, 在这些操作系统中,Ansible 将会退回并采用 paramiko(由 Python 实现的高质量 OpenSSH 库). 如果你希望能够使用像是 Kerberized SSH 之类的特性,烦请考虑使用 Fedora,OS X, 或 Ubuntu 作为你的主控机直到相关平台上有更新版本的 OpenSSH 可供使用,或者启用 Ansible 的 "accelerated mode". 在 Ansible1.2 及之前的版本,默认将会使用 paramiko, 本地 OpenSSH 必须通过 - c ssh 或者配置文件中设定. 我们偶尔会遇到不支持 SFTP 的设备,虽然很少见,但有概率中奖,可以通过 ansible 配置文件切换至 scp 模式来与之连接. 说起远程设备,Ansible 会默认假定你使用 SSH key(当然也推荐这种) 但是密码一样可以,通过在需要的地方添加 - ask-pass 选项来启用密码验证,如果使用了 sudo 特性,当 sudo 需要密码时,也同样适当的提供了 - ask-sudo-pass 选项. 也许这是常识, 但也值得分享: 任何管理系统受益于被管理的机器在主控机附近运行. 如果在云中运行, 可以考虑在使用云中的一台机器来运行 Ansible. 作为一个进阶话题, Ansible 不止支持 SSH 来远程连接. 连接方式是插件化的而且还有许多本地化管理的选项诸如管理 chroot, lxc, 和 jail containers. 一个叫做‘ansible-pull’的模式能够反转主控关系并使远程系统通过定期从中央 git 目录检出 并 拉取 配置指令来实现背景连接通信 #### 第一条命令 (公钥认证) 我们已经安装 ansible 了,第一件事就是编辑或者创建 / etc/ansible/hosts 并在其中加入一个或多个远程系统,我们的 public SSH key 必须在这些系统的 `authorized_keys` 中. ``` # 我们现在ansible控制机上主机名解析 tail /etc/hosts 127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4 ::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6 121.36.43.223 node1 120.77.248.31 node2 116.196.83.113 master # 将解析过的主机名放到ansible配置文件里面 tail -2 /etc/ansible/hosts node1 node2 # ansible控制机生成公钥并传给需要被控制的机器上 ssh-copy-id node1 ssh-copy-id node2 # 因为考虑到安全问题,会有主机秘钥的检查,但如果在内网非常信任的服务器就没必要了. sed -i 's/# *StrictHostKeyChecking *ask/StrictHostKeyChecking no/g' /etc/ssh/ssh_config # 然后我们就可以执行第一条命令来查看能ping通控制的所有节点. ansible all -m ping node1 | SUCCESS => { "ansible_facts": { "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python" }, "changed": false, "ping": "pong" } node2 | SUCCESS => { "ansible_facts": { "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python" }, "changed": false, "ping": "pong" } ``` Ansible 会像 SSH 那样试图用你的当前用户名来连接你的远程机器. 要覆写远程用户名, 只需使用’-u’参数. 如果你想访问 sudo 模式, 这里也有标识 (flags) 来实现: ``` ansible all -m ping -u bruce ansible all -m ping -u bruce --sudo ansible all -m ping -u bruce --sudo --sudo-user batman ``` (如果你碰巧想要使用其他 sudo 的实现方式, 你可以通过修改 Ansible 的配置文件来实现. 也可以通过传递标识给 sudo(如 - H) 来设置.) 现在对你的所有节点运行一个命令: ``` ansible all -a "/bin/echo hello" node1 | CHANGED | rc=0 >> hello node2 | CHANGED | rc=0 >> hello ``` #### 公钥认证 Ansible1.2.1 及其之后的版本都会默认启用公钥认证 如果有个主机重新安装并在 “known_hosts” 中有了不同的 key, 这会提示一个错误信息直到被纠正为止. 在使用 Ansible 时, 你可能不想遇到这样的情况: 如果有个主机没有在 “known_hosts” 中被初始化将会导致在交互使用 Ansible 或定时执行 Ansible 时对 key 信息的确认提示. 如果你想禁用此项行为并明白其含义, 你能够通过编辑 /etc/ansible/ansible.cfg or ~/.ansible.cfg 来实现: ``` [defaults] host_key_checking = False ``` 同样注意在 paramiko 模式中 公钥认证 相当的慢. 因此, 当使用这项特性时, 切换至’SSH’是推荐做法. #### 密码认证 因为我们接下来要将存取的密码放到主机清单甚至存到 Mysql 里面, 我们可以装一个 ssh_pass ``` apt-get install sshpass ``` 我们将之前的公钥. ssh 目录都删掉,主机名解析不用管. #### 注意,删除. ssh 目录过后记得关闭主机秘钥检查. ``` tail -3 /etc/hosts 121.36.43.223 node1 120.77.248.31 node2 116.196.83.113 master tail -2 /etc/ansible/hosts node1 node2 ansible all -m ping -k # 并不是真的ping,只是检查客户端的22号端口是否提供工作.不指定用户默认root用户 # -k 输入密码 # -m 指定模块 SSH password: node1 | SUCCESS => { "ansible_facts": { "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python" }, "changed": false, "ping": "pong" } node2 | SUCCESS => { "ansible_facts": { "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python" }, "changed": false, "ping": "pong" } # 如果不想指定用户名和密码,避免ansible每次执行到相应主机都会要求输入密码. tail -2 /etc/ansible/hosts node1 ansible_ssh_user='root' ansible_ssh_pass='youmen' node2 ansible_ssh_user='root' ansible_ssh_pass='youmen' ansible_ssh_port=22 ansible all -m ping node1 | SUCCESS => { "ansible_facts": { "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python" }, "changed": false, "ping": "pong" } node2 | SUCCESS => { "ansible_facts": { "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python" }, "changed": false, "ping": "pong" } ``` #### Ansible 常用模块 #### 常用模块 #### 块 <table><thead><tr><th width="21%">模块名</th><th width="18%">作用</th><th width="61%">用例</th></tr></thead><tbody><tr><td>command</td><td>默认模块</td><td>ansible webserver -a "/sbin/reboot" -f 10</td></tr><tr><td>shell</td><td>执行 shell 命令</td><td>ansible test -m shell -a "echo $HOSTNAME"</td></tr><tr><td>filetransfer</td><td>文件传输</td><td>ansible test -m copy -a "src=/etc/hosts dest=/tmp/hosts"</td></tr><tr><td>managingpackages</td><td>管理软件包</td><td>ansible test -m yum -a "name=nginx state=present"</td></tr><tr><td>user and groups</td><td>用户和组</td><td>ansible test -m user -a "name=jeson password=123456"</td></tr><tr><td>Deploying</td><td>部署模块</td><td>ansible test -m git -a "repo=https://github.com/iopsgroup/imoocc dest=/opt/iops version=HEAD"</td></tr><tr><td>managingservices</td><td>服务管理</td><td>ansible test -m service -a "name=nginx state=started"</td></tr><tr><td>BackgroundOperatiions</td><td>后台运行</td><td>ansible test -B 3600 -a "/usr/bin/running_operation --do-stuff"</td></tr><tr><td>gatheringfacts</td><td>搜集系统信息</td><td>ansible test -m setup</td></tr></tbody></table> #### playbook playbook 由 YAML 语言编写, YAML 参考了其他多种语言, 包括: XML,C 语言, Python,Perl 以及电子邮件格式 RFC2822,Clark Evans 在 2001 年 5 月首次发表了这种语言, 另外 Ingy dt Net 与 Oren-Kiki 也是这语言的共同设计者. #### playbook 的优势 ``` # 1. 功能比adhoc更全 # 2. 控制好依赖 # 3. 展现更直观 # 4. 持久使用 ``` #### ansible-playbook 执行常用命令参数: #### 执行方式:ansible-playbook playbook.yml [options] ``` -u REMOTE_USER, --user=REMOTE_USER # ssh 连接的用户名 -k, --ask-pass # ssh登录认证密码 -s, --sudo # sudo 到root用户,相当于Linux系统下的sudo命令 -U SUDO_USER, --sudo-user=SUDO_USER # sudo 到对应的用户 -K, --ask-sudo-pass # 用户的密码(—sudo时使用) -T TIMEOUT, --timeout=TIMEOUT # ssh 连接超时,默认 10 秒 -C, --check # 指定该参数后,执行 playbook 文件不会真正去执行,而是模拟执行一遍,然后输出本次执行会对远程主机造成的修改 -e EXTRA_VARS, --extra-vars=EXTRA_VARS # 设置额外的变量如:key=value 形式 或者 YAML or JSON,以空格分隔变量,或用多个-e -f FORKS, --forks=FORKS # 进程并发处理,默认 5 -i INVENTORY, --inventory-file=INVENTORY # 指定 hosts 文件路径,默认 default=/etc/ansible/hosts -l SUBSET, --limit=SUBSET # 指定一个 pattern,对- hosts:匹配到的主机再过滤一次 --list-hosts # 只打印有哪些主机会执行这个 playbook 文件,不是实际执行该 playbook --list-tasks # 列出该 playbook 中会被执行的 task --private-key=PRIVATE_KEY_FILE # 私钥路径 --step # 同一时间只执行一个 task,每个 task 执行前都会提示确认一遍 --syntax-check # 只检测 playbook 文件语法是否有问题,不会执行该 playbook -t TAGS, --tags=TAGS # 当 play 和 task 的 tag 为该参数指定的值时才执行,多个 tag 以逗号分隔 --skip-tags=SKIP_TAGS # 当 play 和 task 的 tag 不匹配该参数指定的值时,才执行 -v, --verbose # 输出更详细的执行过程信息,-vvv可得到所有执行过程信息。 ``` #### 使用场景 #### yaml 语法 1. playbook 配置 ``` --- - hosts: 39.108.140.0 remote_user: root vars: touch_file: youmen.file tasks: - name: touch file shell: "touch /tmp/{{touch_file}}" ``` #### yaml 主要由三个部分组成: ``` > hosts部分: # 使用hosts指示使用哪个主机或主机组来运行下面的tasks, # 每个playbook都必须指定hosts,hosts也可以使用通配符格式。 # 主机或主机组在inventory清单中指定,可以使用系统默认的/etc/ansible/hosts, # 也可以自己编辑,在运行的时候加上-i选项,指定清单的位置即可。 # 在运行清单文件的时候,--list-hosts选项会显示那些主机将会参与执行task的过程中。 > remote_user:指定远端主机中的哪个用户来登录远端系统, # 在远端系统执行task的用户,可以任意指定,也可以使用sudo, # 但是用户必须要有执行相应task的权限。 > tasks:指定远端主机将要执行的一系列动作。tasks的核心为ansible的模块, # 前面已经提到模块的用法。tasks包含name和要执行的模块,name是可选的, # 只是为了便于用户阅读,不过还是建议加上去,模块是必须的,同时也要给予模块相应的参数。 ``` #### 执行 ``` ansible-playbook -i /tmp/hosts --list-hosts ./f1.yaml ansible-playbook ./f1.yaml # 执行结果返回 # 红色: 表示有task执行失败或者提醒的信息 # 黄色: 表示执行了且改变了远程主机状态 # 绿色: 表示执行成功 ``` #### yaml 语法和数据结构 #### yaml 语法 YAML 格式是类似于 JSON 的文件格式,以便于人理解和阅读, 同时便于书写, 首先学习了解一下 YAML 的格式,对我们后面书写 playbook 很有帮助. 以下为 playbook 常用到的 YAML 格式 ``` # 大小写敏感 # 使用缩紧表示层级关系(只能空格不能使用tab) # yaml文件以"---"作为文档的开始 # 在同一行中,#之后的内容表示注释,类似于shell,python和ruby. # YAML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,就像这样 - apple - orange 等价于JSON的这种格式 [ "apple", "orange" ] # 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":"分割表示,":"后面还要增加一个空格. ``` #### 变量定义方式 #### 变量名可以为字母, 数字以及下划线 #### playbook 里的变量 ``` 1. playbook的yaml文件中定义变量赋值 > 2. --exxtra-vars执行参数赋给变量 > 3. 在文件中定义变量 > 4. 注册变量 ``` ``` # register关键字可以存储指定命令的输出结果到一个自定义的变量中. --- - hosts: database remote_user: root vars: touch_file: youmen_file tasks: - name: get date command: date register: date_output - name: touch shell: "touch /tmp/{{touch_file}}" - name: echo date_output shell: "echo {{date_output.stdout}}>/tmp/{{touch_file}}" ``` #### 数据结构 yaml 支持的数据结构 字典 ``` {name:jeson} ``` #### 列表 ``` - Apple - Mango - Orange ``` #### 纯量: 数字, 布尔, 字符串 #### 条件判断 #### 循环 <table><thead><tr><th width="34%">循环类型</th><th width="46%">关键字</th><th width="20%"></th></tr></thead><tbody><tr><td>标准循环</td><td>with_items</td><td></td></tr><tr><td>嵌套循环</td><td>with_nested</td><td></td></tr><tr><td>遍历字典</td><td>with_dict</td><td></td></tr><tr><td>并行遍历列表</td><td>with_together</td><td></td></tr><tr><td>遍历列表和索引</td><td>with_indexed_items</td><td></td></tr><tr><td>遍历文件列表的内容</td><td>with_file</td><td></td></tr><tr><td>遍历目录文件</td><td>with_fileglog</td><td></td></tr><tr><td>重试循环</td><td>until</td><td></td></tr><tr><td>查找第一个匹配文件</td><td>with_first_found</td><td></td></tr><tr><td>随机选择</td><td>with_random_choice</td><td></td></tr><tr><td>在序列中循环</td><td>with_sequence</td><td></td></tr></tbody></table> #### 条件循环语句复用 `种类一, 标准循环` ``` --- - hosts: nginx tasks: - name: add serveral users user: name={{ item.name }} state=present groups={{ item.groups }} with_items: - { name: 'testuser1',groups: 'wheel' } - { name: 'testuser2',groups: 'root' } ``` `种类二, 遍历字典` ``` --- - hosts: nginx remote_user: root tasks: - name: add serveral users user: name={{ item.key }} state=present groups={{ item.value }} with_dict: { 'testuser3':'wheel','testuser4':'root' } ``` `种类三, 遍历目录中内容` ``` --- - hosts: nginx remote_user: root tasks: - file: dest=/tmp/aa state=directory - copy: src={{ item }} dest=/tmp/bb owner=root mode=600 with_fileglob: - aa/*n ``` #### 条件语句结合循环语句使用场景 ``` --- - hosts: nginx remote_user: root tasks: - debug: msg="{{ item.key }} is the winner" with_dict: {'jeson':{'english':60,'chinese':30},'tom':{'english':20,'chinese':30}} when: item.value.english >= 10 ``` #### 异常 #### 异常处理和相关操作 #### 异常处理 #### 1. 忽略错误 默认会检查命令和模块的返回状态, 遇到错误就中断 playbook 的执行 加入参数: ignore_errors: yes Example ``` - hosts: nginx remote_user: root tasks: - name: ignore false command: /bin/false ignore_errors: yes - name: touch a file file: path=/tmp/test22 state=touch mode=0700 owner=root group=root ``` #### 2. tags 标签处理 ``` --- - hosts: nginx remote_user: root tasks: - name: get process shell: touch /tmp/change_test2 changed_when: false ``` #### 打标签 意义: 通过 tags 和任务对象进行捆绑,控制部分或者指定的 task 执行 ``` # 打标签 # 对一个对象打一个标签 # 对一个对象打多个标签 # 打标签的对象包括: 单个task任务,include对象,roles对象等. ``` #### 标签使用 ``` -t : 执行指定的tag标签任务 --skip-tags: 执行 --skip-tags之外的标签任务 ``` 3. 自定义 change 状态 ``` --- - hosts: nginx remote_user: root tasks: - name: get process shell: ps -ef |wc -l register: process_count failed_when: process_count > 3 - name: touch a file file: path=/tmp/test1 state=touch mode=0700 owner=root group=root ``` #### roles 角色和场景演练 使用 roles 角色 include 的用法 ``` include_tasks/include: 动态的包含tasks任务列表执行 ``` ![](https://img1.tuicool.com/Qbm2Ar.png!web) #### 什么是 roles `是一种利用在大型playbook中的剧本配置模式,在这自己特定结构` #### 为什么需要用到 roles 和面向对象开发思想相似 利用于大型的项目任务中,尽可能的将公共的任务,变量等内容独立 剧本结构和设计思路 ansible 官方网站的建议 playbook 剧本结构如下: ``` production # 正式环境的inventory文件 staging #测试环境用得inventory文件 group_vars/ # 机器组的变量文件 group1 group2 host_vars/ #执行机器成员的变量 hostname1 hostname2 ================================================ site.yml # 主要的playbook剧本 webservers.yml # webserver类型服务所用的剧本 dbservers.yml # 数据库类型的服务所用的剧本 roles/ webservers/ #webservers这个角色相关任务和自定义变量 tasks/ main.yml handlers/ main.yml vars/ main.yml dbservers/ #dbservers这个角色相关任务和定义变量 ... common/ # 公共的 tasks/ main.yml handlers/ main.yml # handlers file. vars/ # 角色所用到的变量 main.yml # =============================================== templates/ # ntp.conf.j2 # 模版文件 files/ # 用于上传存放文件的目录 bar.txt foo.sh meta/ # 角色的依赖 main.yml ``` #### 场景演练 #### Nginx 工程方式的编译安装 ``` # 剧本分解 ansible.cfg - files # 存放上传文件 - index.html - nginx # 系统init中,控制nginx启动脚本 - nginx-1.12.2.tar.gz # nginx的安装包文件 production # 线上的主机配置文件 roles # roles角色执行 - apache - common tasks main.yml vars main.yml meta nginx - handlers 通过notify触发 main.yml - tasks - basic.yml - main.yml - nginx.yml - vars = main.yml tasks staging 线下测试环境使用的主机配置文件 - templates 模板(配置,html) - nginx1.conf nginx的自定义conf文件 webserver.yaml web服务相关主执行文件 ``` #### Ansible 的核心类介绍 <table><thead><tr><th width="22%">核心类</th><th width="32%">用途</th><th width="46%">所在的模块路径</th></tr></thead><tbody><tr><td>DataLoader</td><td>用于读取 yaml,json 格式的文件</td><td>ansible.parsing.dataloader</td></tr><tr><td>Play</td><td>存储执行 hosts 的角色信息</td><td>ansible.playbook.play</td></tr><tr><td>TaskQueueManager</td><td>ansible 底层用到的任务队列</td><td>ansible.executor.task_queue_manager</td></tr><tr><td>PlaybookExecutor</td><td>核心累执行 playbook 剧本</td><td>ansible.executor.playbook_executor</td></tr><tr><td>CallbackBase</td><td>状态回调, 各种成功失败的状态</td><td>ansible.plugins.callback</td></tr><tr><td>InventoryManager</td><td>用于导入 inventory 文件</td><td>ansible.inventory.manager</td></tr><tr><td>VariableManager</td><td>用于存储各类变量信息</td><td>ansible.vars.manager</td></tr><tr><td>Host,Group</td><td>用于操作单个主机或者主机组信息</td><td>ansible.inventory.host</td></tr></tbody></table> #### InventoryManager 用来管理主机和主机组信息 ``` from ansible.parsing.dataloader import DataLoader from ansible.inventory.manager import InventoryManager # InventoryManager类 loader = DataLoader() InventoryManager(loader=loader,sources=['youmen_hosts']) # 1. 添加主机到指定主机组 add_host() # 2. 查看主机组资源get_groups_dict() # 3. 获取指定的主机对象get_host() # VariableManager类 # loader: 实例对象 # inventory: 调用InventoryManager返回的实例对象. VariableManager(loader=loader,inventory=inventory) # 查看主机变量方法 get_vars() # 设置主机变量方法set_host_variable() # 添加扩展变量extra_vars ``` #### ad-hoc 模式调用场景 `ansible -m command -a "ls /tmp" testgroup -i /etc/ansible/hosts -f 5` ![](https://img2.tuicool.com/Yna2EnE.png!web)
Jonny
2022年5月3日 11:18
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