那些年

ansible

2018/04/13 ansible

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

配置文件或指令 |描述
:—:| /etc/ansible/ansible.cfg |主配置文件，配置ansible工作特性
/etc/ansible/hosts |主机清单
/etc/ansible/roles/ |存放角色的目录
/usr/bin/ansible |主程序，临时命令执行工具
/usr/bin/ansible-doc |查看配置文档，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
/usr/bin/ansible-playbook |定制自动化任务，编排剧本工具
/usr/bin/ansible-pull |远程执行命令的工具
/usr/bin/ansible-vault |文件加密工具
/usr/bin/ansible-console |基于Console界面与用户交互的执行工具
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

主机名 |系统版本 | IP地址| 功能 :—-:|
7-web-0|Centos 7.4 |192.168.7.200 |Ansible主控端
6-dns-1 |Centos 6.9 |192.168.7.254 |DNS服务器
6-web-1 |Centos 6.9| 192.168.7.201|服务器
7-web-2 |Centos 7.4 |192.168.7.202 |服务器
7-db-3 |Centos 7.4 |192.168.7.203 |服务器
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’ssh’ 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).

ansible_ruby_interpreter
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，这里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。

#ansible all -m ping
6-web-1.hunk.tech | SUCCESS  
7-web-0.hunk.tech | SUCCESS  
7-web-2.hunk.tech | SUCCESS  
7-db-3.hunk.tech | SUCCESS  
6-dns-1.hunk.tech | SUCCESS  
192.168.7.201 | SUCCESS  
192.168.7.200 | SUCCESS

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-1517301292.6-155771303493861/   /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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