自動化運維工具——ansible

前言

　　 我們先來了解一下近年來大多數公司遇到的運維方面的問題：
　　1、硬件選型多樣化
　　2、系統多版本並存
　　3、目錄結構混亂
　　4、運維人員水平參差不齊
　　5、歷史遺留問題多
　　6、同一軟件出現多個版本
　　7、無法批量化操作
　　8、工作效率低，故障率高
　　9、項目上線操作繁瑣
　　然而理想狀態是這樣的：
　　1、只有少數類型的硬件，便於管理
　　2、系統版本統一
　　3、目錄結構規範
　　4、運維工程師水平層次高
　　5、無歷史包袱
　　6、同一軟件只有單一版本
　　7、同一類操作可自動化批量執行
　　8、工作效率高，無大量重複機械化操作
　　9、開發自己上線，運維比較輕鬆
　　理想很豐滿，現實很骨感啊！！！！！！然而，我們還是要面對現實的，現實中我們要做些什麼來更接近與理想呢？
　　1、添加監控，收集系統指標
　　2、對日誌進行歸檔以及管理
　　3、數據備份於恢復
　　4、對計劃任務進行管理
　　5、對軟件包進行部署和管理
　　6、對腳本進行批量執行
　　7、對文件進行批量複製和移動
　　8、設置文件或者目錄對應的權限
　　9、關閉和啓動服務
　　10、對代碼程序進行上下線
　　但是，要全部完成以上工作也是很難得呀！所以我們還是回到現實來吧！O(∩_∩)O哈哈~~~

　　隨着公司的發展，現在就需要更多的服務器去支撐，然而出現了一個擺在眼前的問題——要增加那麼多臺服務，難道要我們one-by-one的去增加和配置？其實這樣也是OK的，但是呢，這是一個灰常笨的操作，然而有沒有一個快速、方便、簡單地做法呢？當然是有的啦！要不然真的要死啦！那麼這個簡單的方法是什麼呢？他就是——ansible，一個自動化的運維工具。接下來我們就來簡單地認識一下他唄？這樣我們就可以稍稍達到理想狀態啦！

ansible是什麼

　　ansible是新出現的自動化運維工具，基於Python開發，集 合了衆多運維工具（puppet、chef、func、fabric）的優 點，實現了批量系統配置、批量程序部署、批量運行命令等 功能。
　　ansible是基於 paramiko 開發的,並且基於模塊化工作，本 身沒有批量部署的能力。真正具有批量部署的是ansible所 運行的模塊，ansible只是提供一種框架。ansible不需要在 遠程主機上安裝client/agents，因爲它們是基於ssh來和遠 程主機通訊的。ansible目前已經已經被紅帽官方收購，是 自動化運維工具中大家認可度最高的，並且上手容易，學習 簡單。是每位運維工程師必須掌握的技能之一。
　　補充一下其他的常用的自動化運維工具：

	工具	用途
安裝系統	Pxe/cobbler	安裝系統
虛擬化系統	Kvm/xen/vmware	虛擬機
應用部署	Puppet/ansible/saltstack	中大型規模
命令執行	Ansible/fabric/func/shell	中小型

他到底有什麼神通廣大的呢

　1.部署簡單，只需要在主控端部署ansible 環境，被控端無需做任何操作。
　2.默認使用ssh協議對設備進行管理。
　3.有大量常規運維操作模塊，可實現絕大部分操作。
　4.配置簡單、功能強大、擴展性強。
　5.支持API及自定義模塊，可通過Python輕鬆擴展。
　6.通過playbooks來定義強大的配置、狀態管理。
　7.提供了一個操作性強的web管理界面和RESET API接口——AWX平臺。

他的架構組件

• Ansible：Ansible核心程序。
• HostInventory：記錄由Ansible管理的主機信息，包括端口、密碼 、ip等。
• Playbooks：“劇本”YAML格式文件，多個任務定義在一個文件 中，定義主機需要調用哪些模塊來完成的功能。
• CoreModules：核心模塊，主要操作是通過調用核心模塊來完成管 理任務。
• CustomModules：自定義模塊，完成核心模塊無法完成的功能，支持多種語言。
• ConnectionPlugins：連接插件，Ansible和Host通信使用
  
  　　　　　　　　　　　　　 ansible 架構圖

  ansible的管理方式：

  　　Ansible系統由控制主機對被管節點的操作方式可分爲兩類，即ad- hoc和playbook：

• ad-hoc模式使用單個模塊，支持批量執行單條命令。 ad-hoc 命令是一種可以快速輸入的命令，而且不需要保存起來的命令。就相當於bash中的一句話shell。
• playbook模式是Ansible主要管理方式，也是Ansible功能強大的關鍵所在。playbook通過多個task集合完成一類功能，如Web服務的安裝部署、數據庫服務器的批量備份等。可以簡單地把playbook理解爲通過組合多條ad-hoc操作作的配置文件。

  ansible命令的執行過程：

  　1、加載自己的配置文件 默認/etc/ansible/ansible.cfg
  　2、查找對應的主機配置文件，找到要執行的主機或者組
  　3、加載自己對應的模塊文件，如command
  　4、通過ansible將模塊或命令生成對應的臨時py文件，並將該文件傳輸至遠程服務器
  　5、對應執行用戶的家目錄的.ansible/tmp/XXX/XXX.PY文件
  　6、給文件+x執行
  　7、執行並返回結果
  　8、刪除臨時py文件，sleep 0退出

  ansible的兩種安裝方式（yum安裝和pip程序安裝）

  　1使用yum安裝

  yum install epel-release -y
  yum install ansible –y

  　2 使用pip（python的包管理模塊）安裝

  pip install ansible
  如果沒pip,需先安裝pip.yum可直接安裝：
  yum install python-pip
  pip install ansible

  接下來它有哪些常用的命令來供我們在工作中方便使用呢

  ansible命令集

• /usr/bin/ansible # Ansibe AD-Hoc 臨時命令執行工具，常用於臨時命令的執行
• /usr/bin/ansible-doc # Ansible 模塊功能查看工具
• /usr/bin/ansible-galaxy # 下載/上傳優秀代碼或Roles模塊 的官網平臺，基於網絡的
• /usr/bin/ansible-playbook # Ansible 定製自動化的任務集編排工具
• /usr/bin/ansible-pull # Ansible遠程執行命令的工具，拉取配置而非推送配置（使用較少，海量機器時使用，對運維的架構能力要求較高）
• /usr/bin/ansible-vault # Ansible 文件加密工具
• /usr/bin/ansible-console # Ansible基於Linux Consoble界面可與用戶交互的命令執行工具
  ansible命令格式
  　ansible < host-pattern > [-f forks] [-m module_name] [-a args]
  　1、Command
  　命令模塊接受命令名稱，後面是空格分隔的列表參數。給定的命令將在 所有選定的節點上執行。它不會通過shell進行處理，比如$HOME和操作如”小於”<“,”>”, “|”, “;”,”&”‘ 工作(需要使用(shell)模塊 實現這些功能)。
  action: command
  　chdir # 在執行命令之前，先切換到該目錄

  [root@node3 tmp]#ansible webtest -m command -a 'chdir=/tmp/ touch 1205' 

  　creates # 一個文件名，當這個文件存在，則該命令不執行,可以 用來做判斷

  [root@node3 tmp]#ansible webtest -m command -a 'creates=/tmp/1205 ls'
  172.17.254.224 | SUCCESS | rc=0 >>
  skipped, since /tmp/1205 exists
  172.17.253.210 | SUCCESS | rc=0 >>
  skipped, since /tmp/1205 exists

  　executable # 切換shell來執行命令，需要使用命令的絕對路徑
  　free_form # 要執行的Linux指令，一般使用Ansible的-a參數代替。
  　removes # 一個文件名，這個文件不存在，則該命令不執行,與 creates相反的判斷

  [root@node3 tmp]#ansible webtest -m command -a 'removes=/tmp/1205 ls'

  　2、Shell
  　shell模塊在遠程主機上調用shell解釋器運行命令，支持shell的各種功能， 例如管道等 :

  [root@ansiable ~]# ansible webtest -m shell - a ‘cat /etc/passwd |grep “root”’

  　3、Copy：複製文件到遠程主機，可以改權限等
  　(1)複製文件 -a “src= dest= ”
  　(2)給定內容生成文件 -a "content= dest= "

  [root@ansiable ~]# ansible webtest -m copy - a ‘content=“hello\nworld” 
  dest=/tmp/test.ansible mode=666’

  　相關選項如下：
  　 backup：在覆蓋之前，將源文件備份，備份文件包含時間信息。有兩個選項： 　yes|no
  　content：用於替代“src”，可以直接設定指定文件的值 dest：必選項。要將源文件複製到的遠程主機的絕對路徑，如果源文件是一個目 錄，那麼該路徑也必須是個目錄
  　directory_mode：遞歸設定目錄的權限，默認爲系統默認權限
  　force：如果目標主機包含該文件，但內容不同，如果設置爲yes，則強制覆蓋，如 果爲no，則只有當目標主機的目標位置不存在該文件時，才複製。默認爲yes
  　others：所有的file模塊裏的選項都可以在這裏使用
  　src：被複制到遠程主機的本地文件，可以是絕對路徑，也可以是相對路徑。如果 路徑是一個目錄，它將遞歸複製。在這種情況下，如果路徑使用“/”來結尾，則 只複製目錄裏的內容，如果沒有使用“/”來結尾，則包含目錄在內的整個內容全 部複製，類似於rsync。
  　4、file設置文件屬性
  　創建目錄：-a “path= state=directory”
  　創建鏈接文件：-a “path= src= state=link”
  　刪除文件：-a “path= state=absent”
  　force：需要在兩種情況下強制創建軟鏈接，一種是源文件不存在，但之後會建立 的情況下；另一種是目標軟鏈接已存在，需要先取消之前的軟鏈，然後創建新的軟 鏈，有兩個選項：yes|no
  　group：定義文件/目錄的屬組 mode：定義文件/目錄的權限
  　owner：定義文件/目錄的屬主 path：必選項，定義文件/目錄的路徑
  　recurse：遞歸設置文件的屬性，只對目錄有效
  　src：被鏈接的源文件路徑，只應用 於state=link的情況
  　dest：被鏈接到的路徑，只應用於state=link的情況
  　state：
  　　　directory：如果目錄不存在，就創建目錄
  　　　file：即使文件不存在，也不會被創建
  　　　link：創建軟鏈接
  　　　hard：創建硬鏈接
  　　　touch：如果文件不存在，則會創建一個新的文件，如果文件或目錄已存在， 則更新其最後修改時間
  　　　absent：刪除目錄、文件或者取消鏈接文件
  　還有其他幾種常見命令的使用，這裏就不在一一介紹，大家有興趣的可以看一下ansible官網。

  ansible還有兩個重要的應用——playbook和roles。

  1.playbook
  　　playbook是ansible用於配置，部署，和管理被控節點的劇本。 通過playbook的詳細描述，執行其中的一系列tasks，可以讓遠端主機達到預期的狀 態。　
  　　playbook就像Ansible控制器給被控節點列出的的一系列to-do-list，而被控節點 必須要完成。 也可以這麼理解，playbook 字面意思，即劇本，現實中由演員按照劇本表演，在 Ansible中，這次由計算機進行表演，由計算機安裝，部署應用，提供對外服務，以及 組織計算機處理各種各樣的事情。
  playbook的核心元素：

• Hosts:執行的遠程主機列表
• Tasks：任務，由模塊定義的操作的列表；
• Varniables: 內置變量或自定義變量在playbook中調用
• Templates：模板，即使用了模板語法的文本文件；
• Handlers：和nogity結合使用，爲條件觸發操作，滿足條件方纔執行，否則不執行；
  下面來個實例看看：

cd /etc/ansible
vim nginx.yml
- hosts: webtest
  remote_user: root
  tasks:
  - name: install nginx
    yum: name=nginx state=present

  - name: copy nginx.conf
    copy: src=/etc/nginx/nginx.conf dest=/etc/nginx/nginx.conf backup=yes
    notify: reload

  - name: start service
    service: name=nginx state=started
    tags: startmysql

  handlers:
  - name: reload
    service: name=nginx state=reloaded

　　其中主要由一下三個部分組成：
　　hosts部分：使用hosts指示使用哪個主機或主機組來運行下面的tasks，每個playbook都必須指定hosts， hosts也可以使用通配符格式。主機或主機組在inventory清單中指定，可以使用系統默認的 /etc/ansible/hosts，也可以自己編輯，在運行的時候加上-i選項，指定清單的位置即可。在運行清單文件的 時候，–list-hosts選項會顯示那些主機將會參與執行task的過程中。
　　remote_user：指定遠端主機中的哪個用戶來登錄遠端系統，在遠端系統執行task的用戶，可以任意指定，也 可以使用sudo，但是用戶必須要有執行相應task的權限。
　　tasks：指定遠端主機將要執行的一系列動作。tasks的核心爲ansible的模塊，前面已經提到模塊的用法。 tasks包含name和要執行的模塊，name是可選的，只是爲了便於用戶閱讀，不過還是建議加上去，模塊是必 須的，同時也要給予模塊相應的參數。
2.roles
　　對於以上所有的方式有個弊端就是無法實現複用假設在同時 部署Web、db、ha 時或不同服務器組合不同的應用就需要寫多個 yml文件，很難實現靈活的調用。
　　roles 用於層次性、結構化地組織playbook。roles 能夠根 據層次型結構自動裝載變量文件、tasks以及handlers等。要使用 roles只需要在playbook中使用include指令即可。簡單來講， roles就是通過分別將變量(vars)、文件(file)、任務(tasks)、模塊 (modules)及處理器(handlers)放置於單獨的目錄中，並可以便捷 地include它們的一種機制。角色一般用於基於主機構建服務的場 景中，但也可以是用於構建守護進程等場景中。
　　files/：存儲由copy或script等模塊調用的文件；
　　tasks/：此目錄中至少應該有一個名爲main.yml的文件，用於定義各task；其它的文件需要由main.yml 進行“包含”調用；
　　handlers/：此目錄中至少應該有一個名爲main.yml的文件，用於定義各handler；其它的文件需要由 main.yml進行“包含”調用；
　　vars/：此目錄中至少應該有一個名爲main.yml的文件，用於定義各variable；其它的文件需要由 main.yml進行“包含”調用；
　　templates/：存儲由template模塊調用的模板文本；
　　meta/：此目錄中至少應該有一個名爲main.yml的文件，定義當前角色的特殊設定及其依賴關係；其它的 文件需要由main.yml進行“包含”調用；
　　default/：此目錄中至少應該有一個名爲main.yml的文件，用於設定默認變量；

總結

　　以上就是本人對ansible工具的簡單理解，如果有什麼不正確的地方，歡迎大家指出。