Ansible--自動化運維(一)

前言

天天說運維,究竟是幹什麼的?先看看工作流程唄。一般來說,運維工程師在一家企業裏屬於個位數的崗位,甚至只有一個。面對生產中成千上萬臺服務器,就幾個運維人員,工作量也是非常大的。所以這有個自動化運維的工具ansible

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。

ansible 特點

  1. 部署簡單,只需在主控端部署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,可實現日常絕大部分操作;

  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來定製強大的配置、狀態管理;

  7. 輕量級,無需在客戶端安裝agent,更新時,只需在操作機上進行一次更新即可;

  8. 提供一個功能強大、操作性強的Web管理界面和REST API接口——AWX平臺。

ansible 架構圖

  上圖中我們看到的主要模塊如下:

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 任務執行模式

  Ansible 系統由控制主機對被管節點的操作方式可分爲兩類,即adhocplaybook

  • ad-hoc模式(點對點模式)
      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(劇本模式)
      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操作的配置文件。

ansible 執行流程


  簡單理解就是Ansible在運行時, 首先讀取ansible.cfg中的配置, 根據規則獲取Inventory中的管理主機列表, 並行的在這些主機中執行配置的任務, 最後等待執行返回的結果。

ansible 命令執行過程

  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(python腳本), 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 執行權限;

  7. 執行並返回結果;

  8. 刪除臨時py文件,sleep 0退出;


ansible 安裝方式

  ansible安裝常用兩種方式,yum安裝pip程序安裝。下面我們來詳細介紹一下這兩種安裝方式。

使用 pip(python的包管理模塊)安裝

  首先,我們需要安裝一個python-pip包,安裝完成以後,則直接使用pip命令來安裝我們的包,具體操作過程如下:

  1. yum install python-pip
    pip install ansible


ansible 程序結構

安裝目錄如下(yum安裝):
  配置文件目錄:/etc/ansible/
  執行文件目錄:/usr/bin/
  Lib庫依賴目錄:/usr/lib/pythonX.X/site-packages/ansible/
  Help文檔目錄:/usr/share/doc/ansible-X.X.X/
  Man文檔目錄:/usr/share/man/man1/


Ansible 功能詳解

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主機清單
/etc/ansible/roles/存放角色的目錄
/usr/bin/ansible主程序,臨時命令執行工具
/usr/bin/ansible-doc查看配置文檔,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
/usr/bin/ansible-playbook定製自動化任務,編排劇本工具
/usr/bin/ansible-pull遠程執行命令的工具
/usr/bin/ansible-vault文件加密工具
/usr/bin/ansible-console基於Console界面與用戶交互的執行工具

Ansible 配置文件

Ansible 配置文件/etc/ansible/ansible.cfg (一般保持默認)
 [defaults]
 #inventory = /etc/ansible/hosts # 主機列表配置文件
 #library = /usr/share/my_modules/ # 庫文件存放目錄
 #remote_tmp = $HOME/.ansible/tmp #臨時py命令文件存放在遠程主機目錄
 #local_tmp = $HOME/.ansible/tmp # 本機的臨時命令執行目錄
 #forks = 5 # 默認併發數
 #sudo_user = root # 默認sudo 用戶
 #ask_sudo_pass = True #每次執行ansible命令是否詢問ssh密碼
 #ask_pass = True      #連接時提示輸入ssh密碼
 #remote_port = 22     #遠程主機的默認端口,生產中這個端口應該會不同
 #log_path = /var/log/ansible.log #日誌
 #host_key_checking = False # 檢查對應服務器的host_key,建議取消註釋。也就是不會彈出Are you sure you want to continue connecting (yes/no)?

實驗規劃

實驗環境:VMware Workstation Pro 14(試用版)
系統平臺:CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)       內核  3.10.0-693.el7.x86_64最小化安裝

實驗環境:VMware Workstation Pro 14(試用版)
系統平臺:CentOS release 6.9 (Final)             內核  2.6.32-696.el6.x86_64最小化安裝
主機名系統版本IP地址功能
7-web-0Centos 7.4192.168.7.200Ansible主控端
6-dns-1Centos 6.9192.168.7.254DNS服務器
6-web-1Centos 6.9192.168.7.201服務器
7-web-2Centos 7.4192.168.7.202服務器
7-db-3Centos 7.4192.168.7.203服務器

除了6-DNS-1以外,所有的主機的DNS均指向192.168.7.254

正向區域設置#dig -t axfr hunk.tech; <<>> DiG 9.8.2rc1-RedHat-9.8.2-0.62.rc1.el6 <<>> -t axfr hunk.tech;; global options: +cmdhunk.tech.      600 IN  SOA 6-dns-1.hunk.tech. admin.hunk.tech. 24 720 600 86400 10800hunk.tech.          600 IN  NS  6-dns-1.hunk.tech.
6-dns-1.hunk.tech.  600 IN  A   192.168.7.2546-web-1.hunk.tech.  600 IN  A   192.168.7.2017-db-3.hunk.tech.   600 IN  A   192.168.7.2037-web-0.hunk.tech.  600 IN  A   192.168.7.2007-web-2.hunk.tech.  600 IN  A   192.168.7.202hunk.tech.          600 IN  SOA 6-dns-1.hunk.tech. admin.hunk.tech. 24 720 600 86400 10800

Inventory 主機清單

Ansible必須通過Inventory 來管理主機。Ansible 可同時操作屬於一個組的多臺主機,組和主機之間的關係通過 inventory 文件配置。

語法格式:

單臺主機
green.example.com    >   FQDN192.168.100.10       >   IP地址192.168.100.11:2222  >   非標準SSH端口

[webservers]         >   定義了一個組名     
alpha.example.org    >   組內的單臺主機192.168.100.10 

[dbservers]
192.168.100.10       >   一臺主機可以是不同的組,這臺主機同時屬於[webservers] 

[group:children]     >  組嵌套組,group爲自定義的組名,children是關鍵字,固定語法,必須填寫。
dns                  >  group組內包含的其他組名
db                   >  group組內包含的其他組名

[webservers] 
www[001:006].hunk.tech > 有規律的名稱列表,
這裏表示相當於:
www001.hunk.tech
www002.hunk.tech
www003.hunk.tech
www004.hunk.tech
www005.hunk.tech
www006.hunk.tech

[databases]
db-[a:e].example.com   >   定義字母範圍的簡寫模式,
這裏表示相當於:
db-a.example.com
db-b.example.com
db-c.example.com
db-d.example.com
db-e.example.com

以下這2條定義了一臺主機的連接方式,而不是讀取默認的配置設定
localhost       ansible_connection=local
www.163.com     ansible_connection=ssh        ansible_ssh_user=hunk

最後還有一個隱藏的分組,那就是all,代表全部主機,這個是隱式的,不需要寫出來的。

Inventory 參數說明

ansible_ssh_host
      將要連接的遠程主機名.與你想要設定的主機的別名不同的話,可通過此變量設置.

ansible_ssh_port
      ssh端口號.如果不是默認的端口號,通過此變量設置.這種可以使用 ip:端口 192.168.1.100:2222ansible_ssh_user
      默認的 ssh 用戶名

ansible_ssh_pass
      ssh 密碼(這種方式並不安全,我們強烈建議使用 --ask-pass 或 SSH 密鑰)

ansible_sudo_pass
      sudo 密碼(這種方式並不安全,我們強烈建議使用 --ask-sudo-pass)

ansible_sudo_exe (new in version 1.8)
      sudo 命令路徑(適用於1.8及以上版本)

ansible_connection
      與主機的連接類型.比如:local, ssh 或者 paramiko. Ansible 1.2 以前默認使用 paramiko.1.2 以後默認使用 'smart','smart' 方式會根據是否支持 ControlPersist, 來判斷'ssh' 方式是否可行.

ansible_ssh_private_key_file
      ssh 使用的私鑰文件.適用於有多個密鑰,而你不想使用 SSH 代理的情況.

ansible_shell_type
      目標系統的shell類型.默認情況下,命令的執行使用 'sh' 語法,可設置爲 'csh' 或 'fish'.

ansible_python_interpreter
      目標主機的 python 路徑.適用於的情況: 系統中有多個 Python, 或者命令路徑不是"/usr/bin/python",比如  \*BSD, 或者 /usr/bin/python 不是 2.X 版本的 Python.
      我們不使用 "/usr/bin/env" 機制,因爲這要求遠程用戶的路徑設置正確,且要求 "python" 可執行程序名不可爲 python以外的名字(實際有可能名爲python26).

      與 ansible_python_interpreter 的工作方式相同,可設定如 ruby 或 perl 的路徑....

上面的參數用這幾個例子來展示可能會更加直觀

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/pythonruby_module_host  ansible_ruby_interpreter=/usr/bin/ruby.1.9.3

第一條 Ansible 命令

很重要的一點,主機清單必須要先配置,由於這搭建了內部DNS服務器,所以,這裏的主機使用了FQDN名稱。

#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.tech192.168.7.[200:203]192.168.7.254
#ansible dns -m ping       # 使用ansible對dns組內的主機進行ping模塊測試

image
非常抱歉哦,竟然是失敗的。爲什麼呢?Ansible是基於ssh進行工作的,那麼當ssh一臺遠程主要的時候,是不是需要輸入密碼呢?可是這一條指令並沒有提示輸入口令呢

#ansible dns -m ping -k加上-k選項後,會提示輸入ssh密碼了。

image

另外,值得注意的是,當指令成功和失敗都會有不同的顏色反映出來,配以changed :false,changed :SUCCESS,可以讓我們非常清晰的知道執行的結果。

當主機數量多的時候,輸入密碼可不是一個好差事呢?前面的章節已經講過主機之間可以使用基於密鑰的SSH鏈接。爲了更方便的管理主機,這個章節的實驗都用這種方法。

基於key的免密碼登錄

#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

現在就不會再提示密碼的問題了。

#ansible all -m ping6-web-1.hunk.tech | SUCCESS
7-web-0.hunk.tech | SUCCESS7-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

是不是很簡單呀,Ansible用的指令也不是太多,可以使用man ansible和官方網站去查詢。http://docs.ansible.com/ansible/latest/

Ansible常用命令語法

ansible <host-pattern> [-m module_name] [options]
指令 匹配規則的主機清單 -m 模塊名 選項--version 顯示版本-a 模塊參數(如果有)-m module 指定模塊,默認爲command-v 詳細過程 –vv -vvv更詳細--list-hosts 顯示主機列表,可簡寫--list-k, --ask-pass 提示連接密碼,默認Key驗證-K,--ask-become-pass 提示使用sudo密碼-C, --check 檢查,並不執行-T, --timeout=TIMEOUT 執行命令的超時時間,默認10s-u, --user=REMOTE_USER 執行遠程執行的用戶-U, SUDO_USER, --sudo-user 指定sudu用戶-b, --become 代替舊版的sudo 切換
ansible-doc: 顯示模塊幫助
ansible-doc [options] [module...]-a 顯示所有模塊的文檔-l, --list 列出可用模塊-s, --snippet 顯示指定模塊的簡要說明

例子:#ansible-doc ping由於ansible的模塊有1378個(2.4.2.0),並且一直在持續更新。因此,這個指令必須要掌握的。#ansible-doc -l |wc -l1378

Ansible 主機 匹配列表

通配符

注意用單引號
*  匹配任意字符#ansible '*' -m ping   等同於 #ansible all -m ping#ansible '*dns*' -m ping6-dns-1.hunk.tech | SUCCESS

? 匹配單個字符#ansible '192.168.7.20?' -m ping192.168.7.201 | 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 ping192.168.7.201 | SUCCESS
192.168.7.254 | SUCCESS

:& 並且  (邏輯與)#ansible 'test3:&test' --list

  hosts (1):
    192.168.7.254

:! 邏輯非。在test3組內,但是並不在test組內#ansible 'test3:!test' --list       > 用到感嘆號的時候,記得引號爲單引號,否則會被bash解析爲歷史命令

  hosts (2):
    192.168.7.200
    192.168.7.203

使用正則表達式
~表示後面是正則匹配,注意~後面不能有空格#ansible '~[67]-(db|dns).*\.hunk.*' --list

  hosts (2):
    6-dns-1.hunk.tech
    7-db-3.hunk.tech

這裏寫一條正則的坑,我們在用bash腳本的時候,匹配數字可以使用[0-9]或[[:digit:]],在用Ansible的時候,我們來看下不同的效果吧

#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都是可以正確解析出來的,不要懷疑
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     有人說這種寫法會報錯,可是主機都是centos7.4,版本都是一樣
  hosts (7):                         這裏匹配出7臺主機
    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):                       這裏匹配出10臺主機
    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):                       這裏匹配出10臺主機
    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個正則表達式的網址
https://en.wikipedia.org/wiki/Regular_expression#POSIX_basic_and_extended

python2的
https://docs.python.org/2/library/re.html

不同軟件對正則的表達都不一樣,還是用那些通用性強的吧。

[0-9]純數字[a-zA-Z0-9]數字和字母

Ansible 的命令執行過程

以 ansible db -m command -a 'ls -l /' -vvv 這條命令爲例,根據顯示的信息時行解讀

1. 加載自己的配置文件,默認/etc/ansible/ansible.cfg
    Using /etc/ansible/ansible.cfg as config file2.匹配主機清單
    Parsed /etc/ansible/hosts inventory source with ini plugin3. 加載指令對應的模塊文件,如command,生成.py的文件到本機的臨時目錄,這個目錄就是在/etc/ansible/ansible.cfg定義的
    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.py4. 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的對應執行用戶$HOME/.ansible/tmp/ansible-tmp-數字/XXX.PY文件,
    這個目錄就是在/etc/ansible/ansible.cfg定義的
    ( 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. 給文件+x 權限
    'chmod u+x /root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1517301292.6-155771303493861/ /root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1517301292.6-155771303493861/command.py && sleep 0'

6. 執行並返回結果
    '/usr/bin/python /root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1517301292.6-155771303493861/command.py;7. 刪除臨時py文件,sleep 0退出
    rm -rf "/root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1517301292.6-155771303493861/" > /dev/null 2>&1 && sleep 08.斷開遠程主機連接    'Shared connection to 7-db-3.hunk.tech closed.\r\n')

執行結果狀態

 綠色:執行成功並且不需要做改變的操作

 黃色:執行成功並且對目標主機做變更

 紅色:執行失敗

可以在配置文件中定義
[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

轉載鏈接:https://blog.51cto.com/191226139/2066936

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