运维自动化-Ansible

天天说运维，究竟是干什么的？先看看工作流程呗。一般来说，运维工程师在一家企业里属于个位数的岗位，甚至只有一个。面对生产中NNN台服务器，NN个人员,工作量也是非常大的。

所以嘛，图中的我好歹也会配置盔甲的。

这就是我主要干的事情

就算你会很厉害的脚本，面对成百上千，甚至上万的主机，效率问题将会困扰你的。

因此，有没有解放的工具呢？

Ansible 是什么

Ansible 简单的说是一个配置管理系统(configuration management system)。你只需要可以使用 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 --versionansible2.4.2.0config 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 tocontinueconnecting (yes/no)?

实验规划

实验环境：VMwareWorkstationPro14（试用版）系统平台：CentOSLinuxrelease7.4.1708(Core)      内核  3.10.0-693.el7.x86_64最小化安装实验环境：VMwareWorkstationPro14（试用版）系统平台：CentOSrelease6.9(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-0Centos 7.4192.168.7.200Ansible主控端

6-dns-1Centos 6.9192.168.7.254DNS服务器

6-web-1Centos 6.9192.168.7.201服务器

7-web-2Centos 7.4192.168.7.202服务器

7-db-3Centos 7.4192.168.7.203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-taxfrhunk.tech; <<>>DiG9.8.2rc1-RedHat-9.8.2-0.62.rc1.el6<<>>-taxfrhunk.tech;;globaloptions: +cmdhunk.tech.      600INSOA6-dns-1.hunk.tech.admin.hunk.tech. 24 720 600 86400 10800hunk.tech.          600INNS6-dns-1.hunk.tech.6-dns-1.hunk.tech.  600INA192.168.7.2546-web-1.hunk.tech.  600INA192.168.7.2017-db-3.hunk.tech.  600INA192.168.7.2037-web-0.hunk.tech.  600INA192.168.7.2007-web-2.hunk.tech.  600INA192.168.7.202hunk.tech.          600INSOA6-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    >  FQDN192.168.100.10      >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.techwww002.hunk.techwww003.hunk.techwww004.hunk.techwww005.hunk.techwww006.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.comdb-b.example.comdb-c.example.comdb-d.example.comdb-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=localwww.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192.168.1.100:2222ansible_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 (newinversion1.8)      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. Ansible1.2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).      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=2222ansible_ssh_user=manageraws_host          ansible_ssh_private_key_file=/home/example/.ssh/aws.pemfreebsd_host      ansible_python_interpreter=/usr/local/bin/pythonruby_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.tech7-web-0.hunk.tech7-web-2.hunk.tech[group:children]dnsdb[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，这个章节的实验都用这种方法。

基于key的免密码登录

#ssh-keygen#ssh-copy-id6-web-1.hunk.tech#ssh-copy-id6-DNS-1.hunk.tech#ssh-copy-id7-web-0.hunk.tech#ssh-copy-id7-web-2.hunk.tech#ssh-copy-id7-db-3.hunk.tech

现在就不会再提示密码的问题了。

#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 |SUCCESS6-dns-1.hunk.tech| SUCCESS

192.168.7.201 |SUCCESS192.168.7.200| 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 [-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 -l1378

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 ping6-dns-1.hunk.tech | SUCCESS? 匹配单个字符#ansible'192.168.7.20?'-m ping192.168.7.201 | SUCCESS192.168.7.203 | SUCCESS192.168.7.202 | SUCCESS192.168.7.200 | SUCCESS: 或者#ansible'192.168.7.201:192.168.7.254'-m ping192.168.7.201 | SUCCESS192.168.7.254 | SUCCESS:& 并且  (逻辑与)#ansible'test3:&test'--listhosts (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.*'--listhosts (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.tech7web-0.hunk.tech7web-2.hunk.tech[group:children]dnsdb[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]192.168.7.200192.168.7.254192.168.7.203DNS都是可以正确解析出来的，不要怀疑6-dns-1.hunk.tech.  600 IN  A  192.168.7.2546-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  192.168.7.202#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]'--listhosts (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:]]'--listhosts (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.cfgasconfig file2.匹配主机清单    Parsed /etc/ansible/hosts inventory source with ini plugin3.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    Usingmodulefile /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    ( umask77&& 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 && sleep0'

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，sleep0退出    rm -rf"/root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1517301292.6-155771303493861/"> /dev/null2>&1&& sleep08.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