1、Ansible的简介

   Ansible is a radically simple IT automation system. It handles configuration management, application deployment,
cloud provisioning,ad-hoc task execution, network automation, and multi-node orchestration. Ansible makes complex changes like zero-downtime rolling updates with load balancers easy.

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  如同官网介绍所说，ansible是一个IT自动化系统，类似的产品还有Puppet、Chef、Saltstack等等。
详细的对比介绍可以参照这篇博文运维管理工具的对比 ，简单对比如下表：

2、Ansible的架构

Ansible是开源工具，整个开发过程或二次开发均遵循GPL协议，所以所有源码均可见：Github项目

架构图如下图所示，核心组件包括Inventory、Modules、Plugins、Playbook。其中Inventory存放主机清单，可以分组分级管理。Modules包括自带的和第三方模块。Plugins是对模块功能的补充。Playbook是任务配置的剧本，系统按照剧本中配置的任务执行。

ansible的工作执行过程如下图所示：

系统里安装了ansible的称为管理端、中心端、控制节点，可以有多个，但是不能使用windows作为管理端。

未安装的主机或设备称为被管理端、客户端、受控节点。在客户端上需要安装 Python 2.4 或以上的版本，如果版本低于 Python 2.5 ，需要额外安装一个模块:python-simplejson。 管理端支持local 、ssh、zeromq 三种方式连接被管理端，默认使用基于ssh的连接。

Ansible任务执行模式分为两种:

ad-hoc模式： 使用单个模块,支持批量执行单条命令,相当与在bash中执行一句shell命令

playbook模式： 通过多个task的集合完成一类功能,可以理解为多个ad-hoc的配置文件

可以通过命令可以查看到Ansible提供了一些基础命令，这些命令提供了对应的功能来支持运维工作。官方文档

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[root@Ansible ~]# ls /usr/bin/ | grep ansible | grep -v [0-9]
ansible
ansible-config
ansible-connection
ansible-console
ansible-doc
ansible-galaxy
ansible-inventory
ansible-playbook
ansible-pull
ansible-test
ansible-vault

ansible：

ansible主要用于临时性操作，执行ad-hoc命令，即单条命令。默认后面需要跟主机和选项部分，默认不指定模块时，使用的是command模块。

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$ ansible [pattern] -m [module] -a "[module options]"

ansible-doc:

该指令功能和Linux的man命令类似，不加参数运行时显示模块详细信息，常用参数有两个-l 和 -s。

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#列出所有已安装的模块
$ ansible-doc  -l
#简介的显示模块的帮助信息
$ ansible-doc  -s command

ansible-galaxy:

ansible-galaxy 指令用于方便的从https://galaxy.ansible.com/ 站点（类似于dockerhub）下载第三方扩展模块，可以自己搭建内部的Galaxy服务器。

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$ ansible-galaxy collection install my_namespace.my_collection

ansible-config:

用于查看、编辑管理ansible的配置文件

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$ ansible-config [-h] [--version] [-v] {list,dump,view} ...

ansible-playbook:

该指令是日常用的最多的命令，其通过读取playbook 文件后，执行相应的动作。

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usage: ansible-playbook [-h] [--version] [-v] [-k]
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                     [-c CONNECTION] [-T TIMEOUT]
                     [--ssh-common-args SSH_COMMON_ARGS]
                     [--sftp-extra-args SFTP_EXTRA_ARGS]
                     [--scp-extra-args SCP_EXTRA_ARGS]
                     [--ssh-extra-args SSH_EXTRA_ARGS] [--force-handlers]
                     [--flush-cache] [-b] [--become-method BECOME_METHOD]
                     [--become-user BECOME_USER] [-K] [-t TAGS]
                     [--skip-tags SKIP_TAGS] [-C] [--syntax-check] [-D]
                     [-i INVENTORY] [--list-hosts] [-l SUBSET]
                     [-e EXTRA_VARS] [--vault-id VAULT_IDS]
                     [--ask-vault-password | --vault-password-file VAULT_PASSWORD_FILES]
                     [-f FORKS] [-M MODULE_PATH] [--list-tasks]
                     [--list-tags] [--step] [--start-at-task START_AT_TASK]
                     playbook [playbook ...]

ansible-pull：

ansible默认使用的是push模式，这个和通常使用的push模式的工作机制正好相反。适用于，有数量巨大的机器需要配置；要在刚启动的，没有联网的主机上执行ansible。

ansible-console：

基于dominis’ ansible-shell，属于ansible自己的终端，在可以对主机执行临时任务，用的不多。

ansible-inventory：

查看被控制端主机清单的详细信息默认情况下它使用库存脚本,返回JSON格式

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[root@Ansible ~]# ansible-inventory --list
{
    "_meta": {
        "hostvars": {}
    },
    "all": {
        "children": [
            "testserver",
            "ungrouped"
        ]
    },
    "testserver": {
        "hosts": [
            "10.10.0.149",
            "10.10.0.109"
        ]
    }
}

ansible-vault

主要用于配置文件的加密，如编写的playbook配置文件中包含敏感的信息，ansible-vault可加密/解密这个配置文件。这种playbook文件在执行时，需要加上 –ask-vault-pass参数，同样需要输入密码后才能正常执行。

3、Ansible的安装

在控制节点安装ansible的办法有三种：源码安装、yum/apt方式安装、通过pip安装，可以根据自己的需求选择。

本文介绍在CentOS 7.4 环境下，python版本2.7.5，使用YUM方式安装ansible 2.9.7版本。

RHEL或CentOS用户，需要 配置 EPEL

首先替换服务器yum源为163源：

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cd /etc/yum.repos.d/
wget http://mirrors.163.com/.help/CentOS7-Base-163.repo
sed -i "s;\$releasever;7;g" CentOS7-Base-163.repo
mv CentOS-Base.repo CentOS-Base.repo.bk
yum clean all
yum makecache

然后安装epel源

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yum install https://dl.fedoraproject.org/pub/epel/epel-release-latest-7.noarch.rpm

最后安装ansible

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$ sudo yum install ansible

安装目录如下：
　配置文件目录：/etc/ansible/
　执行文件目录：/usr/bin/
　Lib库依赖目录：/usr/lib/pythonX.X/site-packages/ansible/
　Help文档目录：/usr/share/doc/ansible-X.X.X/
　Man文档目录：/usr/share/man/man1/
　
ansible 的配置文件为/etc/ansible/ansible.cfg，大部分配置节都是默认配置，需要关注的如下：

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inventory = /etc/ansible/hosts		#资源清单inventory文件的位置
library = /usr/share/ansible		#指向存放Ansible模块的目录，支持多个目录方式冒号隔开
forks = 5		#并发连接数，默认为5
sudo_user = root		#设置默认执行命令的用户
remote_port = 22		#指定连接被管节点的管理端口，默认为22端口
host_key_checking = False		#设置是否检查SSH主机的密钥
timeout = 60		#设置SSH连接的超时时间，单位为秒
log_path = /var/log/ansible.log		#指定一个存储ansible日志的文件（默认不记录日志）

4、Ansible的使用

4.1 配置主机清单

配置主机清单，把受控节点添加到 inventory 文件里， 默认的文件路径为 /etc/ansible/hosts

主机可以按主机和组管理，且可以添加变量，官方例子如下：

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# Ex 1: Ungrouped hosts, specify before any group headers.

## green.example.com
## blue.example.com
## 192.168.100.1
## 192.168.100.10

# Ex 2: A collection of hosts belonging to the 'webservers' group

## [webservers]
## alpha.example.org
## beta.example.org
## 192.168.1.100
## 192.168.1.110

# If you have multiple hosts following a pattern you can specify
# them like this:

## www[001:006].example.com

# Ex 3: A collection of database servers in the 'dbservers' group

## [dbservers]
##
## db01.intranet.mydomain.net
## db02.intranet.mydomain.net
## 10.25.1.56
## 10.25.1.57

# Here's another example of host ranges, this time there are no
# leading 0s:

## db-[99:101]-node.example.com

组支持创建子成员

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[atlanta]
host1
host2

[raleigh]
host2
host3

[southeast:children]
atlanta
raleigh

[southeast:vars]
some_server=foo.southeast.example.com
halon_system_timeout=30
self_destruct_countdown=60
escape_pods=2

[usa:children]
southeast
northeast
southwest
northwest

# 主机配置参数
some_host         ansible_ssh_port=2222     ansible_ssh_user=manager

4.2 配置访问主机

Ansible默认是通过SSH key和被控主机进行通信，也支持SSH password进行通信。 需要将控制主机上的公钥放到被控主机的/root/.ssh/authorized_keys文件中。

配置免密登陆登陆被控主机，需要用到ssh-keygen和ssh-copy-id两个命令，可以通过yum安装。

在控制端生成SSH公钥：

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[root@Ansible ~]# ssh-keygen

-t: 密钥类型,可以选择 dsa|ecdsa|ed25519|rsa; 默认是rsa
-f: 密钥目录位置,默认为当前用户home路径下的.ssh隐藏目录,~/.ssh/, root用户在/root/.ssh/id_rsa, 其他用户在/home/username/.ssh/id_rsa;
-C: 指定此密钥的备注信息, 需要配置多个免密登录时, 建议携带;
-N: 指定此密钥对的密码, 如果指定此参数, 则命令执行过程中就不会出现交互确认密码的信息

将公钥拷贝到被控端：

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# 指定要拷贝的本地公钥、被控端主机的IP+用户名+端口号:
[root@Ansible ~]# ssh-copy-id -i ~/.ssh/id_rsa.pub -p 22 root@被控端IP

# 公钥会被添加到被控机的authorized_keys文件中，因此也可以通过scp等方式拷贝公钥到被控主机后，将内容手动添加到该文件中。

之后就可以直接通过SSH免密登陆被控主机了。

4.3 playbook

  Playbooks 是 Ansible的配置、部署、编排语言，可以理解为一组执行计划或者命令合集，使用YAML语言编写。playbooks里的命令按从上到下的顺序依次执行，不同于单命令模式，它可以做到传递参数。比如从某一台主机读取内容赋给变量，再传递给下一台主机使用。
  在 play 之中，一组主机被映射为定义好的角色。在 ansible 中，play 的内容被称为 tasks，即任务。一个任务是一个对 ansible 模块的调用。一个任务执行完毕之后，下一个 task 才会执行。如果有一组主机中有一个执行任务失败，则会被剔除出该组。
  modules 具有”幂等”性：意思是如果再一次地执行 moudle，moudle 只会执行必要的改动，只会改变需要改变的地方，所以重复多次执行 playbook 也很安全。

playbook主要有以下四部分构成:

  • Target section： 用于定义将要执行playbook的远程主机组及远程主机组上的用户、连接方式
  • Variable section： 定义playbook运行时需要使用的变量
  • Task section： 定义将要在远程主机上执行的任务列表
  • Handler section： 定义task执行完成以后需要调用的任务

一个示例test.yml:

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# Target section:
- hosts: webservers	# 主机、一个或多个组的patterns
  remote_user: root # 执行的用户
# Variable section: 
  vars:		
    http_port: 80
    max_clients: 200
#  Task section:
 tasks:
  - name: ensure apache is at the latest version 	# 任务名称备注
    yum:
      name: httpd
      state: latest
  - name: write the apache config file
    template:	# 使用template模块传递含参数的配置文件到被控主机
      src: /srv/httpd.j2
      dest: /etc/httpd.conf
    notify:		# 监视任务
    - restart apache
  - name: ensure apache is running
    service:
      name: httpd
      state: started
# Handler section：      
  handlers:
    - name: restart apache	#必须和notify内容一致
      service:
        name: httpd
        state: restarted

执行playbooks的命令是

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[root@Ansible ~]# ansible-playbook test.yml

4.4 核心模块

模块(也被称为 “task plugins” 或 “library plugins”)，是执行命令或任务时实际运行的功能。
可以使用ansible-doc命令来查询模块和模块信息，大部分模块都可以附带参数。

ansible 团队负责维护核心模块，源码托管在 Github 的 ansible-modules-core repo中。

command模块

命令模块，常用于ad-hoc模式，但是无法支持”<”，”>”，”|”，”;”，”&”等符号，只能运行于shell中的命令都不支持

常用参数 释义
chdir 在执行命令前，先进入到指定目录中
creates 判断指定文件是否存在，如果存在，不执行后面的操作
removes 判断指定文件是否存在，如果存在，执行后面的操作
free_form 必须要输入一个合理的命令

示例：

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- name: return motd to registered var
  command: cat /etc/motd
  register: mymotd

- name: Run command if /path/to/database does not exist (without 'args' keyword).
  command: /usr/bin/make_database.sh db_user db_name creates=/path/to/database

# 'args' is a task keyword, passed at the same level as the module
- name: Run command if /path/to/database does not exist (with 'args' keyword).
  command: /usr/bin/make_database.sh db_user db_name
  args:
    creates: /path/to/database

# 'cmd' is module parameter
- name: Run command if /path/to/database does not exist (with 'cmd' parameter).
  command:
    cmd: /usr/bin/make_database.sh db_user db_name
    creates: /path/to/database