第1章 Ansible基本配置和使用

第1章 Ansible基本配置和使用

1.1. Ansible简介

1.1.1. Ansible是什么

ansible是新出现的自动化运维工具，基于python开发，集合了众多运维工具（puppet、chef、func、fabric）的优点，实现了批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等功能。
ansible是基于paramiko开发的，并且基于模块化工作，本身没有批量部署的能力。真正具有批量部署的是ansible所运行的模块，ansible只是提供一种框架。ansible不需要在远程主机上安装client/agents，因为它们是基于ssh来和远程主机通讯的。ansible目前已经被红帽官方收购，是自动化运维工具中大家认可度最高的，并且上手容易，学习简单。是每位运维工程师必须掌握的技能之一。

1.1.2. Ansible的特点

1. 部署简单，只需在主控端部署ansible环境，被控端无需做任何操作；
2. 默认使用ssh协议对设备进行管理；
3. 有大量常规运维操作模块，可实现日常绝大部分操作；
4. 配置简单、功能强大、扩展性强；
5. 支持API及自定义模块，可通过python轻松扩展；
6. 通过playbook来定制强大的配置、状态管理；
7. 轻量级，无需在客户端安装agent，更新时，只需在操作机上进行一次更新即可；
8. 提供一个功能强大、操作性强的web管理界面和REST API接口---AWX平台。

1.1.3. Ansible的架构图

• Ansible：Ansible核心程序。
• Host Inventory：记录由Ansible管理的主机信息，包括端口、密码、ip等。
• Playbooks：“剧本”YAML格式文件，多个任务定义在一个文件中，定义主机需要调用哪些模块来完成功能。
• Core Modules：核心模块，主要操作是通过调用核心模块来完成管理任务。
• Custom Modules：自定义模块，完成核心模块无法完成的功能，支持多种语言。
• Connection Plugins：连接插件，Ansible和Host通信使用。

1.2. Ansible的任务执行

1.2.1. Ansible的任务执行模式

• Ansible系统由控制主机对被控节点的操作方式可分为两类：即adhoc和playbook：
• ad-hoc模式（点对点模式）
• 使用单个模块，支持批量执行单条命令。ad-hoc命令是一种可以快读输入的命令，而且不需要保存。就相当于bash中的一句shell。
• playbook模式（剧本模式）
• 是Ansible主要管理方式，也是ansible功能强大的关键所在。playbook通过多个task集合完成一类功能，如web服务的安装部署、数据库服务器的批量备份等。可以简单地把playbook理解为通过组合多条ad-hoc操作的配置文件。

1.2.2. Ansible执行流程

简单理解就是ansible在运行时，首先读取ansible.cfg中的配置，根据规则获取Inventory中的管理主机列表，并行的在这些主机中执行配置的任务，最后等待执行返回的结果。

1.2.3. Ansible命令执行过程

1. 加载自己的配置文件，默认/etc/ansible/ansible.cfg；
2. 查找对应的主机配置文件，找到要执行的主机或组；
3. 加载自己对应的模块文件，如command；
4. 通过ansible将模块或命令生成对应的临时py文件（python脚本），并将该文件传输至远程服务器；
5. 对应执行用户的家目录的 .ansible/tmp/XXX/XXX.py 文件；
6. 给文件 +x 执行权限；
7. 执行并返回结果；
8. 删除临时py文件，sleep 0 退出；

1.3. Ansible配置详解

1.3.1. Ansible安装方式

• ansible安装常用两种方式，yum安装和pip程序安装。
• 使用pip（python的包管理模块）安装
• 首先，需要安装一个python-pip包，安装完成以后，则直接使用pip命令来安装，具体操作过程如下：
• yum install python-pip
• pip install ansible

1. 使用yum安装

yum安装，需要先安装一个epel-release包，然后再安装ansible即可：

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

1.3.2. Ansible程序结构

• 安装目录如下（yum安装）：
• 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/

1.3.3. Ansible配置文件查找顺序

ansible与其他的服务有一点很大的不同，这个里的配置文件查找是从多个地方找的，顺序如下：

• 检查环境变量 ANSIBLE_CONFIG 指向的路径文件（export ANSIBLE_CONFIG=/etc/ansible.cfg);
• ~/.ansible.cfg ,检查当前目录下的ansible.cfg配置文件；
• /etc/ansible.cfg 检查etc目录的配置文件；

1.3.4. ansible配置文件

ansible的配置文件为 /etc/ansible/ansible.cfg ,ansible有许多参数，下面我们列出一些长江的参数：

# 表示资源清单inventory文件的位置
inventory = /etc/ansible/hosts
# 指向存放ansible模块的目录，支持多个目录方式，只要使用(:)隔开就可以
library = /usr/share/ansible
# 并发连接数，默认5
forks = 5
# 设置默认执行命令的用户
sudo_user = root
# 指定连接被控端的管理端口，默认为22端口，建议修改，能够更加安全
remote_port = 22
# 设置是否检查ssh主机的秘钥，值为True/False。关闭后第一次连接不会提示配置实例
host_key_checking = False
# 设置ssh连接的超时时间，单位为秒
timeout = 60
# 指定一个存储ansible日志的文件（默认不记录日志）
log_path = /var/log/ansible.log

1.3.5. ansible主机清单

inventory用于定义ansible要管理的主机列表，可以定义单个主机和主机组，上面的/etc/ansible/hosts就是默认的inventory。下面展示了inventory常用的定义规则：

cat -n /etc/ansible/hosts
     1	192.168.100.59:22
     2	192.168.100.60 ansible_ssh_pass='123456' ansible_ssh_port=22
     3	[nginx]
     4	192.168.100.5[7:9]
     5	[nginx:vars]
     6	ansible_ssh_pass='123456'
     7	[webservers:children]  #children调用主机组，固定格式
     8	nginx

• 第一行和第二行单独定义主机，第一行带上了被控端节点的端口，第二行带上了单独传递给ssh的参数，分别是ssh连接时的登陆远程用户的密码参数和ssh的连接端口。
• 第三行和第四行定义的是nginx主机组，该组中包含了192.168.100.57到59这3太主机。还支持祖母的扩展，如：“web[a-d]” 。
• 第五行和第六行定义了要传递给nginx主机组的变量。若定义为 “[all:vars]" 或 "[*:vars]" 则表示传递给所有主机的变量。
• 第七行和第八行定义了一个新的主机组webservers，该组的组成员有nginx组。

可以指定多个inventory配置文件，只需在ansible的配置文件如 /etc/ansible/ansible.cfg 中将inventory指令设置为对应的文件或目录即可，如果是目录，那么此目录下的所有文件都是inventory文件。

inventory文件中可以使用一些内置变量，绝大多数ansible的连接和权限变量都可以在此使用。常见的有：

ansible_ssh_host	# ansible使用ssh要连接的主机；
ansible_ssh_port	# ssh的端口。默认为22；
ansible_ssh_user	# ssh登陆的用户名。默认为root；
ansible_ssh_pass	# ssh登录远程用户时的认证密码；
ansible_ssh_private_key_file	# sshe登陆远程用户时的认证私钥；
ansible_connection	# 使用何种模式连接到远程主机。默认值为smart（智能），表示当本地ssh支持持久连接（controlpersist）时采用ssh连接，否则采用python的paramiko ssh连接；
ansible_shell_type	# 指定远程主机执行命令时的shell解析器，默认为sh（不是bash，它们是由区别的，也不是全路径）；
ansible_python_interpreter	# 远程主机上的python解释器路径，默认为/usr/bin/python；
ansible_*_interpreter	# 使用什么解释器。例如：sh，bash，awk，sed，expect，ruby等等。

其中有几个参数可以在配置文件ansible.cfg中指定，但指定的指令不太一样，以下是对应的配置项：

remote_port	# 对应于ansible_ssh_port；
remote_user	# 对应于ansible_ssh_user；
private_key_file	# 对应于ansible_ssh_private_key_file；
excutable		# 对应于ansible_shell_type。但有一点不一样，excutable必须指定全路径，而后者只需指定basename；

如果定义了“ansible_ssh_host”，那么其前面的主机名就称为别名。例如，以下inventory文件中nginx就是一个别名，真正连接的对象是192.168.100.65；

nginx ansible_ssh_host=192.168.100.65 ansible_ssh_port=22

当inventory中有任何一台有效主机时，ansible就默认隐式地可以使用“localhost”作为主机，但inventory中没有任何主机时是不允许使用它的，且“all”或者“*“所代表的所有主机也不会包含localhost。例如：

ansible localhost -i /path/to/inventory_file -m MODULE -a "ARGS"
ansible all -i /path/to/inventory_file -m MODULE -a "ARGS"
ansible * -i /path/to/inventory_file -m MODULE -a "ARGS"

inventory_hostname是ansible中可以使用的一个变量，该变量代表的是每个主机在inventory中的主机名称。例如“192.168.100.59”。这是目前遇到的第一个变量。

1.3.6. ansible优化设置

• ansible速度优化

ansible的"-t"或"--tree"选项是将ansible的执行结果按主机名保存在指定目录下的文件中。
# 设置ansible开始ssh长连接
vim /etc/ansible/ansible.cfg
# ControlPersist=5d,表示控制ssh连接会话保持时长为5天
ssh_args = -C -o ControlMaster=auto -o ControlPersist=5d

• 开启pipelining

vim /etc/ansible/ansible.cfg
# 需要注意，如果在ansible中使用sudo命令的话，需要在被控节点的/etc/sudoers中禁用“requiretty”
pipelining = True
# 也可以不禁用requiretty，只需要在ssh参数上加上“-tt”选项即可
ssh_args = -C -o ControlMaster=auto -o ControlPersist=5d -tt

• 修改ansible执行策略

如下
---
    - hosts: all
      strategy: free
      tasks:
      ...

• 设置facts缓存

vim /etc/ansible/ansible.cfg
[defaults]
gathering = smart
fact_caching_timeout = 86400
fact_caching = jsonfile

# 这里设置的缓存时间为86400秒，即缓存一天。缓存的json文件放在/tmp/to/cachedir目录下，缓存文件以主机名命名。
# 查看内容，用如下语句
cat /tmp/to/cachedir/web1 | python -m json.tool