运维自动化工具之Ansible

一、简介

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、cfengine、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是基于模块工作的，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。主要包括：
(1)、连接插件connection plugins：负责和被监控端实现通信；
(2)、host inventory：指定操作的主机，是一个配置文件里面定义监控的主机；
(3)、各种模块核心模块、command模块、自定义模块；
(4)、借助于插件完成记录日志邮件等功能；
(5)、playbook：剧本执行多个任务时，非必需可以让节点一次性运行多个任务。
二、安装Ansible

ansible依赖于Python 2.6或更高的版本、paramiko、PyYAML及Jinja2。所以，安装ansible之前要先解决以上依赖关系。(http://www.rpmfind.net/)找到相应的版本下载之。

# yum install python-paramiko-1.7.5-2.1.el6.noarch.rpm PyYAML-3.10-3.1.el6.x86_64.rpm python-jinja2-26-2.6-3.el6.noarch.rpm
python-crypto2.6-2.6.1-2.el6.x86_64.rpm python-babel-0.9.4-5.1.el6.noarch.rpm

2.1 编译安装

# yum -y install python-jinja2 PyYAML python-paramiko python-babel python-crypto
# tar xf ansible-1.5.4.tar.gz
# cd ansible-1.5.4
# python setup.py build
# python setup.py install
# mkdir /etc/ansible
# cp -r examples/* /etc/ansible

2.2 rpm包安装

# yum install ansible-2.2.1.0-1.el6.noarch.rpm

或

yum install http://mirrors.sohu.com/fedora-epel/6/x86_64/epel-release-6-8.noarch.rpm yum install anisble

注意：不同版本的ansible的功能差异可能较大。

三、简单应用
ansible通过ssh实现配置管理、应用部署、任务执行等功能，因此，需要事先配置ansible端能基于密钥认证的方式联系各被管理节点。

参考：配置Linux主机SSH无密码访问
ansible <host-pattern> [-f forks] [-m module_name] [-a args]

-m module：默认为command
ansible-doc: Show Ansible module documentation

-l, --list List available modules
-s, --snippet Show playbook snippet for specified module(s)
四、YAML
4.1 YAML介绍

YAML是一个可读性高的用来表达资料序列的格式。YAML参考了其他多种语言，包括：XML、C语言、Python、Perl以及电子邮件格式RFC2822等。Clark Evans在2001年在首次发表了这种语言，另外Ingy dt Net与Oren Ben-Kiki也是这语言的共同设计者。

YAML Ain't Markup Language，即YAML不是XML。不过，在开发的这种语言时，YAML的意思其实是："Yet Another Markup Language"（仍是一种标记语言）。其特性：

YAML的可读性好

YAML和脚本语言的交互性好
YAML使用实现语言的数据类型
YAML有一个一致的信息模型
YAML易于实现
YAML可以基于流来处理
YAML表达能力强，扩展性好
更多的内容及规范参见http://www.yaml.org。

4.2 YAML语法
YAML的语法和其他高阶语言类似，并且可以简单表达清单、散列表、标量等数据结构。其结构（Structure）通过空格来展示，序列（Sequence）里的项用"-"来代表，Map里的键值对用":"分隔。下面是一个示例。

name: John Smith

age: 41
gender: Male
spouse:
name: Jane Smith
age: 37
gender: Female
children:
- name: Jimmy Smith
age: 17
gender: Male
- name: Jenny Smith
age 13
gender: Female
YAML文件扩展名通常为.yaml，如example.yaml。

4.2.1 list

列表的所有元素均使用“-”打头，例如：

# A list of tasty fruits
- Apple
- Orange
- Strawberry
- Mango
4.2.2 dictionary

字典通过key与valuef进行标识，例如：

---
# An employee record
name: Example Developer
job: Developer
skill: Elite
也可以将key:value放置于{}中进行表示，例如：

---
# An employee record
{name: Example Developer, job: Developer, skill: Elite}
五、Ansible基础元素
5.1 变量

5.1.1 变量命名

变量名仅能由字母、数字和下划线组成，且只能以字母开头。

5.1.2 facts

facts是由正在通信的远程目标主机发回的信息，这些信息被保存在ansible变量中。要获取指定的远程主机所支持的所有facts，可使用如下命令进行：

# ansible hostname -m setup

5.1.3 register

把任务的输出定义为变量，然后用于其他任务，示例如下:

tasks:
- shell: /usr/bin/foo
register: foo_result
ignore_errors: True

5.1.4 通过命令行传递变量

在运行playbook的时候也可以传递一些变量供playbook使用，示例如下：

ansible-playbook test.yml --extra-vars "hosts=www user=bovin"

5.1.5 通过roles传递变量

当给一个主机应用角色的时候可以传递变量，然后在角色内使用这些变量，示例如下：

- hosts: webservers
roles:
- common
- { role: foo_app_instance, dir: '/web/htdocs/a.com',  port: 8080 }

5.2 Inventory

ansible的主要功用在于批量主机操作，为了便捷地使用其中的部分主机，可以在inventory file中将其分组命名。默认的inventory file为/etc/ansible/hosts。

inventory file可以有多个，且也可以通过Dynamic Inventory来动态生成。

5.2.1 inventory文件格式

inventory文件遵循INI文件风格，中括号中的字符为组名。可以将同一个主机同时归并到多个不同的组中；此外，当如若目标主机使用了非默认的SSH端口，还可以在主机名称之后使用冒号加端口号来标明。

mail.example.com
[webservers]
foo.example.com:8888
bar.example.com
[dbservers]
one.example.com
two.example.com
three.example.com

方括号[]中是组名,用于对系统进行分类,便于对不同系统进行个别的管理.
一个系统可以属于不同的组,比如一台服务器可以同时属于 webserver组 和 dbserver组.这时属于两个组的变量都可以为这台主机所用.
如果有主机的SSH端口不是标准的22端口,可在主机名之后加上端口号,用冒号分隔.SSH 配置文件中列出的端口号不会在 paramiko 连接中使用,会在 openssh 连接中使用.
端口号不是默认设置时,可明确的表示为:

badwolf.example.com:5309

假设你有一些静态IP地址,希望设置一些别名,但不是在系统的 host 文件中设置,又或者你是通过隧道在连接,那么可以设置如下:

jumper ansible_ssh_port=5555 ansible_ssh_host=192.168.1.50

在这个例子中,通过 “jumper” 别名,会连接 192.168.1.50:5555.记住,这是通过 inventory 文件的特性功能设置的变量. 一般而言,这不是设置变量(描述你的系统策略的变量)的最好方式.后面会说到这个问题.

如果主机名称遵循相似的命名模式，还可以使用列表的方式标识各主机，例如：

[webservers]
www[01:50].example.com
[databases]
db-[a:f].example.com

对于每一个 host,你还可以选择连接类型和连接用户名:

[targets]
localhost           ansible_connection=local
other1.example.com     ansible_connection=ssh        ansible_ssh_user=mpdehaan
other2.example.com     ansible_connection=ssh        ansible_ssh_user=mdehaan

5.2.2 主机变量

可以在inventory中定义主机时为其添加主机变量以便于在playbook中使用。例如：

[webservers]
host1 http_port=80 maxRequestsPerChild=808
host2 http_port=303 maxRequestsPerChild=909

5.2.3 组变量

组变量是指赋予给指定组内所有主机上的在playbook中可用的变量。例如：

[webservers]
host1
host2
[webserver:vars]
ntp_server=ntp.webservers.example.com
nfs_server=nfs.webservers.example.com

5.2.4 组嵌套

inventory中，组还可以包含其它的组，并且也可以向组中的主机指定变量。不过，这些变量只能在ansible-playbook中使用，而ansible不支持。例如：

[apache]
httpd1.centos.com
httpd2.centos.com
[nginx]
ngx1.centos.com
ngx2.centos.com
[webservers:children]
apache
nginx
[webservers:vars]
ntp_server=ntp.centos.com

5.2.5 inventory参数

ansible基于ssh连接inventory中指定的远程主机时，还可以通过参数指定其交互方式；这些参数如下所示：

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.
ansible_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 (new in version 1.8)
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. Ansible 1.2 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....

5.3 条件测试

如果需要根据变量、facts或此前任务的执行结果来做为某task执行与否的前提时要用到条件测试。

5.3.1 when语句

在task后添加when子句即可使用条件测试；when语句支持Jinja2表达式语法。例如：

tasks
- name: "shutdown Debian flavored systems"
command: /sbin/shutdown -h now
when: ansible_os_family == "Debian"

when语句中还可以使用Jinja2的大多“filter”，例如要忽略此前某语句的错误并基于其结果（failed或者sucess）运行后面指定的语句，可使用类似如下形式：

tasks:
- command: /bin/false
register: result
ignore_errors: True
- command: /bin/something
when: result|failed
- command: /bin/something_else
when: result|success
- command: /bin/still/something_else
when: result|skipped

此外，when语句中还可以使用facts或playbook中定义的变量。

5.4 迭代

当有需要重复性执行的任务时，可以使用迭代机制。其使用格式为将需要迭代的内容定义为item变量引用，并通过with_items语句来指明迭代的元素列表即可。例如：

- name: add several users
user: name={{ item }} state=present groups=wheel
with_items:
- testuser1
- testuser2

上面语句的功能等同于下面的语句：

- name: add user testuser1
user: name=testuser1 state=present groups=wheel
- name: add user testuser2
user: name=testuser2 state=present groups=wheel

事实上，with_items中可以使用元素还可为hashes，例如：

- name: add several users
user: name={{ item.name }} state=present groups={{ item.groups }}
with_items:
- { name: 'testuser1', groups: 'wheel' }
- { name: 'testuser2', groups: 'root' }

ansible的循环机制还有更多的高级功能，具体请参见官方文档（http://docs.ansible.com/playbooks_loops.html）。

六、Ansible的基本使用
1.

[root@Centos ansible]# rpm -ql ansible | head
/etc/ansible
/etc/ansible/ansible.cfg  --ansible的主配置文件
/etc/ansible/hosts        --ansible的host inventory文件
/etc/ansible/roles
/usr/bin/ansible          --ansible的命令，实现批量部署的命令
/usr/bin/ansible-console
/usr/bin/ansible-doc      --ansible模块相关命令，可以获取相关帮助
/usr/bin/ansible-galaxy
/usr/bin/ansible-playbook --playbook相关命令
/usr/bin/ansible-pull

2、定义Host Inventory

# vim /etc/ansible/hosts
[webserver]
192.168.1.101 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=fanshine
192.168.1.102 ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=fanshine
[dbserver]
192.168.1.110

解释 :
#ansible_ssh_user=root 是ssh登陆用户
#ansible_ssh_pass=fanshine是ssh登陆密码
# 注意每个模块的用法可以使用 ansible-doc MOD 来查看例如ansible-doc copy
ansible命令最常用的用法:

ansible <host-pattern> [-f forks] [-m module_name] [-a args]
args:
key=value

注意：command模块要执行命令无须为key=value格式，而是直接给出要执行的命令即可；
ansible常用模块：

command
-a 'COMMAND'
user
-a 'name= state={present|absent} system= uid='
group
-a 'name= gid= state= system='
cron
-a 'name= minute= hour= day= month= weekday= job= user= state='
copy
-a 'dest= src= mode= owner= group='
file
-a 'path= mode= owner= group= state={directory|link|present|absent} src='
ping
没有参数
yum
-a 'name= state={present|latest|absent}'
service
-a 'name= state={started|stopped|restarted} enabled='
shell
-a 'COMMAND'
script
-a '/path/to/script'
setup

所支持的模块可以使用ansible-doc -l来查看.

Ansible简单实例：
1.使用command模块，查看客户机上的网卡信息:



2使用user模块进行添加用户。



3.使用copy模块进行复制。



在使用copy模块，出现以下错误：

192.168.1.102 | FAILED! => {
"changed": false,
"checksum": "8a7d578b4e911043538f101eae8291c428c67605",
"failed": true,
"msg": "Aborting, target uses selinux but python bindings (libselinux-python) aren't installed!"
}
192.168.1.101 | FAILED! => {
"changed": false,
"checksum": "8a7d578b4e911043538f101eae8291c428c67605",
"failed": true,
"msg": "Aborting, target uses selinux but python bindings (libselinux-python) aren't installed!"
}

错误： "msg": "Aborting, target uses selinux but python bindings (libselinux-python) aren't installed!"
解决： yum install -y libselinux-python
4.使用commad模块，安装软件或者服务。



5、支持管道的命令。raw模块，类似于shell模块


、
6.使用file模块，创建目录。



7.使用yum模块进行安装服务。



8.使用service模块，启动，停止，重启服务。




9.简单的Ping命令进行各主机检查。



10.使用shell模块，完成更多操作。



七、ansible playbooks

playbook是由一个或多个“play”组成的列表。play的主要功能在于将事先归并为一组的主机装扮成事先通过ansible中的task定义好的角色。从根本上来讲，所谓task无非是调用ansible的一个module。将多个play组织在一个playbook中，即可以让它们联同起来按事先编排的机制同唱一台大戏。下面是一个简单示例。

- hosts: webnodes

vars:
http_port: 80
max_clients: 256
remote_user: root
tasks:
- name: ensure apache is at the latest version
yum: name=httpd state=latest
- name: ensure apache is running
service: name=httpd state=started
handlers:
- name: restart apache
service: name=httpd state=restarted
7.1 playbook基础组件

7.1.1 Hosts和Users

playbook中的每一个play的目的都是为了让某个或某些主机以某个指定的用户身份执行任务。hosts用于指定要执行指定任务的主机，其可以是一个或多个由冒号分隔主机组；remote_user则用于指定远程主机上的执行任务的用户。如上面示例中的
-hosts: webnodes
remote_user: root
不过，remote_user也可用于各task中。也可以通过指定其通过sudo的方式在远程主机上执行任务，其可用于play全局或某任务；此外，甚至可以在sudo时使用sudo_user指定sudo时切换的用户。

- hosts: webnodes

remote_user: centos
tasks:
- name: test connection
ping:
remote_user: centos
sudo: yes
7.1.2 任务列表和action

play的主体部分是task list。task list中的各任务按次序逐个在hosts中指定的所有主机上执行，即在所有主机上完成第一个任务后再开始第二个。在运行自下而下某playbook时，如果中途发生错误，所有已执行任务都将回滚，因此，在更正playbook后重新执行一次即可。

task的目的是使用指定的参数执行模块，而在模块参数中可以使用变量。模块执行是幂等的，这意味着多次执行是安全的，因为其结果均一致。

每个task都应该有其name，用于playbook的执行结果输出，建议其内容尽可能清晰地描述任务执行步骤。如果未提供name，则action的结果将用于输出。

定义task的可以使用“action: module options”或“module: options”的格式，推荐使用后者以实现向后兼容。如果action一行的内容过多，也中使用在行首使用几个空白字符进行换行。

tasks:
- name: make sure apache is running
service: name=httpd state=running
在众多模块中，只有command和shell模块仅需要给定一个列表而无需使用“key=value”格式，例如：

tasks:
- name: disable selinux
command: /sbin/setenforce 0
如果命令或脚本的退出码不为零，可以使用如下方式替代：

tasks:
- name: run this command and ignore the result
shell: /usr/bin/somecommand || /bin/true
或者使用ignore_errors来忽略错误信息：

tasks:
- name: run this command and ignore the result
shell: /usr/bin/somecommand
ignore_errors: True
7.1.3 handlers

用于当关注的资源发生变化时采取一定的操作。
“notify”这个action可用于在每个play的最后被触发，这样可以避免多次有改变发生时每次都执行指定的操作，取而代之，仅在所有的变化发生完成后一次性地执行指定操作。在notify中列出的操作称为handler，也即notify中调用handler中定义的操作。

- name: template configuration file
template: src=template.j2 dest=/etc/foo.conf
notify:
- restart memcached
- restart apache
handler是task列表，这些task与前述的task并没有本质上的不同。

handlers:
- name: restart memcached
service: name=memcached state=restarted
- name: restart apache
service: name=apache state=restarted
案例：

heartbeat.yaml
- hosts: hbhosts
remote_user: root
tasks:
- name: ensure heartbeat latest version
yum: name=heartbeat state=present
- name: authkeys configure file
copy: src=/root/hb_conf/authkeys dest=/etc/ha.d/authkeys
- name: authkeys mode 600
file: path=/etc/ha.d/authkeys mode=600
notify:
- restart heartbeat
- name: ha.cf configure file
copy: src=/root/hb_conf/ha.cf dest=/etc/ha.d/ha.cf
notify:
- restart heartbeat
handlers:
- name: restart heartbeat
service: name=heartbeat state=restarted

八、roles

ansilbe自1.2版本引入的新特性，用于层次性、结构化地组织playbook。roles能够根据层次型结构自动装载变量文件、tasks以及handlers等。要使用roles只需要在playbook中使用include指令即可。简单来讲，roles就是通过分别将变量、文件、任务、模块及处理器放置于单独的目录中，并可以便捷地include它们的一种机制。角色一般用于基于主机构建服务的场景中，但也可以是用于构建守护进程等场景中。

一个roles的案例如下所示：

site.yml
webservers.yml
fooservers.yml
roles/
common/
files/
templates/
tasks/
handlers/
vars/
meta/
webservers/
files/
templates/
tasks/
handlers/
vars/
meta/

而在playbook中，可以这样使用roles：

---
- hosts: webservers
roles:
- common
- webservers

也可以向roles传递参数，例如：
---
- hosts: webservers

roles:
- common
- { role: foo_app_instance, dir: '/opt/a', port: 5000 }
- { role: foo_app_instance, dir: '/opt/b', port: 5001 }
甚至也可以条件式地使用roles，例如：

---
- hosts: webservers

roles:
- { role: some_role, when: "ansible_os_family == 'RedHat'" }
8.1 创建role的步骤

(1) 创建以roles命名的目录；

(2) 在roles目录中分别创建以各角色名称命名的目录，如webservers等；
(3) 在每个角色命名的目录中分别创建files、handlers、meta、tasks、templates和vars目录；用不到的目录可以创建为空目录，也可以不创建；
(4) 在playbook文件中，调用各角色；
8.2 role内各目录中可用的文件

tasks目录：至少应该包含一个名为main.yml的文件，其定义了此角色的任务列表；此文件可以使用include包含其它的位于此目录中的task文件；

files目录：存放由copy或script等模块调用的文件；
templates目录：template模块会自动在此目录中寻找Jinja2模板文件；
handlers目录：此目录中应当包含一个main.yml文件，用于定义此角色用到的各handler；在handler中使用include包含的其它的handler文件也应该位于此目录中；
vars目录：应当包含一个main.yml文件，用于定义此角色用到的变量；
meta目录：应当包含一个main.yml文件，用于定义此角色的特殊设定及其依赖关系；ansible 1.3及其以后的版本才支持；
default目录：为当前角色设定默认变量时使用此目录；应当包含一个main.yml文件；
九、Tags

tags用于让用户选择运行或路过playbook中的部分代码。ansible具有幂等性，因此会自动跳过没有变化的部分，即便如此，有些代码为测试其确实没有发生变化的时间依然会非常地长。此时，如果确信其没有变化，就可以通过tags跳过此些代码片断。

十、Jinja2相关

10.1 字面量

表达式最简单的形式就是字面量。字面量表示诸如字符串和数值的 Python 对象。下面 的字面量是可用的:
“Hello World”:

双引号或单引号中间的一切都是字符串。无论何时你需要在模板中使用一个字 符串（比如函数调用、过滤器或只是包含或继承一个模板的参数），它们都是 有用的。
42 / 42.23:

直接写下数值就可以创建整数和浮点数。如果有小数点，则为浮点数，否则为 整数。记住在 Python 里， 42 和 42.0 是不一样的。
[‘list’, ‘of’, ‘objects’]:

一对中括号括起来的东西是一个列表。列表用于存储和迭代序列化的数据。例如 你可以容易地在 for 循环中用列表和元组创建一个链接的列表:
<ul>

{% for href, caption in [('index.html', 'Index'), ('about.html', 'About'),
('downloads.html', 'Downloads')] %}
<li><a href="` href `">` caption `</a></li>
{% endfor %}
</ul>
(‘tuple’, ‘of’, ‘values’):

元组与列表类似，只是你不能修改元组。如果元组中只有一个项，你需要以逗号 结尾它。元组通常用于表示两个或更多元素的项。更多细节见上面的例子。
{‘dict’: ‘of’, ‘key’: ‘and’, ‘value’: ‘pairs’}:

Python 中的字典是一种关联键和值的结构。键必须是唯一的，并且键必须只有一个 值。字典在模板中很少使用，罕用于诸如 xmlattr() 过滤器之类。
true / false:

true 永远是 true ，而 false 始终是 false 。
10.2 算术运算

Jinja 允许你用计算值。这在模板中很少用到，但是为了完整性允许其存在。支持下面的 运算符:

+

把两个对象加到一起。通常对象是素质，但是如果两者是字符串或列表，你可以用这 种方式来衔接它们。无论如何这不是首选的连接字符串的方式！连接字符串见 ~ 运算符。 {{ 1 + 1 }} 等于 2 。
-
用第一个数减去第二个数。 ` 3 - 2 ` 等于 1 。
/
对两个数做除法。返回值会是一个浮点数。 {{ 1 / 2 }} 等于 ` 0`.`5 ` 。
//
对两个数做除法，返回整数商。 {{ 20 // 7 }} 等于 2 。
%
计算整数除法的余数。 {{ 11 % 7 }} 等于 4 。
*
用右边的数乘左边的操作数。 {{ 2 * 2 }} 会返回 4 。也可以用于重 复一个字符串多次。 {{ ‘=’ * 80 }} 会打印 80 个等号的横条。
**
取左操作数的右操作数次幂。 {{ 2**3 }} 会返回 8 。
10.3 比较操作符

==

比较两个对象是否相等。
!=
比较两个对象是否不等。
>
如果左边大于右边，返回 true 。
>=
如果左边大于等于右边，返回 true 。
<
如果左边小于右边，返回 true 。
<=
如果左边小于等于右边，返回 true 。
10.4 逻辑运算符

对于 if 语句，在 for 过滤或 if 表达式中，它可以用于联合多个表达式:

and

如果左操作数和右操作数同为真，返回 true 。
or
如果左操作数和右操作数有一个为真，返回 true 。
not
对一个表达式取反（见下）。
(expr)
表达式组。

[b]（二）ansible自动安装nginx[/b]

学习资料：

http://www.ansible.com.cn/index.html
https://github.com/ansible/ansible-examples