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Ansible入门:打造你的首个自动化运维帝国

jxf315 2025-09-04 09:10:23 教程文章 18 ℃

Ansible 简介

Ansible 是一种开源的 IT 自动化引擎，用于配置管理、应用部署、任务自动化等。它由 Michael DeHaan 于2012年推出，并在2015年被 Red Hat 收购。Ansible 以其简单性、无代理架构和强大的功能而受到广泛欢迎。主要应用场景有配置系统、软件部署、持续发布及不停服平滑滚动更新的高级任务编排。

Ansible 本身非常简单易用，同时注重安全和可靠性，以最小化变动为特色，使用 OpenSSH 实现数据传输 ( 如果有需要的话也可以使用其它传输模式或者 pull 模式 )，其语言设计非常利于人类阅读，即使是针对不刚接触 Ansible 的新手来讲亦是如此。

无论什么范围的环境，简单都是必须的，所以我们的设计尽可能满足各类型的繁忙人群：开发人员、系统管理员、发布工程师、IT 管理员等所有类型的人。同时， Ansible 适用于各种环境，小到几台多到成千上万台的企业实际环境都完全满足。

Ansible 不使用C/S架构管理节点，即没有 Agent 。这样的架构使得 Ansible 不会存在如何升级远程 Agent 管理进程或者因为没有安装 Agent 而无法管理系统。因为 OpenSSH 是非常流行的开源组件，安全问题也非常少。 Ansible 的去中心化管理方式深受业内认可，即它只依赖 OS 的 KEY 认证访问远程主机。 Ansible 可以便捷接入 Kerberos, LDAP 或者其它认证系统。

安装

安装 Ansible：可以通过包管理器安装，如在 Ubuntu 上使用 apt，在 CentOS 上使用 yum。也可以通过源代码编译安装或使用 Python 的包管理器 pip 安装。

# CentOS 系统安装命令
yum install ansible -y

# Ubuntu 系统安装命令
sudo apt install ansible

更多安装细节可参考：
https://cn-ansibledoc.readthedocs.io/zh-cn/latest/installation_guide/intro_installation.html#
ansible-on-rhel-centos-or-fedora

配置 SSH：确保你的机器上安装了 SSH 服务，并且配置了无密码登录，这对于 Ansible 来说是必要的。

配置主机清单（Inventory）

Ansible 使用主机清单文件来定义和管理多台服务器。默认情况下，主机清单文件位于 /etc/ansible/hosts。

# 建立一个分组，名称为 syndic 后面可以通过这个分组来控制多台主机
[syndic]
uid-sync ansible_host=172.16.1.10   # uid-sync 给172.16.1.10 这台主机起一个别名，后面可以用过别名来控制

[minions]
uid-m1 ansible_hosts=172.16.1.12
uid-m2 ansible_hosts=172.16.1.13

学习常用模块

ping 模块

用于检查目标主机是否可达，通常用于测试连接
示例

ansible all -m ping  # inventory 文件中所有的主机来执行ping命令，验证主机的连通性
ansible syndic -m ping  # syndic 组中所有的主机来执行ping命令
ansible uid-m1 -m ping # 别名为uid-m1 即172.16.1.12 这台主机来执行ping 命令

command 模块

用于在目标主机上执行命令。command 模块不通过 shell 执行命令，因此不会使用 shell 特性（如管道或重定向）。
示例

ansible syndic -m command -a "ls /tmp"  # 在 syndic 这个组内所有的主机执行命令，其中 -m 表示选择
                                                                   # 的模块名为 command, -a 表示参数，这里的参数是 " ls /tmp" 
                                                                   # 查看 /tmp 目录下的内容

shell 模块

类似于 command 模块，但 shell 模块允许使用 shell 特性，如管道、重定向和变量。
示例

# 将'hello' 写入 /tmp/test.txt 文件中
[root@master ~]# ansible all -m shell -u zhany --extra-vars "ansible_ssh_pass=1" -a 'echo 'hello' | tee /tmp/test.txt'
uid-sync | CHANGED | rc=0 >>
hello
# 查看文件内容
[root@master ~]# ansible syndic -m command -a 'cat /tmp/test.txt'
uid-sync | CHANGED | rc=0 >>
hello

copy 模块

用于将本地文件复制到远程主机上。
示例

# 将本机的家目录下data.zip 文件拷贝到目标名为syndic 组下主机/opt 目录下
[root@master ~]# ansible syndic -m copy -a 'src=~/data.zip dest=/opt/'
uid-sync | CHANGED => {
    "ansible_facts": {
        "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
    },
    "changed": true,
    "checksum": "b3f2e3db1802c5906f1eee024c3d039589aaf386",
    "dest": "/opt/data.zip",
    "gid": 0,
    "group": "root",
    "md5sum": "a932ada4ba78b2450a38b3eacf34beb4",
    "mode": "0644",
    "owner": "root",
    "secontext": "system_u:object_r:usr_t:s0",
    "size": 61098159,
    "src": "/root/.ansible/tmp/ansible-tmp-1734103712.2-68102-155567919271246/source",
    "state": "file",
    "uid": 0
}

# 查看 目标主机下 /opt 目录下的文件
[root@master ~]# ansible syndic -m command -a 'ls -al /opt/'
uid-sync | CHANGED | rc=0 >>
total 59668
drwxr-xr-x.  3 root root       37 Dec 13 23:25 .
dr-xr-xr-x. 17 root root      224 Dec 12 14:40 ..
-rw-r--r--.  1 root root 61098159 Dec 13 23:25 data.zip
drwxr-xr-x.  2 root root      204 Dec 12 15:50 package

file 模块

用于在远程主机上创建、删除、修改和查看文件属性。这个模块提供了多种参数来控制文件操作，包括文件路径、权限、所有者和组等。
示例

# 将目标主机上的/tmp/test.txt 文件的用户和组修改为root, 权限修改为644
ansible syndic -m file -a 'path=/tmp/test.txt state=file owner=root group=root mode=0644'

template 模块

template 模块用于将 Jinja2 模板文件复制到远程主机，并根据模板中的变量进行渲染。这个模块非常适合用于生成配置文件、脚本或其他需要动态内容的文件。

示例

# nginx.conf.j2 的 Jinja2 模板文件
server {
    listen {{ port }};
    server_name {{ server_name }};

    location / {
        proxy_pass http://{{ backend_server }};
    }
}

可以使用以下 Ansible playbook 来渲染并部署这个模板：

---
- name: Deploy Nginx configuration using template
  hosts: webservers
  vars:
    port: 80
    server_name: example.com
    backend_server: 192.168.1.100
  tasks:
    - name: Render and copy the Nginx configuration file
      template:
        src: /path/to/nginx.conf.j2
        dest: /etc/nginx/nginx.conf
        owner: root
        group: root
        mode: '0644'

yum / apt 模块

用于管理包的安装、卸载和更新。yum 用于基于 RedHat 的系统，apt 用于基于 Debian 的系统。
示例

# 在 uid-sync 这台机器上安装 htop 工具，对于ubuntu 或 debian 系统只需要将 yum 换成 apt即可
[root@master ~]# ansible uid-sync -m yum -u root --extra-vars "ansible_ssh_pass=1" -a 'name=htop state=present'
uid-sync | CHANGED => {
    "ansible_facts": {
        "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
    },
    "changed": true,
    "changes": {
        "installed": [
            "htop"
        ]
    },
    "msg": "warning: /var/cache/yum/x86_64/7/epel/packages/htop-2.2.0-3.el7.x86_64.rpm: Header V3 RSA/SHA256 Signature, key ID 352G key 0x352C64E5:\n Userid     : \"Fedora EPEL (7) <epel@fedoraproject.org>\"\n Fingerprint: 91e9 7d7c 4a5e 96f1 7f3e 888f 6a2f ae: epel-release-7-11.noarch (@extras)\n From       : /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-EPEL-7\n",
    "rc": 0,
    "results": [
        "Loaded plugins: fastestmirror\nLoading mirror speeds from cached hostfile\n * base: mirrors.aliyun.com\n * epel: fedora-a extras: mirrors.aliyun.com\n * updates: mirrors.aliyun.com\nResolving Dependencies\n--> Running transaction check\n---> Package hill be installed\n--> Finished Dependency Resolution\n\nDependencies Resolved\n\n======================================================\n Package         Arch              Version                Repository       Size\n======================================================\nInstalling:\n htop            x86_64            2.2.0-3.el7            epel            103 k\n\nTransaction Summary\=======================================================\nInstall  1 Package\n\nTotal download size: 103 k\nInstalled size: 218 k\nlic key for htop-2.2.0-3.el7.x86_64.rpm is not installed\nRetrieving key from file:///etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-EPEL-7\nRunning  transaction test\nTransaction test succeeded\nRunning transaction\n  Installing : htop-2.2.0-3.el7.x86_64                        fying  : htop-2.2.0-3.el7.x86_64                                      1/1 \n\nInstalled:\n  htop.x86_64 0:2.2.0-3.el7                           \n\nComplete!\n"
    ]
}

service 模块

service 模块用于管理远程主机上的系统服务（如启动、停止、重启等）。它允许你在 Playbook 中控制服务的状态，如启动、停止、重启、重载和启用或禁用服务。service 模块通过调用操作系统本身的服务管理器（如 systemd、init 或 service 命令）来管理服务。
基本语法

- name: Manage a service
  ansible.builtin.service:
    name: <service_name>
    state: <state>
    enabled: <enabled>
    daemon_reload: <daemon_reload>
    user: <user>
    group: <group>

参数详解

name (必需)
定义要管理的服务的名称。例如，httpd、nginx、mysql 等。这个名称通常与服务的配置文件名称或进程名称相对应。

state (必需)
定义服务的目标状态。state 参数控制服务的启动、停止、重启等状态。常见的状态包括：
        started：确保服务正在运行。如果服务没有运行，Ansible 会启动它。
        stopped：确保服务已经停止。如果服务正在运行，Ansible 会停止它。
        restarted：确保服务重新启动，即先停止再启动服务。
        reloaded：重新加载服务的配置文件（适用于支持此操作的服务）。
        present：通常与 enabled 配合使用，确保服务已启用。
        absent：确保服务不存在（适用于一些服务管理工具）

user 模块

用于管理远程主机上的系统用户。你可以使用该模块来创建、修改或删除用户，设置用户的密码、权限、组、主目录等。user 模块是 Ansible 中管理用户帐户和权限的核心模块之一，它支持多种操作，如创建用户、设置密码、添加到组等。
基本语法

- name: Manage user
  ansible.builtin.user:
    name: <username>  # 用户名，必填
    state: <state>     # 可取值 present 用于确保用户存在，absent 确保用户不存在
    password: <password>
    group: <group>
    groups: <groups>
    append: <append>
    shell: <shell>
    home: <home_directory>
    create_home: <create_home>
    update_password: <update_password>
    expire: <expire>
    uid: <uid>
    comment: <comment>
    remove: <remove>

示例

# 创建一个名为zhany的用户，并设置其密码，主目录
- name: Ensure user johndoe exists
  ansible.builtin.user:
    name: zhany
    state: present
    password: "$6$rounds=656000$yRgQYdVwFSJq3Z9X$F1yIhDOpJ6oRzE7jrLZBcsu7tx.jBZn1ZhHGRG7c3WvQhVJ4Pszwn1E2rMm2gUqeLvDMIJ5n0HRR6B/"
    shell: /bin/bash
    home: /home/zhany
    create_home: yes
    groups: wheel, developers
    append: yes

group 模块

管理远程主机上的用户组。你可以使用该模块来创建、删除或修改用户组，设置组的成员或其他相关属性。该模块的功能与用户组的管理紧密相关，是管理员管理系统中用户组的常用工具。
基本语法

- name: Manage group
  ansible.builtin.group:
    name: <group_name>  # 管理用户组的名称，必填
    state: <state>  # 设置目标用户组的状态，present 确保用户组存在，absent 确保用户组不存在
    gid: <gid>  # 设置用户组GID，可选
    system: <system> # 如果为yes, 则该用户组为系统组，系统组通常用于某些系统用户的管理。系统组的 GID 通常小于 1000
    members: <members> # 设置要添加到该组的成员。你可以指定一个或多个用户名，多个用户应以逗号分隔。如果该组已经存在，该参数会将指定的用户添加到组中
    append: <append> # 如果为 yes，则在将用户添加到组时，不会删除用户已属于的其他组。默认值为 no，即会替换用户的组成员

示例

- name: Ensure developers group exists
  ansible.builtin.group:
    name: developers
    state: present
    gid: 1001

wait_for 模块

模块是一个非常实用的模块，用于等待某个条件满足或者某个状态变为可用。它可以用于等待网络服务可用、端口开放、文件存在、文件内容变化等操作。常用于自动化运维和部署过程中，确保某些资源在执行后续任务之前处于预期状态。
示例

# 等待 192.168.1.10 主机上的8080 端口可用
- name: Wait for port to be open
  ansible.builtin.wait_for:
    host: "192.168.1.10"
    port: 8080

stat 模块

模块用于获取远程主机上文件或目录的状态信息。它提供有关文件或目录的详细信息，如权限、大小、修改时间、创建时间等。这个模块通常用于检查文件或目录的存在性、权限设置等信息，并根据这些信息采取后续操作。
示例

[root@master ~]# ansible syndic -m stat -a 'path=/tmp/data.zip'
uid-sync | SUCCESS => {
    "ansible_facts": {
        "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
    },
    "changed": false,
    "stat": {
        "atime": 1733991168.8676677,
        "attr_flags": "",
        "attributes": [],
        "block_size": 4096,
        "blocks": 119336,
        "charset": "binary",
        "checksum": "b3f2e3db1802c5906f1eee024c3d039589aaf386",
        "ctime": 1733991170.2856774,
        "dev": 64768,
        "device_type": 0,
        "executable": false,
        "exists": true,
        "gid": 0,
        "gr_name": "root",
        "inode": 34044423,
        "isblk": false,
        "ischr": false,
        "isdir": false,
        "isfifo": false,
        "isgid": false,
        "islnk": false,
        "isreg": true,
        "issock": false,
        "isuid": false,
        "mimetype": "application/zip",
        "mode": "0644",
        "mtime": 1733991170.2856774,
        "nlink": 1,
        "path": "/tmp/data.zip",
        "pw_name": "root",
        "readable": true,
        "rgrp": true,
        "roth": true,
        "rusr": true,
        "size": 61098159,
        "uid": 0,
        "version": "39966759",
        "wgrp": false,
        "woth": false,
        "writeable": true,
        "wusr": true,
        "xgrp": false,
        "xoth": false,
        "xusr": false
    }
}

cron 模块

用于管理定时任务（Cron Jobs）
基本语法

- name: Manage cron job
  ansible.builtin.cron:
    name: <job_name> # 用于标识 cron 作业的名称。
    minute: <minute> # 指定任务执行的分钟。
    hour: <hour> # 指定任务执行的小时。
    day: <day> # 指定任务执行的日期（1-31）
    month: <month> # 指定任务执行的月份（1-12）
    weekday: <weekday> # 指定任务执行的星期几（0-6，0 表示星期天）
    job: <command> # 你要执行的命令或脚本
    state: <state> # 定义任务的状态, present 确保任务存在， absent 确保任务被删除
    user: <user> # 指定哪个用户的 cron 表上添加或删除任务
    special_time: <special_time> # 用于指定常见的特殊时间字符串
    validate: <validate>  指定命令是否需要验证执行的命令

示例

# 每小时执行一次备份脚本
- name: Ensure backup cron job is present
  ansible.builtin.cron:
    name: "Backup cron job"
    minute: "0"
    hour: "2"
    job: "/usr/bin/python3 /home/user/scripts/backup.py"
    state: present
    user: "root"

set_fact 模块

set_fact模块是一个非常有用的模块，它允许你在任务中设置自定义的变量。这些变量可以在后续任务中使用，或者根据计算结果动态地生成。set_fact模块可以用来临时存储数据，这些数据在当前playbook中是有效的，直到playbook的执行结束。
基本用法

# 设置一个名为my_var的变量，值为"Hello, World!"，可以在后续的任务中引用这个变量。
- name: Set a fact
  ansible.builtin.set_fact:
    my_var: "Hello, World!"

Ansible Playbook

Ansible Playbook 是 Ansible 中的核心组件，用于自动化管理和配置系统。Playbook 是一个由多个 Play 组成的 YAML 格式的文件，每个 Play 负责在一组主机上执行一组任务。Playbook 使得 Ansible 能够处理复杂的任务，并能够组织成清晰、可维护的自动化脚本。

Playbook 结构

一个基本的 Playbook 由以下几个部分组成：

Play: 一个 Play 定义了一组任务，这些任务将在特定的主机上运行。
Tasks: 每个 Play 包含多个任务，任务定义了将要执行的具体操作。
Handlers: 处理程序（Handlers）是响应任务变化的特殊任务，通常用于重启服务等操作。
Variables: 变量可以在 Playbook 中定义，并在任务中使用，用来提高灵活性和可重用性。
Conditionals: 条件语句允许在任务执行前判断是否满足条件，来决定是否执行某个任务。
Loops: 循环语句可以帮助你重复执行相同任务，处理列表或字典等数据结构。
Includes/Imports: 用于组织和重用 Playbook，避免冗余代码。

1. 基本结构

一个简单的 Playbook 包含以下基本元素：

---
- name: Example playbook
  hosts: all  # 指定主机
  become: true  # 使用 sudo 权限执行任务
  tasks:
    - name: Install a package
      ansible.builtin.yum:
        name: httpd
        state: present

解释：

name: Playbook 或任务的名称，便于描述和调试。
hosts: 指定 Playbook 要操作的主机或主机组。
become: 是否使用 sudo 或其他权限提升方法执行任务，通常用于需要管理员权限的任务。
tasks: 一个任务列表，每个任务指定了要在主机上执行的操作。

2. Playbook 的高级结构

---
- name: Install and configure Apache
  hosts: webservers  # 指定目标主机组
  become: true
  vars:  # 定义变量
    httpd_package: httpd
    httpd_service: httpd
  tasks:
    - name: Install HTTPD package
      ansible.builtin.yum:
        name: "{{ httpd_package }}"
        state: present

    - name: Ensure HTTPD service is running
      ansible.builtin.service:
        name: "{{ httpd_service }}"
        state: started

  handlers:  # 处理程序
    - name: Restart HTTPD
      ansible.builtin.service:
        name: "{{ httpd_service }}"
        state: restarted

解释：

vars: 用于定义变量，可以在 Playbook 中随处引用。
handlers: 处理程序是响应任务变化的任务，通常用于在服务配置更改时重启服务等。
name: 每个任务、处理程序或 play 都有一个名称，用于描述其功能。

3. Playbook 中的常见元素

1.Hosts

hosts 关键字指定 Playbook 要作用的目标主机。可以使用以下几种方式：

hosts: all: 作用于所有主机。
hosts: webservers: 作用于 webservers 组中的所有主机（如果在 inventory 中定义了该组）。
hosts: localhost: 只作用于本地主机。

2.Variables

变量是 Playbook 中灵活性的重要来源，可以通过 vars 部分定义变量，或者在命令行、主机文件、环境变量中传递。

vars:
  user_name: "admin"
  user_password: "password123"

在任务中引用变量：

- name: Create user
  ansible.builtin.user:
    name: "{{ user_name }}"
    password: "{{ user_password }}"

3.Tasks

任务是 Playbook 中的核心部分。每个任务定义了要执行的操作。任务通常使用模块来执行操作，模块是 Ansible 的基本功能单元。

tasks:
  - name: Install package
    ansible.builtin.yum:
      name: httpd
      state: present

任务的结构：

name: 描述任务的目的。
模块名称（如 ansible.builtin.yum）: 执行的操作。
args: 该模块需要的参数（例如 name、state、dest 等）。

4.Conditionals (条件语句)

可以使用 when 语句来决定是否执行任务。

- name: Install HTTPD only if not already installed
  ansible.builtin.yum:
    name: httpd
    state: present
  when: ansible_facts.packages['httpd'] is not defined

when 用于指定任务的条件，只有在满足条件时，任务才会被执行。

5.Loops (循环语句)

loop 用于重复执行任务。例如，你可以通过循环来安装多个软件包：

- name: Install multiple packages
  ansible.builtin.yum:
    name: "{{ item }}"
    state: present
  loop:
    - httpd
    - git
    - vim

6.Includes / Imports

include 和 import 用于将其他 Playbook 文件或任务包含到当前 Playbook 中。这可以帮助你组织 Playbook，避免冗余代码。

- name: Include other tasks
  include_tasks: install_software.yml

import 用于引入 Playbook 文件，执行时会解析和加载整个文件。

4. Playbook 执行流程

Playbook 解析: Ansible 会首先解析 Playbook 文件，读取每个 Play 中的主机、任务、变量等。
任务执行: Ansible 按照定义的顺序执行任务，任务执行顺序从上到下。任务的执行是逐个主机进行的，确保每个主机都按顺序执行任务。
处理程序: 如果某些任务发生了改变（例如安装了新软件包），会触发相应的处理程序（如重启服务）。
报告输出: Ansible 会在执行过程中输出详细的日志和执行状态，帮助用户调试和确认操作结果。

5. Playbook 高级功能

1.Error Handling (错误处理)

使用 block、rescue 和 always 可以处理任务失败时的情形：

- name: Ensure service is running
  block:
    - name: Start service
      ansible.builtin.service:
        name: nginx
        state: started
  rescue:
    - name: Restart service if failed
      ansible.builtin.service:
        name: nginx
        state: restarted
  always:
    - name: Log the result
      ansible.builtin.debug:
        msg: "Service task finished."

2.Tags

通过 tags 关键字，可以为任务添加标签，执行时可以指定要运行的标签，来选择执行某些任务。

- name: Install httpd
  ansible.builtin.yum:
    name: httpd
    state: present
  tags:
    - install

运行时可以使用 --tags 参数来只执行带有特定标签的任务：

ansible-playbook playbook.yml --tags install

3.Include and Import Playbooks

可以在一个 Playbook 中包含其他 Playbook 文件，便于模块化和复用配置。

- name: Include another playbook
  import_playbook: other_playbook.yml

6. Playbook 示例

---
- name: Configure Web Server
  hosts: webservers
  become: true
  vars:
    httpd_package: httpd
  tasks:
    - name: Install HTTPD package
      ansible.builtin.yum:
        name: "{{ httpd_package }}"
        state: present
    - name: Ensure HTTPD service is running
      ansible.builtin.service:
        name: "{{ httpd_package }}"
        state: started
  handlers:
    - name: Restart HTTPD
      ansible.builtin.service:
        name: "{{ httpd_package }}"
        state: restarted

这个 Playbook 会在 webservers 组的主机上安装并启动 HTTPD 服务

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