从0到1掌握Ansible：让自动化运维不再是梦想

最近在公司推进自动化运维的时候发现很多同事对Ansible还是一知半解要么就是简单用用要么就是直接放弃。其实Ansible真的没那么复杂我用了这么多年今天就把我的实战经验分享给大家。说实话刚开始接触Ansible的时候我也是懵的。那时候公司有几十台服务器需要管理每次部署应用或者更新配置都要一台一台去操作累死累活不说还容易出错。后来接触到Ansible真的是解放了双手。Ansible到底是个什么东西简单来说Ansible就是一个自动化工具。你可以把它理解成一个遥控器能够同时控制多台服务器干活。比如你要在100台服务器上安装nginx传统方式得一台台登录去装用Ansible的话写个脚本一键搞定。我记得第一次用Ansible批量部署应用的时候看着终端里刷刷刷地执行命令那种感觉就像开了挂一样。原本需要一整天的工作10分钟就搞定了。控制节点和受控节点的关系这个概念其实很好理解。控制节点就是你安装Ansible的那台机器受控节点就是你要管理的那些服务器。我一般会把Ansible装在跳板机上这样管理起来比较方便。控制节点需要能SSH到所有受控节点这是最基本的要求。# 在控制节点安装Ansibleyuminstallansible-y# 或者用pip安装pipinstallansible受控节点其实什么都不用装只要能SSH连接就行。这也是Ansible的一个优势不像其他工具还要在目标机器上装agent。清单文件(Inventory)管理服务器的花名册Inventory文件就像是你的服务器通讯录记录着所有需要管理的机器信息。最简单的inventory文件长这样[webservers] 192.168.1.10 192.168.1.11 192.168.1.12 [databases] 192.168.1.20 192.168.1.21但实际生产环境中我会写得更详细一些[webservers] web01 ansible_host192.168.1.10 ansible_userroot ansible_ssh_private_key_file/root/.ssh/id_rsa web02 ansible_host192.168.1.11 ansible_userroot ansible_ssh_private_key_file/root/.ssh/id_rsa [databases] db01 ansible_host192.168.1.20 ansible_usermysql ansible_becomeyes db02 ansible_host192.168.1.21 ansible_usermysql ansible_becomeyes [production:children] webservers databases这样写的好处是可以给不同的机器设置不同的连接参数。比如有些机器用密钥登录有些用密码有些需要sudo权限等等。模块(Modules)Ansible的工具箱Ansible有几千个模块每个模块负责不同的功能。刚开始的时候不用全部掌握先学会常用的几个就够了。文件操作模块copy模块用来复制文件-name:复制配置文件copy:src:/local/path/nginx.confdest:/etc/nginx/nginx.confowner:rootgroup:rootmode:0644file模块用来管理文件和目录-name:创建目录file:path:/opt/myappstate:directoryowner:wwwgroup:wwwmode:0755软件包管理yum模块在CentOS/RHEL上安装软件-name:安装nginxyum:name:nginxstate:presentapt模块在Ubuntu/Debian上用-name:安装nginxapt:name:nginxstate:presentupdate_cache:yes服务管理systemd模块管理系统服务-name:启动nginx服务systemd:name:nginxstate:startedenabled:yes我在实际使用中发现掌握这几个模块就能解决80%的日常运维工作了。任务(Tasks)和剧本(Playbooks)自动化的剧本Task就是一个具体的操作比如安装软件、复制文件等。Playbook就是把多个Task组织起来形成一个完整的自动化流程。我来分享一个实际的例子部署一个简单的web应用----name:部署web应用hosts:webserversbecome:yesvars:app_name:myappapp_version:1.2.3tasks:-name:安装必要的软件包yum:name:-nginx-python3-gitstate:present-name:创建应用目录file:path:/opt/{{ app_name }}state:directoryowner:nginxgroup:nginxmode:0755-name:下载应用代码git:repo:https://github.com/company/myapp.gitdest:/opt/{{ app_name }}version:{{ app_version }}notify:restart nginx-name:复制nginx配置template:src:nginx.conf.j2dest:/etc/nginx/conf.d/myapp.confnotify:restart nginx-name:启动nginx服务systemd:name:nginxstate:startedenabled:yeshandlers:-name:restart nginxsystemd:name:nginxstate:restarted这个playbook做了几件事安装软件、创建目录、下载代码、配置nginx、启动服务。如果配置文件有变化还会自动重启nginx。变量和模板让配置更灵活在实际项目中不同环境的配置肯定是不一样的。这时候就需要用到变量和模板了。我通常会创建不同环境的变量文件group_vars/production.yml:db_host:prod-db.company.comdb_port:3306app_env:productionlog_level:warngroup_vars/staging.yml:db_host:staging-db.company.comdb_port:3306app_env:staginglog_level:debug然后在模板文件中使用这些变量templates/app.conf.j2:[database] host {{ db_host }} port {{ db_port }} [app] environment {{ app_env }} log_level {{ log_level }}这样同一个playbook就能适用于不同的环境了。角色(Roles)模块化管理的艺术当项目变得复杂的时候把所有东西都写在一个playbook里就不合适了。这时候就需要用到Role。Role的目录结构是这样的roles/ nginx/ tasks/main.yml handlers/main.yml templates/ files/ vars/main.yml defaults/main.yml我来展示一个nginx role的例子roles/nginx/tasks/main.yml:----name:安装nginxyum:name:nginxstate:present-name:复制主配置文件template:src:nginx.conf.j2dest:/etc/nginx/nginx.confnotify:restart nginx-name:复制站点配置template:src:{{ item }}dest:/etc/nginx/conf.d/{{ item | basename | regex_replace(.j2$, ) }}with_fileglob:-../templates/sites/*.j2notify:restart nginx-name:启动nginx服务systemd:name:nginxstate:startedenabled:yesroles/nginx/handlers/main.yml:----name:restart nginxsystemd:name:nginxstate:restarted使用role的playbook就很简洁了----name:配置web服务器hosts:webserversroles:-nginx-php-mysql处理器(Handlers)响应式的自动化Handler是Ansible里一个很有用的特性。它只有在被notify的时候才会执行而且每次playbook运行时同一个handler最多只会执行一次。比如说你修改了nginx配置文件肯定要重启nginx服务。但如果你在playbook里修改了多个配置文件你不希望每修改一个就重启一次而是希望所有修改完成后再重启一次。这时候handler就派上用场了。tasks:-name:修改nginx主配置template:src:nginx.conf.j2dest:/etc/nginx/nginx.confnotify:restart nginx-name:修改站点配置template:src:site.conf.j2dest:/etc/nginx/conf.d/site.confnotify:restart nginx-name:修改ssl配置template:src:ssl.conf.j2dest:/etc/nginx/conf.d/ssl.confnotify:restart nginxhandlers:-name:restart nginxsystemd:name:nginxstate:restarted即使三个task都触发了notifynginx也只会重启一次。实战技巧和踩坑经验SSH密钥管理刚开始用Ansible的时候我总是为SSH连接的问题头疼。后来发现最好的方式是用密钥认证而且要做好密钥的分发。# 生成密钥对ssh-keygen-trsa-b4096-f~/.ssh/ansible_rsa# 分发公钥到所有受控节点ssh-copy-id-i~/.ssh/ansible_rsa.pub usertarget_host在inventory文件中指定私钥[servers] server1 ansible_host192.168.1.10 ansible_ssh_private_key_file~/.ssh/ansible_rsa幂等性的重要性Ansible的一个重要特性就是幂等性也就是说多次执行同一个操作结果应该是一样的。比如这样写就不是幂等的-name:添加用户到sudoersshell:echo myuser ALL(ALL) NOPASSWD:ALL/etc/sudoers每次执行都会添加一行这显然不对。应该这样写-name:添加用户到sudoerslineinfile:path:/etc/sudoersline:myuser ALL(ALL) NOPASSWD:ALLstate:present错误处理和调试在实际使用中playbook不可能一次就写对。我总结了几个调试技巧使用-v参数增加输出详细程度ansible-playbook-vvvplaybook.yml使用debug模块输出变量值-name:显示变量值debug:var:ansible_facts[os_family]使用ignore_errors忽略某些错误-name:可能会失败的任务command:some_command_that_might_failignore_errors:yes使用failed_when自定义失败条件-name:检查服务状态command:systemctl is-active nginxregister:nginx_statusfailed_when:nginx_status.rc!0 and nginx_status.rc!3性能优化当管理的机器多了之后性能就成了问题。我用过的几个优化技巧调整并发数# ansible.cfg [defaults] forks 50开启SSH pipelining[ssh_connection] pipelining True使用strategy插件-name:快速执行的playbookhosts:allstrategy:freetasks:-name:简单任务ping:配置文件管理Ansible的配置文件ansible.cfg可以放在几个地方优先级从高到低是ANSIBLE_CONFIG环境变量指定的文件当前目录下的ansible.cfg家目录下的.ansible.cfg/etc/ansible/ansible.cfg我一般会在项目目录下放一个ansible.cfg[defaults] inventory inventory/hosts host_key_checking False timeout 30 forks 20 remote_user root [ssh_connection] ssh_args -o ControlMasterauto -o ControlPersist60s pipelining True实际应用场景我在工作中用Ansible解决了很多实际问题分享几个典型场景批量系统初始化新机器上架后需要做一堆初始化工作创建用户、配置SSH、安装基础软件、设置时区等等。用Ansible写个playbook新机器几分钟就能初始化完成。应用部署以前部署应用要登录每台服务器停服务、备份、更新代码、重启服务。现在一个playbook搞定还能做到零停机部署。配置管理系统配置变更是运维的家常便饭用Ansible可以确保所有机器的配置一致性还能追踪变更历史。定期维护比如日志清理、证书更新、安全补丁等定期任务写成playbook配合cron执行省心省力。说到这里我想起前段时间公司要给所有服务器更新SSL证书。如果手动操作几百台机器得忙好几天。用Ansible写了个playbook半小时就全部搞定了而且零出错。当然Ansible也不是万能的。对于一些复杂的编排场景可能还需要结合其他工具。但对于大部分运维工作来说Ansible已经足够强大了。学习Ansible最好的方式就是多动手实践。从简单的任务开始比如批量执行命令、复制文件等然后慢慢学习更复杂的特性。记住任何工具都是为了解决实际问题的不要为了用而用。希望这篇文章能帮助大家更好地理解和使用Ansible。自动化运维的路还很长但有了Ansible这个利器我们的工作会轻松很多。如果你觉得这篇文章有用记得点赞转发让更多的同行受益关注运维躬行录一起在自动化运维的道路上越走越远个人博客躬行笔记