⾃动化运维利器 Ansible-最佳实战

按顺序食用，口味更佳
( 1 ) ⾃动化运维利器Ansible-基础
( 2 ) ⾃动化运维利器 Ansible-Playbook
( 3 ) ⾃动化运维利器 Ansible-变量
( 4 ) ⾃动化运维利器AnsiblePlaybook的任务控制
( 5 ) ⾃动化运维利器 Ansible-Jinja2
( 6 ) ⾃动化运维利器 Ansible-最佳实战

一、ansible调试

在执⾏ ad-hoc 或者 playbook 的时候，在后⾯加上 -vvv 参数，就可以看到 Ansible 的详细执⾏过程，便于排错。

[root@aimyon36 ~] ansible dbservers -i hosts -m ping -vvv
[root@aimyon36 ~] ansible-playbook -i hosts checkhost.yml -vvv

限制授影响的主机，指定主机或者主机组执行本次ansible命令，–limit 后⾯跟主机名或者主机组名。

[root@aimyon36 ~] ansible-playbook -i hosts checkhosts.yml --limit dbservers -vvv

二、优化 Ansible 执行速度

2.1 设置 SSH 为长连接

openssh5.6 版本后才⽀持 Multiplexing。(可以使用 ssh -v 查看服务器的ssh版本)

版本不匹配的可以升级ssh客户端版本。（使用yum工具升级客户端等级 yum update openssh-clients）

2.1.1 设置 ansible 配置⽂件

vim /etc/ansible/ansible.cfg

ssh_args = -C -o 
ControlMaster=auto -o 
ControlPersist=10d
# ControlPersist=10d 表示保持⻓连接 10 天。
# 60s 是 60 秒

2.1.2 建⽴⻓连接并测试

设置好后，重新连接⼀次被控主机，即可让控制主机和被控主机之间建⽴⻓连接。

[root@aimyon36 ~] ansible webservers -i hosts -m ping
172.18.0.4 | SUCCESS => {
 "ansible_facts": {
 "discovered_interpreter_python":
"/usr/bin/python"
 },
 "changed": false,
 "ping": "pong"
}

验证⻓连接，输出中 有 ESTAB 状态的就代表是⻓连接，同时会在主控机当前⽤户的家⽬录下的 .ansibl/cp/ ⽬录下⽣成对
应的 socket ⽂件。

[root@aimyon36 ~] ss -nta | grep ESTAB
tcp ESTAB 0 0 172.18.0.2:51864  172.18.0.4:2222

2.2 开启 pipelining

道默认情况下 Ansible 执⾏过程中会把⽣成好的本地python 脚本⽂件 PUT 到 远端机器。如果我们开启了 ssh 的pipelining 特性，这个过程就会在 SSH 的会话中进⾏。

在不通过实际⽂件传输的情况下执⾏ansible模块来使⽤管道特性,可以减少执⾏远程服务器上的模块所需的⽹络操作数量。
⽐如 PUT sftp 等操作都需要建⽴⽹络连接。

2.2.1 在 ansible.cfg 配置⽂件中设置 pipelining 为 True

vim /etc/ansible/ansible.cfg

pipelining = True

2.2.2 配置被控主机的 /etc/sudoers 文件

添加内容

# Disable "ssh hostname sudo <cmd>", because it will
show the password in clear text.
# You have to run "ssh -t hostname sudo <cmd>".
#
# Defaults requiretty

2.3 设置 facts 缓存

默认情况下，Ansible 每次执⾏ playbook 时的第⼀个 Task 就是获取每台主机的 facts 信息。假如不需要可以设置 gather_facts =no 进⾏关闭，以提⾼执⾏ playbook 的效率。

假如想获取 facts 信息，同时⼜想加速这个 task 的效率，就需要设置 facts 缓存。缓存 facts 信息可以存档 JSON ⽂件中，也可以⽅式 redis 和memcached 中。

2.3.1 配置 ansible.cfg

vim /etc/ansible/ansible.cfg 

gathering = smart

ansible的配置⽂件中可以修改’gathering’的值为smart、implicit 或者 explicit。

• smart --> 表示默认收集facts，但facts已有的情况下不会收集，也就是会使⽤缓存facts；
• implicit --> 表示默认收集facts，要禁⽌收集，必须使⽤gather_facts: False；
• explicit --> 则表示默认不收集，要显式收集，必须使⽤gather_facts: Ture

在playbook 中设置

---
 gather_facts: yes # 显式定义收集
 gather_facts: no # 显式定义不收集

配置缓存目标文件

缓存到⽂件（JSON格式的数据） 在 ansible.cfg ⽂件中配置缓存到⼀个普通⽂件中，同时还可指定搜集哪些信息，⽐如只搜集 network，virtual

gathering = smart
gather_subset = network,virtual # 只搜集 ⽹络信息和虚拟化信息
fact_caching = jsonfile # 缓存到 json ⽂件
fact_caching_connection = /dev/shm/ansible_fact_cache
fact_caching_timeout = 86400 # 缓存数据时间是⼀天

fact_caching_connection 是⼀个放置在可写⽬录(如果⽬录不存在,ansible会试图创建它)中的本地⽂件路径,⽂件名是在 Inventory中保存的 IP 或者 hostname .

缓存到 redis
在任⼀机器或者ansible 控制主机上部署 Redis 服务

yum install redis

在控制主机安装 python 的 redis 库

 pip install redis

在 ansible.cfg ⽂件中配置缓存到 redis

gathering = smart
fact_caching = redis # 缓存到 redis
fact_caching_connection = 192.168.1.37:6379:0
fact_caching_timeout = 86400 # 缓存数据时间是⼀天

三、ansible的执行策略

默认的执⾏策略是按批并⾏处理的，假如总共 15 台主机，每次并发 5 个线程执⾏的策略如下：

h1/h2/h3/h4h5 -------> h6/h7/h8/h9/h10 ----->h11/h12/h13/h14/h15
全部执⾏完后，进⼊下⼀批 依次类推

从 asible2.0 开始，可以通过在 playbook 中设置 strategy 的值改变这策略，也可以在 ansible.cfg 配置⽂件中设置⼀个默认的策略:

[defaults]
strategy = free

改变后的策略，可以前赴后继的对主机进⾏执⾏ task，执⾏模式如下：

h1/h2/h3/h4/h5 ------> h1/h2/h3/h6/h5 ------->h1/h2/h3/h6/h7 ----->...
假如 h4 主机先执⾏完，会及时的让 下⼀个排队的主机进⼊到执⾏的队列中。

strategy 默认的值的是 linear ，就是按批并⾏处理，下⾯是配置为 free 的⽅式实例：

- hosts: webservers
  strategy: free
  tasks:
 	- name: ping hosts
 	  ping:

默认 Ansible 的执⾏队列有⼀个，就是并⾏执⾏，假如控制节点的机器有多个 CPU，并且性能较好，可以打开多个执⾏队列，就是并发。

• 在配置文件中配置多并发
  [defaults] forks = 30
• 在命令行参数配置多并发
• ansible-playbook -f 3 my_playbook.yml

四、ansible的inventory清单目录

ansible-playbook get_logs.yml -i development -i production

上述ansible-playbook命令使用-i (inventory) 指定了两个配置文件，分别是development和production。在生产环境中，配置文件可能不止一个，因此ansible提供了更简便的方式。

通过组合⽬录下的多个清单来源和来源类型来创建清单。 这对于组合静态和动态主机并将它们作为⼀个清单进⾏管理很有⽤。

⽬录中仅⽀持如下扩展名

• yaml
• yml
• json

以下通过inventory目录(文件夹)清单结合了清单插件源，动态清单脚本和具有静态主机的⽂件。

inventory/
 aliyun.yml # 清单插件，获取阿⾥云的主机
 dynamic-inventory.py # 使⽤动态脚本添加额外的主机
 static-inventory # 添加静态主机和组
 group_vars/
 	all.yml # 给所有的主机指定变量

使⽤命令⾏来使用这个清单⽬录:

ansible-playbook example.yml -i inventory

使用配置文件ansible.cfg来使用这个指定这个清单目录

[defaults]
inventory = /etc/ansible/inventory

清单目录中存在多个清单文件，每个清单文件都可能定义了不同的变量，因此需要注意变量覆盖。

ansible在读取目录清单时，会根据文件的字典名顺序对清单文件进行合并，如果存在与其他库存来源之间的变量冲突或组依赖关系，则控制库存来源的合并顺序可能很有用，因此通常在清单配置文件加上前缀保证合并顺序，确保变量的正确加载。

inventory/
 01-aliyun.yml # 清单插件，获取阿⾥云的主机
 02-dynamic-inventory.py # 使⽤动态脚本添加额外的主机
 03-static-inventory # 添加静态主机和组
 group_vars/
 	all.yml # 给所有的主机指定变量

Example
inventory 清单目录：

inventory
|-- 01-static.yml
|-- 02-static.yml
0 directories, 2 files

inventory/01-static.yml文件内容：

[webservers]
172.18.0.[4:10]
[allservers:children]
webservers
[allservers:vars]
name = xiguatian

inventory/02-static.yml文件内容：

[dbservers]
172.18.0.3
[allservers:children]
dbservers
[allservers:vars]
name = shark

验证文件顺序改变的变量内容：

 ansible all -i inventory -m debug -a "var=name"
172.18.0.4 | SUCCESS => {
 "name": "shark"
}
172.18.0.5 | SUCCESS => {
 "name": "shark"
}
172.18.0.6 | SUCCESS => {
 "name": "shark"
}
172.18.0.7 | SUCCESS => {
 "name": "shark"
}
172.18.0.8 | SUCCESS => {
 "name": "shark"
}
172.18.0.9 | SUCCESS => {
 "name": "shark"
}
172.18.0.10 | SUCCESS => {
 "name": "shark"
}
 ....

4.1 roles项目结构

随着自动化运维需求的提升，Ansible playbook变得越来越复杂，需要一种更高效的方式来管理和复用代码。

因此有剧本就要有角色，ansible提供了一种roles的项目结构，规定每个角色要执行的剧本。

初始化roles项目
ansible-galaxy init your_roles

Ansible Roles是一种组织和管理Ansible Playbooks的方法，允许将相关的配置和任务分组到一个可重用的单元中。Roles使得代码更加模块化和可维护。以下是Ansible Roles项目的典型结构：

• roles
  • role_name (例如nginx)
    • README.md：提供角色的基本描述、文档和示例。
    • meta:指定角色的作者、许可证、兼容性和依赖项等信息
    • files：存放ansible模块需要使用到的文件，例如copy。
    • handlers：存放触发器任务。
    • tasks：定义主要的任务文件。
    • templates：存放模板文件，用于动态生成配置文件。
    • vars：定义变量文件，用户可以自定义变量宫templates使用
    • defaults：存放默认变量文件。
    • hosts：

role的正确食用方式:
如果已经创建并定义好了一个role角色，那么可以创建一个Ansible Playbook文件（例如site.yml），用于调用role角色。

site.yml:

---
- hosts: webservers  //
  become: yes
  roles:
    - role: nginx   //定义好的role名字
...

执行:

ansible-playbook -i hosts site.yml

-i 指定服务器资产信息，site.yml中则指明了要运行的role，具体的任务设置在role:nginx中，也就是当前目录的role项目。

如果此处不使用-i指定服务器资产
当前目录下存在一个名为 hosts 的文件，Ansible 会默认使用这个文件作为清单。
如果在当前目录下没有找到 hosts 文件，Ansible 会尝试加载 /etc/ansible/hosts 文件。

本章是最后一章，看完所有文章应该能够理解ansible的操作流程，虽然没有使用具体的实例介绍，但是阅读完之后也一定能够看明白ansible。

按顺序食用，口味更佳
( 1 ) ⾃动化运维利器Ansible-基础
( 2 ) ⾃动化运维利器 Ansible-Playbook
( 3 ) ⾃动化运维利器 Ansible-变量
( 4 ) ⾃动化运维利器AnsiblePlaybook的任务控制
( 5 ) ⾃动化运维利器 Ansible-Jinja2
( 6 ) ⾃动化运维利器 Ansible-最佳实战