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Linux轻量级自动运维工具-Ansible浅析

Ansible是什么?

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ansible架构图

ansible特性  

    模块化:调用特定的模块,完成特定的任务;

    基于Python语言研发,由Paramiko, PyYAML和Jinja2三个核心库实现;

    部署简单:agentless;

    支持自定义模块,使用任意编程语言;

    强大的playbook机制;

    幂等性;

安装及程序环境

    程序:

        ansible

        ansible-playbook 

        ansible-doc

    配置文件:

        /etc/ansible/ansible.cfg

    主机清单:

        /etc/ansible/hosts 

    插件目录:

        /usr/share/ansible_plugins/

安装ansible

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安装依赖包

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ansible命令的使用

    Usage: ansible <host-pattern> [options]

    常用选项:

        -m MOD_NAME  

        -a MOD_ARGS

配置Host Inventory

    /etc/ansible/hosts

    [group_id]

    HOST_PATTERN1

    HOST_PATTERN2

示例:
首先对此文件进行备份操作,以防后面需要用到默认配置文件

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进入到/etc/ansible/hosts文件,此处绿色光标以下的内容是没有用的,都是示例,可以删除掉,然后添加我们下面实验操作用到的主机。

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添加一组websrvs服务器,以用于下面的测试

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测试主机连通性

这里报错是因为实验用的主机交换其他两台主机的公钥/私钥的原因导致的

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实验SSH免密码登陆设置

生成私钥和公钥 ssh-keygen -t rsa -P ''

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复制公钥文件问authorized_keys

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把公钥传送到其他主机

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在68的主机上面可以看见公钥已经传送过来了,并且确认文件的权限是否正确

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重复以上操作把公钥发送给69的主机

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然后重新执行ansible的ping模块命令查看该两台主机的连通性

可以发现此时已经成功,那么下面就开始介绍ansilbe的其他模块

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最后记得利用ansible同步一下所有主机的时间,以免某主机的时间有错误,后面看日志起来会造成混乱

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ansible模块

    获取模块列表:ansible-doc -l

    获取指定模块的使用帮助:ansible-doc -s MOD_NAME

常用模块:

ping模块:探测目标主机是否存活;

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示例:测试所有的主机的连通性

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command模块:在远程主机执行命令;

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示例1:让所有主机同步时间

此处没有给出指定的-m command命令,是因为ansible的模块默认就是command

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示例2:让每一台主机都执行uname -r命令

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示例3:在主机上面都创建一个用户

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查看两台主机是否已经创建该用户

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查看用户信息:

帮这两个用户改密码,此处需要注意的是,虽然用下面的命令看似执行成功,但是当我们验证的时候,就会发现密码错误了,这是因为ansible的command模块并不支持管道等输出,所以下面介绍另外一个ansible的模块shell

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shell模块:在远程主机上调用shell解释器运行命令,支持shell的各种功能,例如管道等

注意:command和shell模块的核心参数直接为命令本身;而其它模块的参数通常为“key=value”格式;

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示例:批量修改其他主机的特定用户的密码

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此时可以发现已经可以登陆成功

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copy模块:复制文件到远程主机

用法:

    (1) 复制文件

        -a "src=  dest=  "

    (2) 给定内容生成文件

        -a "content=  dest=  "

        其它参数:mode, owner, group, …

示例:复制文件到其他主机

此处创建一个测试文件

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复制文件到其他主机

下面红色的报错信息是,如果要传送文件,该主机的指定目录需要存在,如果不存在,就是提示错误

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创建对应的目录

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重新传送文件,已经没有错误提示,但是此处也可以看见,如果文件已经存在,则原文件会被覆盖掉,并且此处也没有任何提示覆盖文件的信息,所以操作的时候就需要注意了,以免覆盖掉重要的文件

验证文件

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file模块:设置文件的属性

用法:

    (1) 创建目录:

        -a "path=  state=directory"

    (2) 创建链接文件:

        -a "path=  src=  state=link"

    (3) 删除文件:

        -a "path=  state=absent“

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示例:修改文件的权限和属主

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验证文件

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示例:创建文件的软连接

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验证文件

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设置文件的状态为absent(即删除文件)

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验证

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fetch模块:从远程主机拿文件

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示例:从10.1.156.69主机拿一个文件

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当抓去一堆文件的时候,也会创建对应的ip地址的目录,以区分文件

cron模块:管理计划任务条目

用法:    

    -a ""

        minute=

        hour=

        day=

        month=

        weekday=

        job=

        name=

        user=
 

        state={present|absent}

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示例:创建一个同步时间的计划任务,每5分钟同步一下服务器的时间

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验证任务

示例:删除计划任务

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验证

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hostname模块:管理主机名

用法:

    name=

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示例:修改主机名

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yum模块:使用yum命令完成程序包管理

用法:

    -a ""

        (1) name=  state={present|latest}

        (2) name=  state=absent

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示例:安装指定包

此实验,首先,确定主机的yum源是可用的,否则实验会失败

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安装samba包

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验证

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删除samba安装包

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已经没有安装的字眼了

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service模块:服务管理

用法:  

-a ""

    name=

    state=

        started

        stopped

        restarted

    enabled=

    runlevel=

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示例:开启主机的httpd服务

首先我们确认httpd服务是关闭的

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开启httpd服务,并且设置为开机启动

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验证,80端口已经开启

group模块:增加或删除组

用法:

    -a ""

        name=

        state=

        system=

        gid=

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示例:添加一个组

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验证

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删除组

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验证

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user模块:用户管理

使用格式:

    name= : 创建的用户名

    state= : present新增,absent删除

    force= : 删除用户的时候删除家目录

    system= : 创建系统用户

    uid= : 指定UID

    shell= : 指定shell

    home= : 指定用户家目录

示例:增加一个系统用户

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验证

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删除用户

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setup模块:收集主机里面的各种信息

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示例:收集所有主机的信息

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YAML一种数据序列化工具的语言格式    

    YAML is a data serialization format designed for human readability and  interaction with scripting languages.

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    数据结构:

        key:value

        – item1

        – item2

        – item3

        例如{name:jerry, age:21}

PlayBook

    

核心元素:

    Tasks:任务,由模块定义的操作的列表;

    Variables:变量

    Templates:模板,即使用了模板语法的文本文件;

    Handlers:由特定条件触发的Tasks;

    Roles:角色;

    playbook的基础组件:

        Hosts:运行指定任务的目标主机;

        remote_user:在远程主机以哪个用户身份执行;

            sudo_user:非管理员需要拥有sudo权限;

        tasks:任务列表

            模块,模块参数:

                格式:

                    (1) action: module arguments

                    (2) module: arguments

运行playbook,使用ansible-playbook命令

    (1) 检测语法

        ansible-playbook  –syntax-check  /path/to/playbook.yaml

    (2) 测试运行

        ansible-playbook -C /path/to/playbook.yaml

            –list-hosts

            -list-tasks

            –list-tags

    (3) 运行

        ansible-playbook  /path/to/playbook.yaml

            -t TAGS, –tags=TAGS

            –skip-tags=SKIP_TAGS

            –start-at-task=START_AT

示例1:定义一个playbook任务来新增用户和组

定义一个yaml的模板

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查查语法有没有错误,没有提示即表示语法应该没有问题。

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测试运行看看,-C表示仅测试跑一边,但是不会实际操作

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也可以单独测试某些特定的选项

查看仅影响的主机

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查看运行哪些任务

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查看哪个任务打标了,这里并没有任何任务打标记,后面再演示

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以上没有错误,开始正式运行该任务

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验证

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示例2:定义一个playbook任务来修改文件端口

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此步骤里面有安装httpd的安装包,其实此处有点多余,因为测试的两台主机均已经安装该服务,此处添加上去是为了演示效果,因为当生产环境中,假如存在一台服务器没有该安装包,那么次处就能帮我们安装上去,不然的话,漏了这一步,到后面查原因也挺麻烦的

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检查语法问题

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先从一台主机上面把httpd.conf文件拷问来编辑

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修改httpd.conf文件

比如修改端口为8080,其他都为默认配置

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首先备份好各自主机里面的配置文件,以防后面出错

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检查备份是否成功

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测试运行web.yml,看看有没有问题,没有问题的话就正常运行

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执行改文件

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验证服务器端口打开没有,可以看见8080端口已经打开,实验成功。

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Handlers的使用:由特定条件触发的Tasks;

格式:  

    tasks:

     – name: TASK_NAME

       module: arguments

       notify: HANDLER_NAME

       handlers:

     – name: HANDLER_NAME

       module: arguments

示例:参照上面的例子继续修改apache的端口

修改端口号为8090

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修改原来的web.yml脚本实现操作

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检测语法

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测试运行,可以看出,当复制文件过去的时候,会触发到restart httpd service的handlers任务,所以任务就重启了,而不是启动

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正式运行

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验证结果,8090端口已经打开,实验成功

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tags:给指定的任务定义一个调用标识;

使用格式:

    – name: NAME

        module: arguments

        tags: TAG_ID

示例:执行特定的tags

修改文件的端口为8088

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在此前的配置文件上面插入一个标签instconf

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检查语法

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此处可以查看到该yml脚本有一个标签,影响着websrvs组

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测试运行

正式运行一下,指定以instconf的标签运行,所以此处不会显示器其他多余的信息,包括安装httpd包和启动httpd服务

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验证该结果

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此处也可以对同一个文件标记多个标签同时执行

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测试运行,因为此处已经安装了httpd包和文件已经复制过去,所以都是绿色,此处就演示到这里,其他步骤可以参考上面的操作

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Variables:变量

    类型:

        内建:

            (1) facts

        自定义:

            (1) 命令行传递;

                -e VAR=VALUE

            (2) 在hosts Inventory中为每个主机定义专用变量值;

                (a) 向不同的主机传递不同的变量 ;

                    IP/HOSTNAME variable_name=value

                (b) 向组内的所有主机传递相同的变量 ;

                    [groupname:vars]

                    variable_name=value

            (3) 在playbook中定义

                vars:

                    – var_name: value

                    – var_name: value

            (4) Inventory还可以使用参数:

                用于定义ansible远程连接目标主机时使用的属性,而非传递给playbook的变量;

                    ansible_ssh_host

                    ansible_ssh_port

                    ansible_ssh_user

                    ansible_ssh_pass

                    ansible_sudo_pass

                    …

            (5) 在角色调用时传递

                roles:

                    – { role: ROLE_NAME, var: value, …}

                    变量调用:

                    {{ var_name }}

示例1:利用命令行传递变量来安装不同的包

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此处{{ pkgname }}表示为一个变量

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检查一下语法,居然报错了,什么情况?仔细看了即便发现是漏了空格

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加上空格

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再次检查,还是还是有报错的情况,各位不要慌,因为这只是因为还没有给变量赋值才会报的错,所以此处报错是很正常

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给变量赋值再跑一遍,此时就不会报错

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修改一下变量,发现也是正常的,此处68因为已经安装过vsftpd所以就不会执行,所以并不会changed

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示例2:在playbook中定义变量

测试,也没有问题的

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思考?假如同时利用-e的参数传递一个变量的参数的话会怎么样?

测试结果如下,是-e传递的变量参数的优先级更高,这样的话能避免传递参数的时候,因为文本里面定义的优先级更高而出错?

示例3:在hosts Inventory中为每个主机定义专用变量值

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删除掉文档里面原有的变量

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测试,没有问题

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示例4:在hosts Inventory中为每个主机定义专用变量值的第二种方法

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测试,也是可以的

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Templates:模板,文本文件,内部嵌套有模板语言脚本(使用Jinja2模板语言编写)

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   Jinja2 is a template engine written in pure Python. It provides a Django inspired non-XML syntax but supports inline expressions and an optional sandboxed environment.

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    语法:

        字面量:

            字符串:使用单引号或双引号; 

            数字:整数、浮点数;

            列表:[item1, item2, …]

            元组:(item1, item2, …)

        字典:{key1:value1, key2:value2, …}

布尔型:true/false

    算术运算:

    +, -, *, /, //, %, **

    比较操作:

    ==, !=, >, <, >=, <=

    逻辑运算:and, or, not 

    执行模板文件中的脚本,并生成结果数据流,需要使用template模块;

    template:

    -a " "

    src=

    dest=

    mode=

    onwer=

    group=

    注意:此模板不能在命令行使用,而只能用于playbook;

示例:利用templates模板来设置nginx的定义cpu的数量

首先利用ansible命令获取当前系统系统的cpu数量

首先备份一下默认的文件

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首先在下面的主机传送一个配置文件过来

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编辑该文件,修改此处为上面利用ansible的setup模块获取的名称

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重命名该文件为Jinja2格式后缀的文件

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新建一个playbook文件,为了演示,建立一个ngxsrvs组,虽然看上去都一样。。。

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建立playbook文档

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此处为了演示效果,此处把原来的nginx包卸载掉

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确认安装包卸载掉,并且服务没在线

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检查playbook的文件有没语法错误

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测试运行,此处报错是因为找不到nginx的服务,所以应该是没有问题的

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正式运行,没有问题

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查看一下端口是否已经打开

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重点检查一下cpu的变量是否有改变,这里可以看到,跟我们ansible_processor_vcpus的值是一样,这样符合我们预期,此处就展示完毕

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条件测试:when语句:在tasks中使用,Jinja2的语法格式;

示例:利用Ansible条件测试在CentOS_6和CentOS_7的启动服务

这边首先增加一台ip为10.1.156.70的CentOS7的主机

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然后我们利用setup模块的命令

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在7的上面可以找到该行

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在6的上面可以找到该行

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根据以上的信息,我们就可以创建一个基于条件判断的playbook文件test.yml

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为了演示效果,实验前把CentOS6的nginx先卸载掉,此处70的报错只是因为ssh缺少那边没有提供公钥文件,此处就不再演示

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检查playbook语法有没有问题

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测试运行,没有报错,可以看出当执行service nginx start命令时候,只有CentOS6的主机执行了命令,不过开始那里提示有skipping信息是为什么?CentOS7开始也提示有skipping信息?但是后面确实是执行成功了,下面正式运行该playbook看看效果。

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正式运行,似乎没有报什么错误

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看看服务是否已经开启,此处可见80端口已经开发,应该是没有问题的,此处就不浏览主页做测试了

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循环:迭代,需要重复执行的任务;

    对迭代项的引用,固定变量名为"item”,使用with_item属性给定要迭代的元素;

        元素:列表

           字符串

           字典

基于字符串列表给出元素示例

示例:基于列表的方式安装多个安装包

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检查语法

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测试运行,没有报错(这里就以69和70两台不同的版本的CentOS来做测试)

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正式运行,69的机器报错了,看了一下原因,是下载php-mbstring的时候出错了,此处原因应该是虚拟挂载CentOS6.8的cd1导致的,挂载cd2应该就解决此问题,不过部分安装包应该是在cd1里面,所以小伙伴们最好找一个安全包都全的yum仓库

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重新配置好yum仓库,并且把先前安装的先卸载掉,以配置实验

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此处可以看出来,由于69主机刚报错了一个,所以所有的包都没有安装,7上面倒是都已经安装过了

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重新运行脚本,没有报错了

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验证,发现已经安装上了,此处就不再看其他安装包的安装情况了,应该没有大问题

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基于字典列表给元素示例

示例:创建指定的用户并属于指定的组

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检查语法

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测试运行,没有提示有任何变化?

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正式运行,可以看见创建了对应的用户和组

验证,符合我们预期

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角色:roles

以特定的层级目录结构进行组织的tasks、variables、handlers、templates、files等;

    role_name/

        files/:存储由copy或script等模块调用的文件; 

    tasks/:此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件,用于定义各task;其它的文件需要由main.yml进行“包含”调用;

    handlers/:此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件,用于定义各handler;其它的文件需要由main.yml进行“包含”调用;

    vars/:此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件,用于定义各variable;其它的文件需要由main.yml进行“包含”调用;

    templates/:存储由template模块调用的模板文本;

    meta/:此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件,定义当前角色的特殊设定及其依赖关系;其它的文件需要由main.yml进行“包含”调用;

    default/:此目录中至少应该有一个名为main.yml的文件,用于设定默认变量;

    在playbook中调用角色的方法:

    – hosts: HOSTS

      remote_user: USERNAME

  roles:

      – ROLE1

  – ROLE2

      – { role: ROLE3, VARIABLE: VALUE, …}

      – { role: ROLE4, when: CONDITION }

示例:创建对应的服务目录下面的模版

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首先创建对应的目录

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确认一下目录是否正确

wKiom1gh3ejhIKBvAAA2batR0j0822.jpg

首先准备一个安装包,放到nginx/file/目录下面


新建一个nginx的task模板


大家可以发现此处的模板跟之前的不一样,比如说,开头没有了定义主机、用户、和task等,此处的task会自行查找/etc/ansible/roles/nginx/task/main.yml的任务(此处文件本身也是在task目录下面)。再比如说,该处指定的copy命令的src=FILENAME也是相对路径,其绝对路径为/etc/ansible/roles/nginx/file/FILENAME。又比如说定义了notify但是这里并没有handlers,是因为此处定义了的notify的名字会自行去查看该目录下面即/etc/ansible/roles/nginx/handlers/main.yml里面的handlers。还有template那里,大家有没发现也是用的相对路径,此处绝对路径为在/etc/ansible/roles/nginx/template/nginx.conf.j2。所以大家清楚了吗?


接着是定义/etc/ansible/roles/nginx/handlers/main.yml


此处的文件就是用来承上面的notify里面为什么没有定义的handlers的原因,因为已经定义在../handlers/main.yml里面了。


复制nginx.conf文件到templates目录下面为nginx.conf.j2


编辑里面定义的cpu数量,之前是2,所以此处我们也可以利用算数表达式来控制cpu的数量,比如此处-1,到时候看到的cpu数量应该是为1。

再复制/etc/nginx/conf.d/default.conf到nginx/templates/default.conf.j2


然后编辑此文件


编辑原来的端口号为一个变量值ngxport


此时需要重新编辑task/main.yml文件


主要添加一下内容


此时我们就可以定义变量文件了


比如说定义ngxport的变量为8888


此时所有的元素暂时都足够了,meta和default的文件夹在此处暂时用不上,然后我们在/etc/ansible/目录下面创建一个nginx.yml的文件

注意此处的roles里面的nginx要在/etc/ansible.cfg文件里面有对应的设定


编辑查看ansible.cfg文件


可以看见系统默认的roles路径也是在此处,所以我们去掉#号来启用它


修改成如下

以上都准备好了以后,检查一下nginx.yml语法,暂时并没有报错


然后测试运行,可以看见此处报错了,看了一下报错的原因,是因为找不到/tmp/nginx安装包,因为只是测试运行,并没有传送安装包到目标主机上面,所以此处报错是正常的可以不予理会。


下面正式运行该脚本,此处报错了,原因看了一下,nginx安装包是el7版本的,在centos6上面并不能安装。以及handlers出问题了。


此处修改一下tasks/main.yml,以下红色内容为修改部分,意思就是,CentOS7系统从远程复制的安装包安装,CentOS6则直接从yum仓库源安装,6和7的nginx的配置文件应该是一样的,暂时先这么操作实验看看结果,并且先把CentOS7系统的nginx安装包删除掉,以重新演示效果。notify处的语法错误,此处补上。


修改完以上的内容,重新测试运行

可以看出来此处还是有报错内容,

第一个报错内容为找不到安装包,此处是正常的,因为安装包还是传过去(上一次运行的时候传送过去的安装包我已经删掉了,所以此处需要重传)

第二个报错内容为找不到nginx服务,此处也是正常的,因为nginx安装包还没有安装

 

正常重新运行一下nginx.yml脚本看看,发现已经没有报错的地方了


 验证结果,发现8888端口已经打开


cpu数量的设置也跟我们之前配置的是一样的,实验到此结束

示例2:根据以上内容,修改端口号

当我们写好模板以后,需要修改端口号,也是非常容易的,而且我们也可以通过在nginx.yml上面通过roles传递变量


例如像以下这样子操作


测试运行一下看看有没有错误,可以看见在复制配置文件和重启服务那里有了变化,这符合我们预期


正式运行一下看看,能正常运行


验证端口号是否修改成功,看到8080端口,表示操作没有问题


 以上是运行成功了,但是细心的同学会发现,这样所有程序都跑一遍也麻烦,所以我们可以用之前了解到的标签来执行特定的操作即可,也可以直接传递相应的变量。


直接传递参数测试运行,好像没有问题

正式运行

查看端口号是否正确,此处可以看见是我们定义的8099端口,测试成功


示例:实现
httpd不同主机不同的端口号

首先先把定义的端口号先屏蔽掉



编辑/etc/ansible/hosts文件


定义对应的端口号,然后测试


然后记得把nginx.yml文件里面也改回来


这里直接运行就不先做测试了,不过一般同学们还是做好测试工作比较好,本人比较懒O.O


验证端口号,也符合我们预期


 

示例:在同一个yml配置文件里面运行两个服务模板程序

这里以memcached为例,首先复制memcached的配置文件到对应的templates目录下来为.j2的文件


memcached服务是依靠设置内存参数来定义的,所以我们得首先用ansible来确认系统的内存变量参数值是什么,并且通过以下图可以看见两个系统参数都是一致的。


编辑memcached.j2文件


定义变量参数

改成 

开始定义memcached的任务文件


 

定义handlers文件



把memcached定义在ngnix.yml文件一同运行


测试运行,只是安装包还没有安装,提示的错误都问题不大,是正常的


正式运行


验证服务是否开启,且是否设置好预期可用内存

可以看见11211端口已经打开


查看可用内存,原来的数值是970~980多,这里200多,符合除以4的预期效果


示例:根据不同的系统安装mysql

首先定义一个tasks的模板



定义一个yaml调用角色脚本


设置hosts文件添加dbsrvs组


测试语法


测试运行调用角色脚本db.yml,应该没有大问题


正式运行,没有报任何错误

验证服务是否已经开启

可以看见mysql和mariadb服务均已经开启



写在最后,关于ansible的能最多控制几台主机
此处是在配置文件里面定义的,默认是5台主机,如果把主机的控制的主机调大,估计也要相对应性能的主机当ansible服务器

 至此,本博文已经完结,下面总结几个小点:

1、 ansible的playbook.yml文件要求的格式比较严格,有时候少了几个空格,或者空格位置不妥当的时候,系统均默认此格式为错误,所以需要小心

2、 有时候输入错了ansibile不能识别的错误,用- – syntax-check 或者 –check 测试文件的时候并不会提示有任何提示,需要实际运行才能会报错。

3、 有一次写playbook.yml文件的时候,检查过是没有问题,但是测试一直出问题,后来把所有重写一遍就好,也可能是哪里错了自己没看见。





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