Ansible运行原理揭秘：如何用YAML脚本掌控数服务器？
1 Ansible基本架构
1.1 Ansible工作模式
Ansible是基于模块工作的，本身没有批量部署的能力，真正具有批量部署能力的是Ansible所运行的模块，Ansible只是提供一种框架。
1.2 Ansible组件
- Ansible：Ansible核心程序
- Play books：任务剧本（任务集），编排定义Ansible任务集的配置文件，由Ansible依次执行多个任务，通常是JSON格式的YML文件
- Host inventory：Ansible管理主机的清单，记录由Ansible管理的主机信息，包括端口、密码、IP等
- Modules：核心模块，主要操作是通过调用核心模块来完成管理任务
- CustomModules：自定义模块，完成核心模块无法完成的功能，支持多种语言
- Connection plugins：基于连接插件连接到各个主机上，即Ansible和Host通信使用，默认是使用SSH
- Plugins：模块功能的补充，如连接类型插件、循环插件、变量插件等，可借助于插件完成更丰富的功能
- Playbooks：批量的命令文件
用户请求发送给Ansible核心模块，Ansible核心模块通过Host inventory模块寻找需要运行的主机，然后通过Connection plugins连接远程的主机，并发送命令。Ansible使用插件来连接每一个被控制端Host，此外，也通过插件来记录日志等信息。
1.3 Ansible生成的主要文件
/etc/ansible
- /etc/ansible/ansible.cfg ：配置文件
- /etc/ansible/hosts ：主机库（host inventory），管理被监控的主机
- /usr/bin/ansible：主程序
- /usr/bin/ansible-doc：文档
- /usr/bin/ansible-playbook：剧本
2 Ansible任务执行模式
2.1 Ansible任务执行模式
Ansible任务执行模式分为2种：
- ad-hoc模式（点对点模块）：使用单个模块，支持批量执行单条命令，相当与在bash中执行一句Shell命
- playbook模式（剧本模式）：Ansible主要的管理方式，通过多个task的集合完成一类功能，可以理解为多个ad-hoc的配置文件
2.2 Ansible任务执行流程
3 Ansible应用
3.1 定义主机列表（Inventory）
Ansible主要功能在于批量主机操作，为了便捷地使用其中的部分主机，可以在inventory中将主机进行分组命名。默认的inventory file为/etc/ansible/hosts。inventory文件可以有多个，也可以通过Dynamic Inventory来动态生成。
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放到不同的组当中
- 如果主机采用的是非ssh默认端口时，可以在主机名称之后采用冒号加具体端口号来注明
- 如果主机名遵循相似的命名模式，可以使用列表的形式来表示主机名
- 主机变量可以在Inventory中定义主机时进行添加，便于在playbook中进行使用
示例：
1.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放到不同的组当中
[webservers]
node1
[dbservers]
node1
2.如果主机采用的是非ssh默认端口时，可以在主机名称之后采用冒号加具体端口号来注明
[webservers]
node1:2022
[dbservers]
node1
2.如果主机名遵循相似的命名模式，可以使用列表的形式来表示主机名
[webservers]
node[1:3]
[dbservers]
node[1:2]
3.主机变量可以在Inventory中定义主机时进行添加，便于在playbook中进行使用
[webservers]
node1 http_port=80 maxRequestsPerChild=808
node2 http_port=8080 maxRequestsPerChild=909Inventory参数：Ansible在基于ssh连接Inventory中指定的远程主机时，可以通过指定参数来指定其交互方式，常用参数如下：
- ansible_ssh_host：远程主机
- ansible_ssh_user：指定远程主机ssh端口
- ansible_ssh_pass：连接远程主机使用的密码
- ansible_sudo_pass：sudo密码，建议使用--ask-sudo-pass命令
- ansible_connection：指定连接类型，类型包括：local、ssh、paramiko
- ansible_shell_type：指定连接对端的shell类型，默认支持sh
- ansible_ssh_private_key_file：ssh连接使用的私钥
- ansible_python_interpreter：指定对端使用的python编译器路径
示例：
根据定义的Inventory调用ping检测网络是否可达：
检测Inventory中定义的所有主机：ansible all -m ping
[root@node2 ~]# ansible all -m ping
192.168.10.32 | SUCCESS => {
"ansible_facts": {
"discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
},
"changed": false,
"ping": "pong"
}
192.168.10.30 | SUCCESS => {
"ansible_facts": {
"discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
},
"changed": false,
"ping": "pong"
}
192.168.10.31 | SUCCESS => {
"ansible_facts": {
"discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
},
"changed": false,
"ping": "pong"
}
[root@node2 ~]#
检测Inventory中定义的dbservers组的主机：ansible dbservers -m ping
[root@node2 ~]# ansible dbservers -m ping
192.168.10.30 | SUCCESS => {
"ansible_facts": {
"discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
},
"changed": false,
"ping": "pong"
}
[root@node2 ~]#
检测指定单台主机：ansible 192.168.10.30 -m ping
[root@node2 ~]# ansible 192.168.10.30 -m ping
192.168.10.30 | SUCCESS => {
"ansible_facts": {
"discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
},
"changed": false,
"ping": "pong"
}
[root@node2 ~]# 3.2 基于ad-hoc模式运行
Ansible通过ssh实现目标主机的配置管理、应用部署、任务执行等操作，故而需要事先配置Ansible端能基于秘钥认证的方式连接各被管理节点。
基本语法：
ansible -m -a [options]
解释：
：目标主机或主机组，可以是Inventory中的主机名、IP地址、主机组或关键字（如all）
-m ：指定要使用的模块（如ping、shell、copy等）
-a ：传递给模块的参数
[options]：可选参数，用于控制Ansible行为 3.2.1 常用选项
| 模块 | 描述 |
| -i | 指定自定义的Inventory文件 |
| --private-key | 指定SSH私钥文件 |
| -u | 指定SSH用户 |
| -k | 提示输入SSH密码 |
| -K | 提示输入become（提权）密码（如sudo密码） |
| -b | 使用become（提权）执行任务（如sudo） |
| --become-user | 指定提权后的用户（默认为root） |
| -v | 输出详细信息（-vvv或-vvvv可增加调试信息） |
| --check | 模拟运行（不实际执行任何更改） |
| --diff | 显示文件的差异（适用于文件相关模块，如copy、template） |
| --ask-pass | 提示输入SSH密码 |
| --limit | 限制运行的主机范围（如limit webservers只对webservers组的主机生效） |
示例：使用shell模块检查/etc/passwd文件中是否包含 root
ansible all -m shell -a 'grep root /etc/passwd'
[root@node2 ~]# ansible all -m shell -a 'grep root /etc/passwd'
192.168.10.30 | CHANGED | rc=0 >>
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin
192.168.10.32 | CHANGED | rc=0 >>
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin
192.168.10.31 | CHANGED | rc=0 >>
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin
[root@node2 ~]# 3.2.2 常用模块
| 选项 | 解释 |
| ping | 目标主机连通性测试 |
| command | 在远程主机上执行命令，不支持管道 |
| shell | 在目标远程主机上调用shell解释器，支持管道命令 |
| copy | 复制文件到目标远程服务器主机上，支持设定内容和修改权限 |
| file | 创建文件、链接文件以及删除文件等操作 |
| yum | 服务安装 |
| fetch | 从远程目标主机复制文件到本地 |
| cron | crontab计划任务管理 |
| service | 服务管理 |
| user | 用户管理 |
| group | 用户组管理 |
| setup | 主要是收集信息 |
| script | 将本地脚本在目标远端服务器主机上运行 |
示例：使用file模块在目标远程主机上创建文件
ansible all -m file -a "path=/tmp/tmp.txt state=touch"
[root@node2 ~]# ansible all -m file -a "path=/tmp/tmp.txt state=touch"
192.168.10.31 | CHANGED => {
"ansible_facts": {
"discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
},
"changed": true,
"dest": "/tmp/tmp.txt",
"gid": 0,
"group": "root",
"mode": "0644",
"owner": "root",
"secontext": "unconfined_u:object_r:user_tmp_t:s0",
"size": 0,
"state": "file",
"uid": 0
}
192.168.10.32 | CHANGED => {
"ansible_facts": {
"discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
},
"changed": true,
"dest": "/tmp/tmp.txt",
"gid": 0,
"group": "root",
"mode": "0644",
"owner": "root",
"size": 0,
"state": "file",
"uid": 0
}
192.168.10.30 | CHANGED => {
"ansible_facts": {
"discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
},
"changed": true,
"dest": "/tmp/tmp.txt",
"gid": 0,
"group": "root",
"mode": "0644",
"owner": "root",
"size": 0,
"state": "file",
"uid": 0
}3.3 基于playbook模式执行
Playbook模式是一种通过编写YAML格式的脚本文件（称为 playbook）来定义和执行自动化任务的方式，playbook是由一个或者多个play组成的列表，play主要功能是将事先归并为一组的主机装扮成事先通过task定义好角色，task就是调用的AnsiBle的一个模块（module）。
playbook的组成部分：
- hosts：用于指定要执行的指定任务的主机组，其可以是一个或者多个由冒号组成的主机组
- user：指定远程主机上执行任务的用户，也可以自定sudo的用户
- variable：用于定义playbook运行时使用的变量
- tasks：用于定义在远程目标主机上执行的任务列表，包括
1）name：任务的名称，建议描述任务执行步骤2）module:options：调用Ansible的模块module和传入的参数
- handler：用于定义task完成后需要调用的任务，包括
1）notify：在每个paly的最后触发，调用在handler中定义的操作2）handler：task的列表
playbook示例：
---
- hosts: web # 目标主机组
become: yes # 使用提权（如 sudo）
tasks:
- name: Ensure Apache is installed
yum:
name: httpd
state: present
- name: Ensure Apache is running
service:
name: httpd
state: started3.3.1 playbook核心组件
1. hosts
作用：指定目标主机或主机组（在Inventory）中定义
示例：
hosts: webserver
2. tasks
作用：定义要执行的任务列表
每个任务包含内容：
name：任务描述（可选，推荐使用）
模块名称（如yum、copy、service等）
模块参数
示例：
tasks:
- name: Ensure Apache is installed
yum:
name: httpd
state: present3. vars
作用：定义变量
示例：
vars:
http_port: 804. handlers
作用：定义处理器，通常用于重启服务
示例：
handlers:
- name: Restart Apache
service:
name: httpd
state: restarted
5. become
作用：是否使用提权（如sudo）
示例：
become: yes3.3.2 playbook的执行
ansible-playbook playbook.yml常用选项：
| 选项 | 描述 |
| -i | 指定自定义的Inventory文件 |
| --limit | 限制运行的主机范围 |
| --check | 模拟运行（不实际执行任何更改） |
| --diff | 显示文件的差异（适用于文件相关模块，如copy、template） |
| --tags | 只运行指定标签的任务 |
| --skip-tags | 跳过指定标签的任务 |
| -v | 输出详细信息（-vvv或-vvvv可增加调试信息） |
3.3.3 playbook高级用法
1.条件判断
使用when关键字根据条件执行任务
示例：
tasks:
- name: Install Apache on CentOS
yum:
name: httpd
state: present
when: ansible_os_family == "RedHat"2. 循环
使用loop关键字实现循环
示例：
tasks:
- name: Ensure users are present
user:
name: "{{ item }}"
state: present
loop:
- alice3. 模版
使用template模块生成动态配置文件
示例：
tasks:
- name: Configure Apache
template:
src: templates/httpd.conf.j2
dest: /etc/httpd/httpd.conf4. 角色
将Playbook分解为可重用的角色
示例：
roles:
- common
- webserver3.3.4 案例：安装httpd
1.创建playbook相关目录
[root@node2 ansible]# mkdir apache-playbook
[root@node2 ansible]# cd apache-playbook
[root@node2 ansible]# mkdir files
[root@node2 ansible]# mkdir templates2.编辑Inventory文件，增加主机组web
[root@node2 ansible]# echo "[web]" >>/etc/ansible/hosts
[root@node2 ansible]# echo "192.168.10.32" >>/etc/ansible/hosts
[root@node2 ansible]# 3.创建plalybook.yml文件，增加如下内容
---
- hosts: web # 目标主机组
become: yes # 使用提权（如 sudo）
vars:
http_port: 80 # 定义 HTTP 端口
html_content: "Hello, Ansible!" # 定义 HTML 页面内容
tasks:
# 1. 安装 Apache
- name: Ensure Apache is installed
yum:
name: httpd
state: present
# 2. 配置 Apache
- name: Configure Apache
template:
src: templates/httpd.conf.j2 # 模板文件
dest: /etc/httpd/conf/httpd.conf # 目标配置文件
notify: Restart Apache # 触发处理器
# 3. 部署 HTML 页面
- name: Deploy HTML page
copy:
content: "{{ html_content }}"
dest: /var/www/html/index.html
# 4. 启动 Apache 并设置开机自启
- name: Ensure Apache is running and enabled
service:
name: httpd
state: started
enabled: yes
handlers:
# 定义处理器，用于重启 Apache
- name: Restart Apache
service:
name: httpd
state: restarted4.创建模版文件，在templates目录下创建httpd.conf.j2文件，并增加如下内容
# {{ ansible_managed }} - DO NOT EDIT MANUALLY
Listen {{ http_port }}
{ http_port }}>
DocumentRoot "/var/www/html"
ServerAdmin webmaster@localhost
ErrorLog /var/log/httpd/error.log
CustomLog /var/log/httpd/access.log combined
5.运行playbook
ansible-playbook -i /etc/ansible/hosts playbook.yml[root@node2 apache-playbook]# ansible-playbook -i /etc/ansible/hosts playbook.yml
PLAY [web] **********************************************************************************************************************************************************************
TASK [Gathering Facts] **********************************************************************************************************************************************************
ok: [192.168.10.32]
TASK [Ensure Apache is installed] ***********************************************************************************************************************************************
ok: [192.168.10.32]
TASK [Configure Apache] *********************************************************************************************************************************************************
ok: [192.168.10.32]
TASK [Deploy HTML page] *********************************************************************************************************************************************************
ok: [192.168.10.32]
TASK [Ensure Apache is running and enabled] *************************************************************************************************************************************
ok: [192.168.10.32]
PLAY RECAP **********************************************************************************************************************************************************************
192.168.10.32 : ok=5 changed=0 unreachable=0 failed=0 skipped=0 rescued=0 ignored=0
[root@node2 apache-playbook]# 6.验证结果
[root@node2 apache-playbook]# curl http://192.168.10.30
Hello, Ansible!
[root@node2 apache-playbook]#
