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自动化运维工具ansible详解(二)

 

正文

Ansible playbook 简介

playbook 是 ansible 用于配置,部署,和管理被控节点的剧本。
通过 playbook 的详细描述,执行其中的一系列 tasks ,可以让远端主机达到预期的状态。playbook 就像 Ansible 控制器给被控节点列出的的一系列 to-do-list ,而被控节点必须要完成。
也可以这么理解,playbook 字面意思,即剧本,现实中由演员按照剧本表演,在Ansible中,这次由计算机进行表演,由计算机安装,部署应用,提供对外服务,以及组织计算机处理各种各样的事情。

Ansible playbook使用场景

执行一些简单的任务,使用ad-hoc命令可以方便的解决问题,但是有时一个设施过于复杂,需要大量的操作时候,执行的ad-hoc命令是不适合的,这时最好使用playbook。
就像执行shell命令与写shell脚本一样,也可以理解为批处理任务,不过playbook有自己的语法格式。
使用playbook你可以方便的重用这些代码,可以移植到不同的机器上面,像函数一样,最大化的利用代码。在你使用Ansible的过程中,你也会发现,你所处理的大部分操作都是编写playbook。可以把常见的应用都编写成playbook,之后管理服务器会变得十分简单

Ansible playbook格式

1)格式简介

playbook由YMAL语言编写。YAML( /ˈjæməl/ )参考了其他多种语言,包括:XML、C语言、Python、Perl以及电子邮件格式RFC2822,Clark Evans在2001年5月在首次发表了这种语言,另外Ingy döt Net与OrenBen-Kiki也是这语言的共同设计者。
YMAL格式是类似于JSON的文件格式,便于人理解和阅读,同时便于书写。首先学习了解一下YMAL的格式,对我们后面书写playbook很有帮助。以下为playbook常用到的YMAL格式:
1、文件的第一行应该以 “—” (三个连字符)开始,表明YMAL文件的开始。
2、在同一行中,#之后的内容表示注释,类似于shell,python和ruby。
3、YMAL中的列表元素以”-”开头然后紧跟着一个空格,后面为元素内容。
4、同一个列表中的元素应该保持相同的缩进。否则会被当做错误处理。
5、play中hosts,variables,roles,tasks等对象的表示方法都是键值中间以”:”分隔表示,”:”后面还要增加一个空格。

下面是一个举例:

---
#安装与运行mysql服务
- hosts: node1
  remote_user: root
  tasks:
  
    - name: install mysql-server package
      yum: name=mysql-server state=present
    - name: starting mysqld service
      service: name=mysql state=started

我们的文件名称应该以.yml结尾,像我们上面的例子就是mysql.yml。其中,有三个部分组成:

host部分:使用 hosts 指示使用哪个主机或主机组来运行下面的 tasks ,每个 playbook 都必须指定 hosts ,hosts也可以使用通配符格式。主机或主机组在 inventory 清单中指定,可以使用系统默认的/etc/ansible/hosts,也可以自己编辑,在运行的时候加上-i选项,指定清单的位置即可。在运行清单文件的时候,–list-hosts选项会显示那些主机将会参与执行 task 的过程中。
remote_user:指定远端主机中的哪个用户来登录远端系统,在远端系统执行 task 的用户,可以任意指定,也可以使用 sudo,但是用户必须要有执行相应 task 的权限。
tasks指定远端主机将要执行的一系列动作。tasks 的核心为 ansible 的模块,前面已经提到模块的用法。tasks 包含 name 和要执行的模块name 是可选的,只是为了便于用户阅读,不过还是建议加上去,模块是必须的,同时也要给予模块相应的参数。

使用ansible-playbook运行playbook文件,得到如下输出信息,输出内容为JSON格式。并且由不同颜色组成,便于识别。一般而言
| 绿色代表执行成功,系统保持原样
| 黄色代表系统代表系统状态发生改变
| 红色代表执行失败,显示错误输出
执行有三个步骤:1、收集facts 2、执行tasks 3、报告结果

2)核心元素

Playbook的核心元素:

Hosts:主机组;
Tasks:任务列表;
Variables:变量,设置方式有四种;
Templates:包含了模板语法的文本文件;
Handlers:由特定条件触发的任务;

3)基本组件

Playbooks配置文件的基础组件:

Hosts:运行指定任务的目标主机
remoute_user:在远程主机上执行任务的用户;
sudo_user
tasks:任务列表

  格式:
tasks:
– name: TASK_NAME
module: arguments
notify: HANDLER_NAME
handlers:
– name: HANDLER_NAME
module: arguments

模块,模块参数

  格式:
(1) action: module arguments
(2) module: arguments
注意:shell和command模块后面直接跟命令,而非key=value类的参数列表;

handlers:任务,在特定条件下触发;接收到其它任务的通知时被触发;

(1) 某任务的状态在运行后为changed时,可通过“notify”通知给相应的handlers;
(2) 任务可以通过“tags“打标签,而后可在ansible-playbook命令上使用-t指定进行调用;

举例

① 定义playbook

[root@server ~]# cd /etc/ansible
[root@server ansible]# vim nginx.yml
---
- hosts: web
  remote_user: root
  tasks:

    - name: install nginx
      yum: name=nginx state=present
    - name: copy nginx.conf
      copy: src=/tmp/nginx.conf dest=/etc/nginx/nginx.conf backup=yes
      notify: reload    #当nginx.conf发生改变时,通知给相应的handlers
      tags: reloadnginx   #打标签
    - name: start nginx service
      service: name=nginx state=started
      tags: startnginx   #打标签

  handlers:  #注意,前面没有-,是两个空格
    - name: reload
      service: name=nginx state=restarted  #为了在进程中能看出来

② 测试运行结果
写完了以后,我们就可以运行了:

[root@server ansible]# ansible-playbook nginx.yml


现在我们可以看看两台机器的端口是否开启:

[root@server ansible]# ansible web -m shell -a 'ss -nutlp |grep nginx'
192.168.37.122 | SUCCESS | rc=0 >>
tcp    LISTEN     0      128       *:80                    *:*                   users:(("nginx",pid=8304,fd=6),("nginx",pid=8303,fd=6))

192.168.37.133 | SUCCESS | rc=0 >>
tcp    LISTEN     0      128       *:80                    *:*                   users:(("nginx",pid=9671,fd=6),("nginx",pid=9670,fd=6))

③ 测试标签
我们在里面已经打上了一个标签,所以可以直接引用标签。但是我们需要先把服务关闭,再来运行剧本并引用标签:

[root@server ansible]# ansible web -m shell -a 'systemctl stop nginx'
[root@server ansible]# ansible-playbook nginx.yml -t startnginx


④ 测试notify
我们还做了一个notify,来测试一下:
首先,它的触发条件是配置文件被改变,所以我们去把配置文件中的端口改一下:

[root@server ansible]# vim /tmp/nginx.conf
    listen       8080;

然后我们重新加载一下这个剧本:

发现我们执行的就是reload段以及我们定义的notify部分。
我们来看一看我们的端口号:

[root@server ansible]# ansible web -m shell -a 'ss -ntlp | grep nginx'
192.168.37.122 | SUCCESS | rc=0 >>
LISTEN     0      128          *:8080                     *:*                   users:(("nginx",pid=2097,fd=6),("nginx",pid=2096,fd=6))

192.168.37.133 | SUCCESS | rc=0 >>
LISTEN     0      128          *:8080                     *:*                   users:(("nginx",pid=3061,fd=6),("nginx",pid=3060,fd=6))

可以看出,我们的nginx端口已经变成了8080。

4)variables 部分

上文中,我们说到了variables是变量,有四种定义方法,现在我们就来说说这四种定义方法:

① facts :可直接调用

上一篇中,我们有说到setup这个模块,这个模块就是通过调用facts组件来实现的。我们这里的variables也可以直接调用facts组件。
具体的facters我们可以使用setup模块来获取,然后直接放入我们的剧本中调用即可。

② 用户自定义变量

我们也可以直接使用用户自定义变量,想要自定义变量有以下两种方式:

通过命令行传入

ansible-playbook命令的命令行中的-e VARS, --extra-vars=VARS,这样就可以直接把自定义的变量传入。

在playbook中定义变量

我们也可以直接在playbook中定义我们的变量:

vars:
  - var1: value1
  - - var2: value2
举例

① 定义剧本
我们就使用全局替换把我们刚刚编辑的文件修改一下:

[root@server ansible]# vim nginx.yml



这样一来,我们的剧本就定义完成了。
② 拷贝配置文件
我们想要在被监管的机器上安装什么服务的话,就直接在我们的server端上把该服务的配置文件拷贝到我们的/tmp/目录下。这样我们的剧本才能正常运行。
我们就以keepalived服务为例:

[root@server ansible]# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /tmp/keepalived.conf

③ 运行剧本,变量由命令行传入

[root@server ansible]# ansible-playbook nginx.yml -e rpmname=keepalived


④ 修改剧本,直接定义变量
同样的,我们可以直接在剧本中把变量定义好,这样就不需要在通过命令行传入了。以后想要安装不同的服务,直接在剧本里把变量修改一下即可。

[root@server ansible]# vim nginx.yml


⑤ 运行定义过变量的剧本
我们刚刚已经把变量定义在剧本里面了。现在我们来运行一下试试看:

[root@server ansible]# ansible-playbook nginx.yml


发现这样也是可以的~

③ 通过roles传递变量

具体的,我们下文中说到 roles 的时候再详细说明。这里是传送带

④ Host Inventory

我们也可以直接在主机清单中定义。
定义的方法如下:

向不同的主机传递不同的变量:

  IP/HOSTNAME varaiable=value var2=value2

向组中的主机传递相同的变量:

  [groupname:vars]
  variable=value

5)模板 templates

模板是一个文本文件,嵌套有脚本(使用模板编程语言编写)。
Jinja2:Jinja2是python的一种模板语言,以Django的模板语言为原本。
模板支持:

  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

通常来说,模板都是通过引用变量来运用的。

举例

① 定义模板
我们直接把之前定义的/tmp/nginx.conf改个名,然后编辑一下,就可以定义成我们的模板文件了:

[root@server ansible]# cd /tmp
[root@server tmp]# mv nginx.conf nginx.conf.j2
[root@server tmp]# vim nginx.conf.j2
    worker_processes  {{ ansible_processor_vcpus }};
    listen       {{ nginxport }};

② 修改剧本
我们现在需要去修改剧本来定义变量:

[root@server ansible]# vim nginx.yml


需要修改的部分如图所示。
③ 运行剧本
上面的准备工作完成后,我们就可以去运行剧本了:

[root@server ansible]# ansible-playbook nginx.yml -t reloadnginx

PLAY [web] *********************************************************************

TASK [setup] *******************************************************************
ok: [192.168.37.122]
ok: [192.168.37.133]

TASK [copy nginx.conf] *********************************************************
ok: [192.168.37.122]
ok: [192.168.37.133]

PLAY RECAP *********************************************************************
192.168.37.122             : ok=2    changed=0    unreachable=0    failed=0   
192.168.37.133             : ok=2    changed=0    unreachable=0    failed=0 

6)条件测试

when语句:在task中使用,jinja2的语法格式。
举例如下:

tasks:
- name: install conf file to centos7
  template: src=files/nginx.conf.c7.j2
  when: ansible_distribution_major_version == "7"
- name: install conf file to centos6
  template: src=files/nginx.conf.c6.j2
  when: ansible_distribution_major_version == "6"

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”,而后,要在task中使用with_items给定要迭代的元素列表;
举例如下:

tasks:
- name: unstall web packages
  yum: name={{ item }} state=absent
  with_items:
  - httpd
  - php
  - php-mysql

7)字典

ansible playbook 还支持字典功能。举例如下:

- name: install some packages
  yum: name={{ item }} state=present
  with_items:
    - nginx
    - memcached
    - php-fpm
- name: add some groups
  group: name={{ item }} state=present
  with_items:
    - group11
    - group12
    - group13
- name: add some users
  user: name={{ item.name }} group={{ item.group }} state=present
  with_items:
    - { name: 'user11', group: 'group11' }
    - { name: 'user12', group: 'group12' }
    - { name: 'user13', group: 'group13' }

8)角色订制:roles

① 简介

对于以上所有的方式有个弊端就是无法实现复用假设在同时部署Web、db、ha 时或不同服务器组合不同的应用就需要写多个yml文件。很难实现灵活的调用。
roles 用于层次性、结构化地组织playbook。roles 能够根据层次型结构自动装载变量文件、tasks以及handlers等。要使用roles只需要在playbook中使用include指令即可。简单来讲,roles就是通过分别将变量(vars)、文件(file)、任务(tasks)、模块(modules)及处理器(handlers)放置于单独的目录中,并可以便捷地include它们的一种机制。角色一般用于基于主机构建服务的场景中,但也可以是用于构建守护进程等场景中。

② 角色集合

角色集合:roles/
mysql/
httpd/
nginx/
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;

③ 角色定制实例

1. 在roles目录下生成对应的目录结构

[root@server ansible]# cd roles/
[root@server roles]# ls
[root@server roles]# mkdir -pv ./{nginx,mysql,httpd}/{files,templates,vars,tasks,handlers,meta,default}
[root@server roles]# tree
.
├── httpd
│   ├── default
│   ├── files
│   ├── handlers
│   ├── meta
│   ├── tasks
│   ├── templates
│   └── vars
├── mysql
│   ├── default
│   ├── files
│   ├── handlers
│   ├── meta
│   ├── tasks
│   ├── templates
│   └── vars
└── nginx
    ├── default
    ├── files
    ├── handlers
    ├── meta
    ├── tasks
    ├── templates
    └── vars

24 directories, 0 files

2. 定义配置文件
我们需要修改的配置文件为/tasks/main.yml,下面,我们就来修改一下:

[root@server roles]# vim nginx/tasks/main.yml
- name: cp
  copy: src=nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm dest=/tmp/nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm
- name: install
  yum: name=/tmp/nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm state=latest
- name: conf
  template: src=nginx.conf.j2 dest=/etc/nginx/nginx.conf
  tags: nginxconf
  notify: new conf to reload
- name: start service
  service: name=nginx state=started enabled=true

3. 放置我们所需要的文件到指定目录
因为我们定义的角色已经有了新的组成方式,所以我们需要把文件都放到指定的位置,这样,才能让配置文件找到这些并进行加载。
rpm包放在files目录下,模板放在templates目录下:

[root@server nginx]# cp /tmp/nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm ./files/
[root@server nginx]# cp /tmp/nginx.conf.j2 ./templates/
[root@server nginx]# tree
.
├── default
├── files
│   └── nginx-1.10.2-1.el7.ngx.x86_64.rpm
├── handlers
├── meta
├── tasks
│   └── main.yml
├── templates
│   └── nginx.conf.j2
└── vars

7 directories, 3 files

4. 修改变量文件
我们在模板中定义的变量,也要去配置文件中加上:

[root@server nginx]# vim vars/main.yml
nginxprot: 9999

5. 定义handlers文件
我们在配置文件中定义了notify,所以我么也需要定义handlers,我们来修改配置文件:

[root@server nginx]# vim handlers/main.yml
- name: new conf to reload
  service: name=nginx state=restarted

6. 定义剧本文件
接下来,我们就来定义剧本文件,由于大部分设置我们都单独配置在了roles里面,所以,接下来剧本就只需要写一点点内容即可:

[root@server ansible]# vim roles.yml 
- hosts: web
  remote_user: root
  roles:
    - nginx

7. 启动服务
剧本定义完成以后,我们就可以来启动服务了:

[root@server ansible]# ansible-playbook roles.yml

PLAY [web] *********************************************************************

TASK [setup] *******************************************************************
ok: [192.168.37.122]
ok: [192.168.37.133]

TASK [nginx : cp] **************************************************************
ok: [192.168.37.122]
ok: [192.168.37.133]

TASK [nginx : install] *********************************************************
changed: [192.168.37.122]
changed: [192.168.37.133]

TASK [nginx : conf] ************************************************************
changed: [192.168.37.122]
changed: [192.168.37.133]

TASK [nginx : start service] ***************************************************
changed: [192.168.37.122]
changed: [192.168.37.133]

RUNNING HANDLER [nginx : new conf to reload] ***********************************
changed: [192.168.37.122]
changed: [192.168.37.133]

PLAY RECAP *********************************************************************
192.168.37.122             : ok=6    changed=4    unreachable=0    failed=0   
192.168.37.133             : ok=6    changed=4    unreachable=0    failed=0   

启动过后照例查看端口号:

[root@server ansible]# ansible web -m shell -a "ss -ntulp |grep 9999"
192.168.37.122 | SUCCESS | rc=0 >>
tcp    LISTEN     0      128       *:9999                  *:*                   users:(("nginx",pid=7831,fd=6),("nginx",pid=7830,fd=6),("nginx",pid=7829,fd=6))

192.168.37.133 | SUCCESS | rc=0 >>
tcp    LISTEN     0      128       *:9999                  *:*                   users:(("nginx",pid=9654,fd=6),("nginx",pid=9653,fd=6),("nginx",pid=9652,fd=6))

可以看出我们的剧本已经执行成功。

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