Ansible 自动化运维

概述

Ansible 是 Red Hat 开发的自动化运维工具，用于配置管理、应用部署和任务自动化。它采用无 Agent 架构，通过 SSH 执行任务。

核心特点

无 Agent：不需要在目标主机安装额外软件
幂等性：多次执行结果一致
YAML 语法：易读易写
模块化：丰富的内置模块
即席命令：无需编写 Playbook 即可执行

安装与配置

# 安装（Ubuntu）
sudo apt update
sudo apt install ansible

# 验证
ansible --version

# 配置文件层级
/etc/ansible/ansible.cfg          # 全局配置
~/.ansible.cfg                     # 用户配置
./ansible.cfg                      # 项目配置

基本配置

# ansible.cfg
[defaults]
inventory = inventory.ini
host_key_checking = False
remote_user = ubuntu
private_key_file = ~/.ssh/id_rsa
gathering = smart
fact_caching = redis
fact_caching_timeout = 3600

清单 (Inventory)

静态清单

# inventory.ini
[webservers]
web1 ansible_host=10.0.0.1 ansible_user=admin
web2 ansible_host=10.0.0.2

[databases]
db1 ansible_host=10.0.0.10
db2 ansible_host=10.0.0.11

[production:children]
webservers
databases

# 变量
[all:vars]
ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3
ntp_server=pool.ntp.org

动态清单

# inventory.yml
all:
  children:
    webservers:
      hosts:
        web1:
          ansible_host: 10.0.0.1
        web2:
          ansible_host: 10.0.0.2
    databases:
      hosts:
        db1:
          ansible_host: 10.0.0.10
    production:
      children:
        - webservers
        - databases

即席命令

# Ping 测试
ansible all -m ping

# 执行命令
ansible webservers -m command -a "uptime"

# 复制文件
ansible all -m copy -a "src=/etc/hosts dest=/tmp/hosts"

# 安装包
ansible webservers -m apt -a "name=nginx state=present" -b

# 管理服务
ansible webservers -m systemd -a "name=nginx state=restarted" -b

# 收集信息
ansible all -m setup -a "filter=ansible_os_family"

Playbook

基本结构

---
- name: 配置 Web 服务器
  hosts: webservers
  become: yes
  vars:
    http_port: 80
    max_clients: 200

  tasks:
    - name: 安装 Nginx
      apt:
        name: nginx
        state: present
      notify: Restart Nginx

    - name: 配置 Nginx
      template:
        src: nginx.conf.j2
        dest: /etc/nginx/nginx.conf
      notify: Restart Nginx

    - name: 启动 Nginx
      systemd:
        name: nginx
        state: started
        enabled: yes

  handlers:
    - name: Restart Nginx
      systemd:
        name: nginx
        state: restarted

使用变量

---
- name: 部署应用
  hosts: all
  vars_files:
    - vars/common.yml
    - "vars/{{ env }}.yml"

  tasks:
    - name: 创建应用目录
      file:
        path: "{{ app_dir }}"
        state: directory
        owner: "{{ app_user }}"
        mode: '0755'

    - name: 渲染配置模板
      template:
        src: app.conf.j2
        dest: "{{ app_dir }}/app.conf"

    - name: 部署应用容器
      docker_container:
        name: myapp
        image: "myapp:{{ version }}"
        ports:
          - "{{ app_port }}:8080"
        env:
          DB_HOST: "{{ db_host }}"

条件与循环

---
tasks:
  # 条件执行
  - name: 仅在 Debian 上执行
    apt:
      name: htop
    when: ansible_os_family == "Debian"

  - name: 仅在生产环境重启
    systemd:
      name: nginx
      state: restarted
    when: env == "production"

  # 循环
  - name: 安装多个包
    apt:
      name: "{{ item }}"
      state: present
    loop:
      - git
      - curl
      - vim
      - htop

  - name: 创建多个用户
    user:
      name: "{{ item.username }}"
      groups: "{{ item.groups }}"
    loop:
      - { username: alice, groups: "developers" }
      - { username: bob, groups: "ops" }

Roles

目录结构

roles/
└── nginx/
    ├── defaults/         # 默认变量
    │   └── main.yml
    ├── vars/             # 优先级更高的变量
    │   └── main.yml
    ├── tasks/            # 主任务
    │   └── main.yml
    ├── handlers/         # 处理器
    │   └── main.yml
    ├── templates/        # Jinja2 模板
    │   └── nginx.conf.j2
    ├── files/            # 静态文件
    │   └── index.html
    └── meta/             # 依赖信息
        └── main.yml

使用 Role

---
- name: 配置 Web 服务器
  hosts: webservers
  roles:
    - common
    - role: nginx
      vars:
        nginx_port: 8080
    - role: docker
      when: use_docker

最佳实践

1. 目录结构

project/
├── ansible.cfg
├── inventory/
│   ├── production
│   └── staging
├── group_vars/
│   ├── all.yml
│   ├── webservers.yml
│   └── databases.yml
├── host_vars/
│   ├── web1.yml
│   └── db1.yml
├── roles/
├── playbooks/
│   ├── site.yml
│   ├── deploy.yml
│   └── security.yml
└── collections/
    └── requirements.yml

2. 变量优先级

角色默认变量 < 组变量 < 主机变量 < Playbook 变量 < 额外变量 (-e)

3. 安全实践

使用 Ansible Vault 加密敏感数据
避免在 Playbook 中硬编码密码
使用 no_log: true 保护敏感输出

4. 测试与验证

# 语法检查
ansible-playbook site.yml --syntax-check

# 空运行
ansible-playbook site.yml --check

# 输出详情
ansible-playbook site.yml -vvv

# 指定标签
ansible-playbook site.yml --tags "nginx,config"

总结

Ansible 的简洁性和无 Agent 架构使其成为自动化运维的理想选择。从即席命令快速上手，到 Playbook 实现复杂编排，再到 Roles 实现代码复用，循序渐进地构建完整的自动化运维体系。