[数据结构与算法]Ansible之主机清单及playbook剧本

一、主机清单

ansible默认的主机清单是/etc/ansible/hosts文件
主机清单可以手动设置，也可以通过Dynamic Inventory动态生成
一般主机名使用FQDN

vi /etc/ansible/hosts
[webserver]              #使用方括号设置组名
www1.example.org         #定义被监控主机，这边可以是主机名也可以是IP地址
www2.example.org:2222    #冒号后定义远程连接端口，默认是ssh的22端口

如果是名称类似的主机，可以使用列表的方式标识各个主机

[webserver]
//[01:50]表示匹配从01到50，后面跟着内置变量，这里定义了ssh的访问的用户名和密码，用于免交互登录
www[01:50].example.org ansible_ssh_user=root ansible_ssh_pass=abc123

[dbbservers]
//[a:f]表示支持匹配a到f
db-[a:f].example.org

inventory变量参数

ansible_ssh_host #将要连接的远程主机名，与你想要设定的主机的别名不同的话，可以通过此变量设置。
ansible_ssh_port #ssh 端口号.如果不是默认的端口号,通过此变量设置。
ansible_ssh_user #默认的 ssh 用户名。
ansible_ssh_pass #ssh 密码（这种方式并不安全,强烈建议使用 --ask-pass 或SSH密钥）。
ansible_ssh_private_key_file #ssh使用的私钥文件，适用于有多个密钥，但你不想使用 SSH 代理的情况。
ansible_ssh_common_args #此设置附加到 sftp ， scp 和ssh的缺省命令行。
ansible_sftp_extra_args #此设置附加到默认 sftp 命令行。
ansible_scp_extra_args #此设置附加到默认 scp 命令行。
ansible_ssh_extra_args #此设置附加到默认 ssh 命令行。
ansible_ssh_pipelining #确定是否使用SSH管道。这可以覆 ansible.cfg 中的设置。
ansible_shell_type #目标系统的shell类型。默认情况下,命令的执行使用 ’ sh ’ 语法,可设置为 ’ csh ’ 或 ’ fish '。
ansible_python_interpreter #目标主机的 python路径.适用于的情况: 系统中有多个 Python , 或者命令路径不是"/usr/bin/python",比如 *BSD, 或者 /usr/bin/python
ansible_*_interpreter #这里的" * "可以是 ruby 或 perl 或其他语言的解释器，作用和ansible_python_interpreter 类似。
ansible_shell_executable #这将设置 ansibie 控制器将在目标机器上使用的 shell ，覆盖 ansible.cfg 中的配置，默认为 /bin/sh。

Inventory中的变量

主机变量
[webserver]
//定义变量http_port（开放的端口信息）和maxRequestsChild（最大进程数）
www1.magedu.com http_port=80 maxRequestsChild=808
www2.magedu.com http_port=8080 maxRequestsChild=909

组变量
[servers:vars]
ntp_server=ntp.example.org
nfs_server=nfs.example.org

组嵌套
[apache]
http1.example.org
http2.example.org

[nginx]
ngx1.example.org
ngx2.example.org

#定义一个组名，将刚才定义的两个组名放入，即webservers组包含apache组和nginx组的主机
[webservers]
apache
nginx

二、YAML

YAML：另一种标记语言。是用来写配置文件的语言，非常简洁和强大。
YAML语法和其他语言类似，也可以表达散列表、标量等数据结构。
结构通过空格来展示；序列里配置项通过-来代表;Map里键值用:来分隔;YAML的扩展名为yaml

1.基本语法规则

（1）大小写敏感
（2）使用缩进表示层级关系
（3）缩进时不允许使用Tab键，只允许使用空格。
（4）缩进的空格数目不重要，只要相同层级的元素左侧对齐即可

2.YAML支持的数据结构

对象
键值对的集合，又称为映射（mapping）/哈希（hashes）/字典（dictionary）

举例: name (键): Example(值)

类class：（物品）
  对象1：（桌子）
    属性（名称，长、宽、高等）
    方法（动词，放东西）
    ...
  对象2
  对象3

数组
一组按次序排列的值，又称为序列（sequence）/列表（list）

举例：-Apple
     -Orange

纯量
单个的、不可再分的值

举例：number: 12.30
     sure: true

三、playbook

通过task调用ansible的模板将多个play组织在一个playbook中运行。

1.组成部分

Tasks：任务，即调用模块完成的某操作；原理和事务一样，要么一起执行，要么一起不执行。

Variables：变量；声明变量的三个场景：hosts文件中定义、剧本中定义、在命令中加上-e定义。

Templates：模板；定义模板同一格式，解决每个服务可能因格式不一样而不兼容的问题。

Handlers：处理器，当某条件满足时，触发执行的操作。

Roles：角色；将任务分类执行，彼此之间互不干扰。

举例

cd /opt
vim test1.yaml
---     #yaml文件以---开头，以表明这是一个yaml文件，可省略
- name: first play     #定义一个play的名称，可省略
  gather_facts: false    #设置不进行facts信息收集，这可以加快执行速度，可省略
  hosts: webservers    #指定要执行任务的被管理主机组，如多个主机组用冒号分隔
  remote_user: root    #指定被管理主机上执行任务的用户
  tasks:     #定义任务列表，任务列表中的各任务按次序逐个在hosts中指定的主机上执行
   - name: test connection    #自定义任务名称
     ping:     #使用 module: [options] 格式来定义一个任务
   - name: disable selinux
     command: '/sbin/setenforce 0'    #command模块和shell模块无需使用key=value格式
     ignore_errors: True     #如执行命令的返回值不为0，就会报错，tasks停止，可使用ignore_errors忽略失败的任务
   - name: disable firewalld
     service: name=firewalld state=stopped    #使用 module: options 格式来定义任务，option使用key=value格式
   - name: install httpd
     yum: name=httpd state=latest
   - name: install configuration file for httpd
     copy: src=/opt/httpd.conf dest=/etc/httpd/conf/httpd.conf    #这里需要一个事先准备好的/opt/httpd.conf文件
     notify: "restart httpd"    #如以上操作后为changed的状态时，会通过notify指定的名称触发对应名称的handlers操作
   - name: start httpd service
     service: enabled=true name=httpd state=started
  handlers:     #handlers中定义的就是任务，此处handlers中的任务使用的是service模块
   - name: restart httpd    #notify和handlers中任务的名称必须一致
     service: name=httpd state=restarted
##Ansible在执行完某个任务之后并不会立即去执行对应的handler，而是在当前play中所有普通任务都执行完后再去执行handler，这样的好处是可以多次触发notify，但最后只执行一次对应的handler，从而避免多次重启。

注：要事先准备好/opt/httpd.conf文件

2.运行playbook

ansible-playbook test1.yaml

#补充参数：
-k（–ask-pass）：用来交互输入ssh密码
-K（-ask-become-pass）：用来交互输入sudo密码
-u：指定用户

ansible-playbook test1.yaml --syntax-check    #检查yaml文件的语法是否正确
ansible-playbook test1.yaml --list-task       #检查tasks任务
ansible-playbook test1.yaml --list-hosts      #检查生效的主机
ansible-playbook test1.yaml --start-at-task='install httpd'     #指定从某个task开始运行

3.定义、引用变量

vim test2.yaml
---
- name: second play
  hosts: dbservers
  remote_user: root
  vars:                 #定义变量
   - groupname: mysql   #格式为 key: value
   - username: nginx
  tasks:
   - name: create group
     group: name={{groupname}} system=yes gid=306    #使用 {{key}} 引用变量的值
   - name: create user
     user: name={{username}} uid=306 group={{groupname}} 
   - name: copy file
     copy: content="{{ansible_default_ipv4}}" dest=/opt/vars.txt    #在setup模块中可以获取facts变量信息


ansible-playbook test2.yaml -e "username=nginx"     #在命令行里定义变量

4.指定远程主机sudo切换用户

vim test3.yaml
---
- hosts: dbservers
  remote_user: zz
  become: yes	                 #2.6版本以后的参数，之前是sudo，意思为切换用户运行
  become_user: root              #指定sudo用户为root
执行playbook时：ansible-playbook test3.yml -K <密码>

5.when条件判断

在Ansible中，提供的唯一一个通用的条件判断是when指令，当when指令的值为true时，则该任务执行，否则不执行该任务

when一个比较常见的应用场景是实现跳过某个主机不执行任务或者只有满足条件的主机执行任务

vim test4.yaml
---
- hosts: all
  remote_user: root
  tasks:
   - name: shutdown host 
     command: /sbin/shutdown -r now
     when: ansible_default_ipv4.address == "192.168.19.77"      #when指令中的变量名不需要手动加上 {{}}
或 
     when: inventory_hostname == "<主机名>"
	
ansible-playbook test4.yaml

6.迭代

Ansible提供了很多种循环结构，一般都命名为with_items，作用等同于 loop 循环。

vim test5.yaml
---
- name: play1
  hosts: dbservers
  gather_facts: false
  tasks: 
    - name: create directories
      file:
        path: "{{item}}"
        state: directory
      with_items:          #等同于 loop:
        - /tmp/test1
        - /tmp/test2
    - name: add users
      user: name={{item.name}} state=present groups={{item.groups}}
      with_items:
        - name: test1
          groups: wheel
        - name: test2
          groups: root
或
      with_items:
        - {name:'test1', groups:'wheel'}
        - {name:'test2', groups:'root'}

ansible-playbook test5.yaml

四、Templates 模块

Jinja是基于Python的模板引擎。Template类是Jinja的一个重要组件，可以看作是一个编译过的模板文件，用来产生目标文本，传递Python的变量给模板去替换模板中的标记。

1.先准备一个以 .j2 为后缀的 template 模板文件，设置引用的变量
cp /etc/httpd/conf/httpd.conf /opt/httpd.conf.j2

vim /opt/httpd.conf.j2
Listen {{http_port}}				#42行，修改
ServerName {{server_name}}			#95行，修改
DocumentRoot "{{root_dir}}"          #119行，修改

2.修改主机清单文件，使用主机变量定义一个变量名相同，而值不同的变量
vim /etc/ansible/hosts       
[webservers]
192.168.19.66 http_port=192.168.19.66:80 server_name=www.feng.com:80 root_dir=/etc/httpd/htdocs

[dbservers]
192.168.19.77 http_port=192.168.19.77:80 server_name=www.dian.com:80 root_dir=/etc/httpd/htdocs

3.编写 playbook 
vim apache.yaml
---
- hosts: all
  remote_user: root
  vars:
    - package: httpd
    - service: httpd
  tasks:
    - name: install httpd package
      yum: name={{package}} state=latest
    - name: install configure file
      template: src=/opt/httpd.conf.j2 dest=/etc/httpd/conf/httpd.conf     #使用template模板
      notify:
        - restart httpd
    - name: create root dir
	  file: path=/etc/httpd/htdocs state=directory
    - name: start httpd server
      service: name={{service}} enabled=true state=started
  handlers:
    - name: restart httpd
      service: name={{service}} state=restarted

ansible-playbook apache.yaml

注：创建/etc/httpd/htdocs，同时被管理机要挂载。

五、tags 模块

可以在一个playbook中为某个或某些任务定义“标签”，在执行此playbook时通过ansible-playbook命令使用–tags选项能实现仅运行指定的tasks。
playbook还提供了一个特殊的tags为always。作用就是当使用always当tags的task时，无论执行哪一个tags时，定义有always的tags都会执行。

vim webhosts.yaml
---
- hosts: webservers
  remote_user: root
  tasks:
    - name: Copy hosts file
      copy: src=/etc/hosts dest=/opt/hosts
      tags:
        - only     #可自定义
    - name: touch file
      file: path=/opt/testhost state=touch
	  tags:
	    - always    #表示始终要运行的代码

ansible-playbook webhosts.yaml --tags="only"

vim dbhosts.yaml
---
- hosts: dbservers
  remote_user: root
  tasks:
    - name: Copy hosts file
      copy: src=/etc/hosts dest=/opt/hosts
      tags:
        - only
    - name: touch file
      file: path=/opt/testhost state=touch
      tags:
	    - always

ansible-playbook dbhosts.yaml --tags="only"

分别去两台被管理主机上去查看文件创建情况

六、Roles 模块

Ansible为了层次化、结构化地组织Playbook，使用了角色（roles），roles可以根据层次型结构自动装载变量文件、task以及handlers等。简单来讲，roles就是通过分别将变量、文件、任务、模块及处理器放置于单独的目录中，并可以便捷地include它们。roles一般用于基于主机构建服务的场景中，但也可以用于构建守护进程等场景中。

1.roles 内各目录含义解释

files
用来存放由 copy 模块或 script 模块调用的文件。

templates
用来存放 jinjia2 模板，template 模块会自动在此目录中寻找 jinjia2 模板文件。

tasks
此目录应当包含一个 main.yml 文件，用于定义此角色的任务列表，此文件可以使用 include 包含其它的位于此目录的 task 文件。

handlers
此目录应当包含一个 main.yml 文件，用于定义此角色中触发条件时执行的动作。

vars
此目录应当包含一个 main.yml 文件，用于定义此角色用到的变量。

defaults
此目录应当包含一个 main.yml 文件，用于为当前角色设定默认变量。

meta
此目录应当包含一个 main.yml 文件，用于定义此角色的特殊设定及其依赖关系。

2.playbook 中使用 roles 的步骤

（1）创建以 roles 命名的目录
mkdir /etc/ansible/roles/ -p    #yum装完默认就有

（2）创建全局变量目录（可选）
mkdir /etc/ansible/group_vars/ -p
touch /etc/ansible/group_vars/all     #文件名自己定义，引用的时候注意

（3）在 roles 目录中分别创建以各角色名称命令的目录，如 httpd、mysql
mkdir /etc/ansible/roles/httpd
mkdir /etc/ansible/roles/mysql

（4）在每个角色命令的目录中分别创建files、handlers、tasks、templates、meta、defaults和vars目录，用不到的目录可以创建为空目录，也可以不创建
mkdir /etc/ansible/roles/httpd/{files,templates,tasks,handlers,vars,defaults,meta}
mkdir /etc/ansible/roles/mysql/{files,templates,tasks,handlers,vars,defaults,meta}

（5）在每个角色的 handlers、tasks、meta、defaults、vars 目录下创建 main.yml 文件，千万不能自定义文件名
touch /etc/ansible/roles/httpd/{defaults,vars,tasks,meta,handlers}/main.yml
touch /etc/ansible/roles/mysql/{defaults,vars,tasks,meta,handlers}/main.yml

（6）修改 site.yml 文件，针对不同主机去调用不同的角色
vim /etc/ansible/site.yml
---
- hosts: webservers
  remote_user: root
  roles:
     - httpd
- hosts: dbservers
  remote_user: root
  roles:
     - mysql
	 
（7）运行 ansible-playbook
cd /etc/ansible
ansible-playbook site.yml


举例：
mkdir /etc/ansible/roles/httpd/{files,templates,tasks,handlers,vars,defaults,meta} -p
mkdir /etc/ansible/roles/mysql/{files,templates,tasks,handlers,vars,defaults,meta} -p
mkdir /etc/ansible/roles/php/{files,templates,tasks,handlers,vars,defaults,meta} -p

touch /etc/ansible/roles/httpd/{defaults,vars,tasks,meta,handlers}/main.yml
touch /etc/ansible/roles/mysql/{defaults,vars,tasks,meta,handlers}/main.yml
touch /etc/ansible/roles/php/{defaults,vars,tasks,meta,handlers}/main.yml

3.编写httpd模块

写一个简单的tasks/main.yml
vim /etc/ansible/roles/httpd/tasks/main.yml
- name: install apache
  yum: name={{pkg}} state=latest
- name: start apache
  service: enabled=true name={{svc}} state=started
 
#定义变量：可以定义在全局变量中，也可以定义在roles角色变量中，一般定义在角色变量中
vim /etc/ansible/roles/httpd/vars/main.yml
pkg: httpd
svc: httpd

4.编写mysql模块

vim /etc/ansible/roles/mysql/tasks/main.yml
- name: install mysql
  yum: name={{pkg}} state=latest
- name: start mysql
  service: enabled=true name={{svc}} state=started
  
vim /etc/ansible/roles/mysql/vars/main.yml
pkg:
  - mariadb
  - mariadb-server
svc: mariadb

5.编写php模块

vim /etc/ansible/roles/php/tasks/main.yml
- name: install php
  yum: name={{pkg}} state=latest
- name: start php-fpm
  service: enabled=true name={{svc}} state=started

vim /etc/ansible/roles/php/vars/main.yml
pkg:
  - php
  - php-fpm
svc: php-fpm

6.编写roles示例

vim /etc/ansible/site.yml
---
- hosts: webservers
  remote_user: root
  roles:
   - httpd
   - mysql
   - php


cd /etc/ansible
ansible-playbook site.yml