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ansible自动化运维详解（一）ansible的安装部署、参数使用、清单管理、配置文件参数及用户级ansible操作环境构建
一、ansible的安装部署
1.1、ansible简介
ansible是新出现的自动化运维工具，其基于Python开发，集合了众多运维工具（puppet、cfengine、chef、func、fabric）的优点，实现了批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等功能。作为一个开源配置管理工具，我们可以使用ansible来自动化执行任务，部署应用程序实现IT基础架构，如服务器的初始化配置、安全基线配置、更新和打补丁系统，安装软件包等。ansible架构相对比较简单，仅需通过SSH连接远程主机即客户机执行任务即可。
使用ansible的过程中会用到一些概念术语，这里介绍如下：
| 术语 | 含义 |
|---|---|
| Control node | 控制节点，指的是安装了ansible的主机，也叫ansible服务器端、管理机。ansible控制节点主要用于发布运行任务，执行控制命令。控制节点需要安装Python和ansible所需的各种依赖库。 |
| Managed nodes | 受控节点，即利用ansible执行任务的客户服务器 |
| Inventory | 清单，指的是受控节点的列表，即所有要管理的主机的列表 |
| host文件 | 清单列表通常保存在一个名为host文件中，在host文件中，可以使用IP地址或者主机名来表示具体的管理主机和认证信息，并可以根据主机的用户进行分组 |
| Modules | 模块，即ansible执行特定任务的代码块 |
| Task | ansible客户主机上执行的操作 |
| Playbook | 利用YAML标记语言编写的可重复执行的任务的列表 |
| roles | 角色，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 |
1.2、实验环境
在安装部署ansible之前，我们需要搭建好实验环境：
这里需要用到两台rhel8.2版本的虚拟机（一主一从）：
westosa（172.25.33.100）：控制节点
westosb（172.25.33.200）：受控节点
实验步骤：
1、在虚拟化存储目录中重置两个虚拟机硬盘，准备两台新的虚拟机westosa和westosb
2、配置控制节点westosa：修改westosa的域名为westos_ansible.westos.org
使用图形化方式为westosa配置网络
设置其IP为172.25.33.100，网关为172.25.33.250，为其配置域名解析
完成后使用命令查看虚拟机ip，设置成功
修改开机启动默认运行级别为multi-user.target，这是因为使用ansible时不需要图形接口，只需要支持用户SSH远程连接，所以运行级别选择 3，完成设置后进入命令行模式
3、配置受控节点westosb：修改westosb的域名为westos_node1.westos.org，使用图形化方式为westosb配置网络
设置其IP为172.25.33.200，受控节点不需要设置网关，为其配置域名解析
完成后使用命令查看虚拟机ip，设置成功，同样地修改开机启动默认运行级别为multi-user.target，进入命令行模式
4、打开真实主机防火墙的地址伪装功能，使虚拟机可以联网
远程连接上控制节点westosa，测试可以ping通baidu
1.3、安装部署ansible
实验步骤：
1、远程连接上控制节点westosa，查看虚拟机操作系统版本，这是因为安装ansible的软件仓库源版本要和系统版本一致
2、编写控制节点westosa的软件源仓库指向文件，注意版本一致性
3、安装方式一： 下载epel源的rpm安装包进行安装，这里我们使用了已有的epel安装包
wget https://dl.fedoraproject.org/pub/epel/epel-release-latest-8.noarch.rpm
rpm -ivh epel-release-latest-8.noarch.rpm
epel源安装完成后，软件源仓库目录/etc/yum.repos.d中会自动生成对应的repo文件，接着使用yum install -y ansible就可以直接安装ansible
4、安装方式二： dnf install安装ansible，这里需要说明的一点是，使用dnf install安装ansible时解决不了ansible软件的依赖性（没有sshpass这个包），因此除了ansible的rpm包，还需要事先下载好sshpass的rpm包
依赖性解决方法一： 安装yum-utils工具，yumdownloader从网上下载得到依赖包后进行安装
依赖性解决方法二： 这里我们本地有sshpass和ansible的rpm安装包，其他依赖在系统镜像中有，所以只需要先安装sshpass，再安装ansible（其他依赖包会自动安装）
先安装sshpass
解决了依赖性问题后安装ansible
查看ansible的版本，验证ansible已经成功安装
二、ansible的基本信息和参数使用
2.1、ansible的基本信息
| /etc/ansible | 主配置目录 |
|---|---|
| /etc/ansible/ansible.cfg | 全局配置文件,默认很少修改 |
| /etc/ansible/hosts | 全局主机清单文件，管理主机列表 |
2.2、ansible的参数使用
实验步骤：
1、使用ansible的ping模块（-m参数表示模块）连接受控主机westosb，出现报警无法ping通，这是因为主机清单中的管理主机中没有172.25.33.200主机
2、编辑hosts主机清单，在最后输入受控主机的ip添加被控节点，添加成功即可列出主机，这时可以使用ping模块管理该主机
但此时输入命令回车会报错，这是因为在控制连接172.25.33.200主机的过程中，首先要在ansible控制主机中生成python脚本，然后远程通过sshd服务传输到被控主机上，在传py文件的过程中需要被控主机的认证通过。这里控制主机还不能通过被控主机的认证，所以需要加-K参数表示在执行ansible时询问ssh密码，出现pong表示和172.25.33.200主机之间可以实现ansible连接管理
3、由于使用root用户权限调用受控主机权限太大，所以一般需要使用普通用户的身份在受控节点执行管理操作，这里我们为受控节点创建普通用户devops并设置用户密码
4、为了避免每次连接受控主机时都要输入密码进行ssh认证，这里我们需要对控制节点做ssh免密认证：首先生成密钥对
将生成的公钥复制给受控节点中创建的普通用户devops
这里直接调用ping模块连接受控节点会报错，这是因为ssh远程连接默认使用root用户身份登录，而我们将公钥复制给的是受控节点中的普通用户devops，因此我们需要使用-u参数指定用户身份连接，此时不需要加-k即可连接管理受控节点
5、使用ansible的shell模块测试在受控节点建立文件（ shell -a参数表示在shell中所要执行的内容），文件创建失败，这是因为当前在受控主机中运行指令时用到的是devops普通用户身份，无权限
我们需要visudo下放权力给devops，赋予devops用户所有权限
再次测试在受控节点建立文件，-K参数表示询问sudo密码，文件依然创建失败，这是因为还需要使用--become参数指定devops在执行命令时用sudo调用，这样才能真正提权，而不是直接执行，此时文件可以成功创建
6、为了避免在每次提权时输入sudo密码，我们可以visudo为devops用户做NOPASSWORD免密
完成免密设置后执行相应操作即可不需要使用-K参数询问sudo密码
文件成功删除
三、ansible的清单管理
实验步骤：
1、在ansible的主配置目录中创建自定义清单并编辑，添加两个受控主机的ip，此时列出主机无法读取自定义清单，需要使用-i参数指定清单
2、ungrouped列出清单中未在任何组中的主机
编辑默认清单文件，设置单层清单，定义两个组westos1和westos2
此时指定组的名称，即可列出指定组中的受控主机
编辑默认清单文件，设置嵌套清单，定义westos清单中有westos1和westos2两个子清单
此时指定嵌套清单的名称，即可列出其所有子清单的受控主机
3、编辑默认清单文件，通过指定组中主机名称或IP的范围可以简化ansible主机清单
4、在清单中添加受控主机时，除了使用ip，还可以使用受控主机的域名（前提是要有域名解析，不区分大小写）
5、清单中的正则表达式：编辑默认清单文件，在westos1组中添加ip为192网段的受控主机，另外定义组192
列出192*表示列出清单文件中所有以192开头的清单或清单中的主机（* 所有）
列出清单文件中所有以172或192开头的清单或清单中的主机（：逻辑或）
编辑默认清单文件，在westos2组中添加一个westos1组中已有的受控主机
列出清单文件中在westos1清单和westos2清单中都有的主机（：& 逻辑与）
列出清单文件中在westos1清单但不在westos2清单中的主机（：！逻辑非（注意要用单引号引起来，“”转译不了！））
列出清单文件中以172开头的清单或清单中的主机（～ 以...开头）
列出清单文件中以172或192开头的清单或清单中的主机（～(a|b) 以 a 或 b 开头）
四、ansible配置文件的参数详解
ansible配置文件中常用参数的释义如下：
[default] 基本信息设定
inventory= 指定清单路径
remote_user= 在受管主机上登陆的用户名称，未指定使用当前用户
ask_pass= 是否提示输入SSH密码，如果公钥登陆设定为false
library= 库文件存放目录
local_tmp= 本机临时命令执行目录
remote_tmp= 远程主机临时py命令文件存放目录
forks= 默认并发数量
host_key_checking= 第一次连接受管主机时是否要输入yes建立host_key
sudo_user= 默认sudo用户
ask_sudo_pass= 每次在受控主机执行ansible命令时是否询问sudo密码
module_name= 默认模块，默认使用command，可以修改为shell
log_path= 日志文件路径
[privilege_escalation] 身份信息设定
become= 连接后是否自动切换用户
become_method= 设定切换用户的方式，通常用sudo
become_user= 在受管主机中切换到的用户，通常为root
become_ask_pass= 是否需要为become_method提示输入密码，默认为false
实验步骤：
1、在ansible的主配置目录/etc/ansible中创建自定义清单文件westos并添加受控主机，此时无法列出清单中组内的受控主机
这是因为在ansibe的默认主配置文件中，指定的清单路径为/etc/ansible/hosts，我们需要在主配置文件中添加指定的清单路径（注意多个路径用，隔开）
此时可以成功列出自定义清单中指定组内的受控主机
2、主配置文件中的remote_tmp、local_tmp指定了在执行ansibble时，控制主机生成的python脚本临时文件的存放路径/位置，这些临时文件在控制命令结束后会自动删除
切换到指定的存放路径可以看到，此时目录为空
另外开启一个新的终端，远程连接到控制主机，开启监控实时查看指定的存放路径
此时显示目录为空
切换到ansible的主配置目录进行测试，执行等待100秒
查看监控界面可以看到在100秒内，这一指定临时文件存放路径中存在py临时文件
命令执行完毕后，再次查看监控界面显示目录为空，py临时文件自动删除
在命令执行的100秒内，受控主机的同一指定路径下也存在py临时文件，同样地在命令执行完成后自动删除
3、编辑主配置文件打开ask_pass
执行命令进行测试，可以看到在每次执行ansible时都会询问连接用户的密码（相当于-K参数）
编辑主配置文件关闭ask_pass
再次执行命令进行测试，可以看到在执行ansible时不再询问连接用户的密码
4、删除~/.ssh/known_hosts文件，当know_hosts文件不存在时，连接受控主机时会询问是否接收受控主机发送过来的身份认证key，需要输入yes，如果受控节点数量巨多会大大增加命令执行的时间开销
编辑主配置文件关闭host_key_checking，即不再询问是否接受受控主机发送过来的身份认证key
此时ssh远程连接受控主机时会自动输入yes，直接显示输入连接密码
5、编辑主配置文件设置默认使用的ansible模块为ping
此时执行ansible命令ping受控主机时不需要指定模块，会自动执行ping操作
6、使用ansible的shell模块测试在受控节点建立文件，文件创建失败，这是因为当前在受控主机中运行指令时用到的是devops普通用户身份，devops在执行命令时没有用sudo调用，没有真正提权
编辑主配置文件设置远程主机中用devops用户操作指令时转换用户身份，转换用户身份执行命令时用sudo调用（相当于–become参数），转换成root用户，执行sudo调用指令时不提示输入密码（NOPASSWD）
此时再次测试在受控节点建立文件，文件创建成功
7、编辑主配置文件设置执行ansible控制远程主机时用到的远程主机用户为所创建的devops
使用ansible的shell模块测试在受控节点建立文件，此时不需要使用-u参数指定以devops用户身份进行创建
五、构建用户级ansible操作环境
在实际应用中，对于不同的用户ansible的配置也不同，且ansible的默认主配置文件只有一个，因此一般不直接修改主配置文件，我们需要把ansible的配置根据用户独立出来。
实验步骤：
1、创建用户lee并设置用户密码，切换到所创建的用户，在当前用户的家目录下建立使用ansible的目录，进入目录生成自己的配置
2、编写主配置文件ansible.cfg（只写入需要的参数即可，这里~/表示当前用户家目录）
注意： ansible配置文件的优先级为—当前目录>当前用户家目录>ansible默认主配置目录/etc/ansible
3、在当前ansible的目录下创建对应的主机清单列表文件，添加受控主机
4、切换回超级用户，由于ansible控制主机本身也作为了受控主机，而当前控制主机中无配置文件中设定的在受控主机上登陆的devops用户，因此需要先创建devops用户并设置用户密码，再将受控主机的公钥复制给所创建的devops用户
再切换回lee用户，将受控主机的私钥复制给lee用户
5、切换回超级用户，为控制主机也是受控主机上执行ansible的登录用户devops提权
6、此时切换回lee用户，切换到当前用户家目录中的ansible配置目录（注意：执行ansible命令时必须在配置文件所在目录中，否则识别不了），执行命令测试所有受控主机可以成功ping通，用户级ansible操作环境构建成功
