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Ansible 自动化运维入门与实践

Ansible自动化运维DevOps配置管理Linux

为什么要自动化

手动运维 100 台服务器是灾难，自动化运维 1000 台服务器是常态。

Ansible 是自动化运维领域的瑞士军刀：无 Agent、基于 SSH、YAML 语法，学习曲线平缓但能力强大。

核心概念速览

概念 说明
Inventory 主机清单，定义管理哪些服务器
Module 原子操作单元（如 copy, service, yum）
Playbook YAML 格式的任务编排剧本
Role 可复用的 Playbook 组织单元
Facts 自动采集的主机信息（CPU/内存/OS等）

快速安装与配置

# 安装 Ansible
pip install ansible

# 验证
ansible --version

# 基本配置
cat > ~/.ansible.cfg << 'EOF'
[defaults]
host_key_checking = False
inventory = ./hosts
forks = 20
timeout = 10
gathering = smart
EOF

Inventory 主机清单

# hosts — 静态清单
[webservers]
web01 ansible_host=10.0.1.11 ansible_user=root
web02 ansible_host=10.0.1.12 ansible_user=root
web03 ansible_host=10.0.1.13 ansible_user=root

[dbservers]
db01 ansible_host=10.0.2.11 ansible_user=root
db02 ansible_host=10.0.2.12 ansible_user=root

[prod:children]
webservers
dbservers

[prod:vars]
ansible_python_interpreter=/usr/bin/python3
monitoring_enabled=true

动态 Inventory（生产必备）

# inventory/aliyun.yml — 从阿里云 API 动态获取主机
plugin: alibaba.alicloud.ali
regions:
  - cn-hangzhou
filters:
  vpc_id: vpc-xxx
keyed_groups:
  - key: tags.Role
    prefix: role

Ad-Hoc 命令（即兴操作）

# 所有 web 服务器执行 uptime
ansible webservers -m command -a "uptime"

# 并行执行（-f 指定并发数）
ansible webservers -f 20 -m shell -a "free -m"

# 复制文件到所有主机
ansible prod -m copy -a "src=/etc/nginx/nginx.conf dest=/etc/nginx/nginx.conf backup=yes"

# 重启服务
ansible webservers -m systemd -a "name=nginx state=restarted"

# 查看收集的 Facts
ansible web01 -m setup | less

# 只显示特定 facts
ansible web01 -m setup -a "filter=ansible_memory_mb"

Playbook 实战

基础结构

---
# playbooks/nginx-setup.yml
- name: 安装和配置 Nginx
  hosts: webservers
  become: yes
  vars:
    nginx_port: 80
    nginx_worker_processes: auto

  tasks:
    - name: 安装 Nginx
      yum:
        name: nginx
        state: latest

    - name: 部署配置模板
      template:
        src: templates/nginx.conf.j2
        dest: /etc/nginx/nginx.conf
        backup: yes
      notify: restart nginx

    - name: 确保服务运行
      systemd:
        name: nginx
        state: started
        enabled: yes

  handlers:
    - name: restart nginx
      systemd:
        name: nginx
        state: restarted

使用 Jinja2 模板

# templates/nginx.conf.j2
user nginx;
worker_processes {{ nginx_worker_processes }};
error_log /var/log/nginx/error.log;

events {
    worker_connections {{ ansible_processor_vcpus * 1024 }};
}

http {
    server {
        listen {{ nginx_port }};
        server_name {{ inventory_hostname }};

        location / {
            root /usr/share/nginx/html;
        }

        # 条件渲染
{% if monitoring_enabled | default(false) %}
        location /nginx_status {
            stub_status on;
            allow 127.0.0.1;
            deny all;
        }
{% endif %}
    }
}

批量更新：零停机滚动部署

---
# playbooks/rolling-update.yml
- name: Nginx 滚动更新
  hosts: webservers
  serial: 1                     # 每次只操作 1 台
  become: yes
  vars:
    deploy_version: "v2.1.0"

  pre_tasks:
    - name: 摘除负载均衡
      haproxy:
        state: disabled
        host: "{{ inventory_hostname }}"
        socket: /var/run/haproxy.sock
        backend: web_backend
      delegate_to: "{{ item }}"
      with_items: "{{ groups['loadbalancers'] }}"

  tasks:
    - name: 部署新版本
      copy:
        src: "/data/builds/{{ deploy_version }}/"
        dest: /usr/share/nginx/html/
      notify: reload nginx

    - name: 健康检查
      uri:
        url: "http://{{ inventory_hostname }}/health"
        status_code: 200
      register: health_result
      retries: 10
      delay: 3
      until: health_result.status == 200

  post_tasks:
    - name: 恢复负载均衡
      haproxy:
        state: enabled
        host: "{{ inventory_hostname }}"
        socket: /var/run/haproxy.sock
        backend: web_backend
      delegate_to: "{{ item }}"
      with_items: "{{ groups['loadbalancers'] }}"

  handlers:
    - name: reload nginx
      systemd:
        name: nginx
        state: reloaded

Role 目录结构

roles/
└── common/
    ├── tasks/
    │   └── main.yml          # 入口任务
    ├── handlers/
    │   └── main.yml          # 处理器
    ├── templates/
    │   └── sysctl.conf.j2    # Jinja2 模板
    ├── files/
    │   └── rpm-gpg-keys/     # 静态文件
    ├── vars/
    │   └── main.yml          # 变量（高优先级）
    ├── defaults/
    │   └── main.yml          # 默认变量（低优先级）
    └── meta/
        └── main.yml          # 依赖和元信息

常用模块速查

# 包管理
- yum: name=nginx state=latest         # RHEL/CentOS
- apt: name=nginx state=latest         # Debian/Ubuntu
- pip: name=ansible state=latest       # Python 包

# 文件操作
- copy: src=/local/file dest=/remote/file backup=yes
- template: src=config.j2 dest=/etc/app.conf
- lineinfile: path=/etc/hosts line="10.0.1.11 db01"
- blockinfile: path=/etc/ssh/sshd_config block="{{ lookup('file', 'sshd_block') }}"

# 命令执行
- command: uptime                     # 不经过 shell，更安全
- shell: "ps aux | grep nginx"       # 经过 shell，支持管道
- script: /local/scripts/setup.sh    # 先上传再执行

# 系统管理
- user: name=deploy groups=wheel shell=/bin/bash
- group: name=deploy state=present
- cron: name="backup" minute=0 hour=2 job="/opt/backup.sh"
- systemd: name=nginx state=started enabled=yes

# 文件属性
- file: path=/opt/app state=directory owner=deploy mode=0755
- stat: path=/etc/nginx/nginx.conf
  register: nginx_conf

# 条件执行
- debug: msg="需要升级"
  when: ansible_memory_mb.real.total < 2048

# 循环
- user: name="{{ item }}" state=present
  loop:
    - alice
    - bob
    - charlie

生产环境最佳实践

# 1. 加密敏感信息
ansible-vault encrypt secrets.yml
ansible-vault edit secrets.yml
ansible-playbook playbook.yml --ask-vault-pass

# 2. 先检查再执行（Dry Run）
ansible-playbook playbook.yml --check --diff

# 3. 限制执行范围
ansible-playbook playbook.yml --limit web01

# 4. 跳过标签
ansible-playbook playbook.yml --skip-tags "restart,reboot"

# 5. 逐步执行
ansible-playbook playbook.yml --step

# 6. 查看输出（不截断）
ANSIBLE_STDOUT_CALLBACK=yaml ansible-playbook playbook.yml

自动化哲学：任何需要重复做两次以上的操作，都值得写成 Playbook。不要信任手动操作——人会犯错，Playbook 不会。

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