Ansible状态管理

简介

就像所有服务器批量管理工具(puppet有DSL,salt有state)一样,ansible也有自己的状态管理组件,叫做playbook。所有这些类似的概念的东西都是让你用一种更简单的语言(而不是用脚本)来描述你的服务应该是什么样子的,然后这些工具根据你的描述将服务器变成你希望的样子。有了这么一层抽象后,服务部署和配置就变得更加的跨平台了,也提高了可复用性。但请注意,playbook不是万能的,因为playbook底层是在用模块来完成任务,因为模块有限,所以很多时候还是需要写shell脚本(ansible提供了script模块)来完成。

提前说明下要使用ansible的状态管理你需要学习哪些东西:

  • YAML语法,playbook用到的语法很少,这部分学习成本很低;
  • playbook的基本指令,这是基础;
  • 模块的用法,这种重点;
  • jinja2语法,无论是在playbook还是在template里都支持jinja2语法,这是另一个重要的基础,关于jina2的语法不在本文范围内,具体参考官方文档

概念

  • yaml,数据交换格式,类似json和xml,但是比它们更具有可读性,通常用于作为程序的配置文件。ansible的playbook配置使用yaml格式来表达。
  • task,由模块来完成的一个单位任务,如修改文件或者启动服务
  • play,一组task的集合,ansible会自上而下执行
  • handler,task可以触发一定的事件,而处理该事件的task即为handler
  • host,应用play的主机范围
  • user,在这些主机上以什么用户运行playbook
  • role,角色,一组playbook以及和其配合的元素(vars, files等)的集合

示例

---
- hosts: webservers
  vars:
    http_port: 80
    max_clients: 200
  remote_user: root
  tasks:
  - name: ensure apache is at the latest version
    yum: pkg=httpd state=latest
  - name: write the apache config file
    template: src=/srv/httpd.j2 dest=/etc/httpd.conf
    notify:
    - restart apache
  - name: ensure apache is running
    service: name=httpd state=started
  handlers:
    - name: restart apache
      service: name=httpd state=restarted

YAML快餐

playbook是用yaml语法编写的,但你只需要了解如下几条简单的规则即可:

  • 文档以---开头
  • -代表列表,也可以写成[a, b]
  • :代表字典,也可以写成{a: b}
  • 如果字符冲突用双引号把对应字符串引起来

指令

host

定义playbook的执行主机范围,与命令模式下的ansible匹配规则一样。

remote_user

定义playbook的执行用户,执行任务也可以定义在任务级别,如:

  tasks:
    - name: test connection
      ping:
      remote_user: yourname
      sudo: yes

注意:也可以用sudo指令来说明所有或者部分任务以sudo方式执行

vars

定义变量

vars_files

定义变量文件

tasks

功能

定义任务列表,由模块来执行完成

name

定义playbook或者task的名称

notify

任务执行结果如果是发生更改了的则触发定义在handler的任务执行

handlers

定义被触发的任务列表,由模块来执行完成

include

  • 能包含的包括task,handler和playbook
  • 可以在include的时候传递变量

示例如下:

tasks:
  - include: wordpress.yml
    vars:
        remote_user: timmy
        some_list_variable:
          - alpha
          - beta
          - gamma

roles

定义主机对应的角色,角色是一组按照目录组合的配置,ansible自动完成文件搜索,去找对应目录下的main.yml文件来执行,具体目录结构如下:

  • defaults/ 默认的变量保存在这个目录下
  • files/ 文件
  • templates/ 模板
  • tasks/ 任务
  • handlers/ 处理器
  • vars/ 变量
  • meta/ 角色本身的信息,如通过dependencies指令指定依赖
  • library/ 私有模块

另外,你也可以给role传递变量。

这里重点说明下,role是使ansible的状态管理可复用很重要的一个概念,很多时候你只需要在自己的playbook里引用下别人的role即可,大家写的role可以相互共享,相互参考。官方也提供了ansible-galaxy这个命令用于安装社区分享的role,具体可参考Galaxy官网

pre_task和post_task

在role被应用之前和之后执行的任务列表

变量

变量本来是个很简单的东西,但是变量在Playbook里是个很复杂的,其复杂的原因在于你不知道它从哪里来到哪里去了,下面我们也从这两个方面来剖析它。

从哪里来

inventory

在group和host中都可以定义变量,示例如下:

[atlanta]
host1 http_port=80 maxRequestsPerChild=808
host2 http_port=303 maxRequestsPerChild=909
[southeast:vars]
some_server=foo.southeast.example.com
halon_system_timeout=30
self_destruct_countdown=60
escape_pods=2

vars和vars_files

在playbook的开头可以用这俩指令来定义一些初始变量,这个可以参考上文中的playbook的demo

include

通过在playbook的include指令可以其他task的时候,可以给文件传递变量,示例如下:

tasks:
  - include: wordpress.yml user=timmy

roles

当给一个主机应用角色的时候可以传递变量,然后在角色内使用这些变量,示例如下:

- hosts: webservers
  roles:
    - common
    - { role: foo_app_instance, dir: '/opt/a',  port: 5000 }

facts

默认在每次执行playbook前都获取设备信息,所有这些信息都可以作为变量应用到playbook中,要查看这些变量可以执行:

ansible cloud -m setup

register

把任务的输出定义为变量,然后用于其他任务,示例如下:

  tasks:
     - shell: /usr/bin/foo
       register: foo_result
       ignore_errors: True

内置变量

ansible内置了一些变量以方便主机之间相互调用各自的变量。这些变量包括:
* hostvars允许你访问另一个主机的变量,当然前提是ansible已经收集到这个主机的变量了:

  • group_names是当前主机所在的group列表
  • groups是所有inventory的group列表
  • inventory_hostname是在inventory里定义的主机名
  • play_hosts是当前的playbook范围内的主机列表
  • inventory_dir和inventory_file是定义inventory的目录和文件

命令行

在运行playbook的时候也可以传递一些变量供playbook使用,示例如下:

ansible-playbook release.yml --extra-vars "hosts=vipers user=starbuck"

也可以从json文件里读取变量,示例如下;

ansible-playbook main.yml -e "@vars.json"

用到哪里

所有变量都可以在playbook或者jinja2模板中通过{{ varname }}中使用。另外,当变量和jinja2的管道配合起来的时候能提供各种灵活的条件判断和变量处理。具体看下边两个例子。

如果第一个任务执行失败了才会执行第二个任务,可以这么写:

tasks:
  - shell: /usr/bin/foo
    register: result
    ignore_errors: True
  - debug: msg="it failed"
    when: result|failed

去重一个列表,可以这么写:

{{ list | uniq }}

变量的优先级

  • -e 命令行指定的最高
  • inventory文件定义的变量次之,其实inventory文件也分全局,group级别的和hosts级别的变量定义
  • fact变量次之
  • 角色的default变量优先级最低

条件

when

可用于task,role和include,在满足条件时task才会被执行。至于when指令后跟的逻辑表达式也是标准的逻辑表达式,示例如下:

tasks:
  - shell: echo "only on Red Hat 6, derivatives, and later"
    when: ansible_os_family == "RedHat" and ansible_lsb.major_release|int >= 6
  - shell: echo "This certainly is epic!"
    when: epic is defined

循环

标准遍历

用with_items可以遍历一个列表,注意这里只会遍历一层。示例如下:

- name: add several users
  user: name={{ item }} state=present groups=wheel
  with_items:
     - testuser1
     - testuser2

嵌套遍历

用with_nested可以遍历一个列表,注意这里会遍历多层,直到最内层。示例如下:

- name: give users access to multiple databases
  mysql_user: name={{ item[0] }} priv={{ item[1] }}.*:ALL append_privs=yes password=foo
  with_nested:
    - [ 'alice', 'bob', 'eve' ]
    - [ 'clientdb', 'employeedb', 'providerdb' ]

遍历字典

用with_dict可以遍历一个字典,用key和value来表示。示例如下:

变量文件

---
users:
  alice:
    name: Alice Appleworth
    telephone: 123-456-7890
  bob:
    name: Bob Bananarama
    telephone: 987-654-3210

playbook文件

tasks:
  - name: Print phone records
    debug: msg="User {{ item.key }} is {{ item.value.name }} ({{ item.value.telephone }})"
    with_dict: users

文件通配符循环

用with_fileglob可以获取本地文件列表。示例如下:

    # copy each file over that matches the given pattern
    - copy: src={{ item }} dest=/etc/fooapp/ owner=root mode=600
      with_fileglob:
        - /playbooks/files/fooapp/*

对齐的列表

用with_together可以达到类似python里的zip函数的功能。示例如下:

变量文件:

---
alpha: [ 'a', 'b', 'c', 'd' ]
numbers:  [ 1, 2, 3, 4 ]

playbook文件

tasks:
    - debug: msg="{{ item.0 }} and {{ item.1 }}"
      with_together:
        - alpha
        - numbers

子元素循环

with_subelements这个比较费解。

数字序列循环

可以通过with_sequence来生成一个数字序列,其参数包括:

  • start起始数字
  • end结束数字
  • stride步长
  • count个数
  • format输出的字符串

示例如下:

--- - hosts: all  tasks:  # create groups  - group: name=evens state=present  - group: name=odds state=present  # create some test users  - user: name={{ item }} state=present groups=evens  with_sequence: start=0 end=32 format=testuser%02x  # create a series of directories with even numbers for some reason  - file: dest=/var/stuff/{{ item }} state=directory  with_sequence: start=4 end=16 stride=2  # a simpler way to use the sequence plugin  # create 4 groups  - group: name=group{{ item }} state=present  with_sequence: count=4 

随机循环

通过with_random_choice从一个序列里随机取一个元素。示例如下:

- debug: msg={{ item }}
  with_random_choice:
     - "go through the door"
     - "drink from the goblet"
     - "press the red button"
     - "do nothing"

until循环

这种循环由三个指令完成:
* until是一个条件表达式,如果满足条件循环结束
* retry是重试的次数
* delay是延迟时间

示例如下:

- action: shell /usr/bin/foo
  register: result
  until: result.stdout.find("all systems go") != -1
  retries: 5
  delay: 10

循环直到找到文件

与with_items类似,只是with_first_found找到列表里的第一个文件就会终止循环。示例如下:

- name: INTERFACES | Create Ansible header for /etc/network/interfaces
  template: src={{ item }} dest=/etc/foo.conf
  with_first_found:
    - "{{ansible_virtualization_type}}_foo.conf"
    - "default_foo.conf"

循环一个task的输出

with_lines指令后跟一个命令,ansible会遍历命令的输出。示例如下:

- name: Example of looping over a command result
  shell: /usr/bin/frobnicate {{ item }}
  with_lines: /usr/bin/frobnications_per_host --param {{ inventory_hostname }}

带索引地循环列表

与with_items类似,with_indexed_items会把列表索引和对应元素放到一个列表里。示例如下:

- name: indexed loop demo
  debug: msg="at array position {{ item.0 }} there is a value {{ item.1 }}"
  with_indexed_items: some_list

扁平化循环列表

with_flattened会先拍扁一个列表,然后执行with_items。示例如下:

- name: flattened loop demo
  yum: name={{ item }} state=installed
  with_flattened:
  - ['nc','git', ['nmap', 'vim']]

配合register循环列表

register注册一个变量后,可以配合with_items来遍历变量结果。示例如下:

- shell: echo "{{ item }}"
  with_items:
    - one
    - two
  register: echo
- name: Fail if return code is not 0
  fail:
    msg: "The command ({{ item.cmd }}) did not have a 0 return code"
  when: item.rc != 0
  with_items: echo.results
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