Ansible 自动化运维学习手册

1. 简介#

Ansible 是一款开源的自动化运维工具，适用于配置管理、应用部署、任务自动化等场景。

1.1 核心特性#

无代理（Agentless）：不需要在被管理节点安装客户端，通过 SSH 协议通信
幂等性：多次执行结果一致，已满足条件的操作不会重复执行
模块化：通过模块实现各种功能，支持自定义模块
YAML 编写：Playbook 使用 YAML 语法，易读易写

1.2 架构组成#

组件	说明
控制节点（Control Node）	安装 Ansible 的机器，执行命令和 Playbook
被管理节点（Managed Node）	被 Ansible 管理的目标主机
Inventory（主机清单）	定义被管理节点的列表和分组
Module（模块）	执行具体任务的功能单元
Playbook（剧本）	定义任务执行顺序和逻辑的 YAML 文件

1.3 工作原理#

控制节点读取 Inventory 确定目标主机
通过 SSH 连接到被管理节点
将模块代码传输到被管理节点的临时目录
执行模块并返回结果
清理临时文件

1.4 常用命令参考#

1
# 查看 Ansible 版本
2
ansible --version
3

4
# 查看模块帮助
5
ansible-doc -s yum        # 查看 yum 模块支持的参数
6
ansible-doc -l            # 列出所有可用模块
7
ansible-doc yum           # 查看 yum 模块完整文档
8

9
# Ansible ping 基于 SSH 协议，与系统 ping 命令原理不同
10
ansible all -m ping

2. 部署安装#

在控制节点上安装 Ansible：

1
# 安装 EPEL 源后安装 Ansible
2
yum install -y epel-release
3
yum install -y ansible

3. SSH 密钥配置#

3.1 方式一：密码认证（快速测试）#

在不配置 SSH 免密的情况下，可以在 hosts 文件中直接指定用户名和密码：

1
[webserver]
2
master
3
worker
4

5
[webserver:vars]
6
ansible_ssh_user='root'
7
ansible_ssh_pass='000000'

3.2 方式二：密钥认证（推荐）#

在控制节点生成密钥对并分发到被管理节点：

1
# 生成密钥对
2
ssh-keygen -t rsa
3

4
# 分发公钥到被管理节点
5
ssh-copy-id root@master
6
ssh-copy-id root@worker

配置完成后，Inventory 只需列出主机即可，无需指定密码：

1
[webserver]
2
master
3
worker

3.3 使用自定义密钥文件#

如果密钥文件不在默认路径，可在 Inventory 中指定：

1
[webserver]
2
master
3
worker
4

5
[webserver:vars]
6
ansible_ssh_private_key_file=/root/.ssh/mykey

4. Ansible 基础命令#

1
# 使用默认主机清单 ping 所有主机
2
ansible all -m ping
3

4
# 自定义主机清单进行 ping 测试
5
ansible -i hostlist all -m ping -o
6

7
# 指定主机组执行命令
8
ansible webservers -m ping
9

10
# 指定单台主机执行命令
11
ansible 192.168.1.10 -m ping
12

13
# 使用 shell 模块执行命令
14
ansible all -m shell -a 'uptime'
15

16
# 使用 command 模块（默认模块，不支持管道和重定向）
17
ansible all -m command -a 'df -h'
18

19
# 并行控制（同时连接 10 台主机）
20
ansible all -m ping -f 10
21

22
# 使用 sudo 执行
23
ansible all -m shell -a 'cat /etc/shadow' --become --become-user=root
24

25
# 列出主机清单中的主机
26
ansible all --list-hosts
27

28
# 列出主机清单中的组
29
ansible all --list-hosts -l

5. Inventory 主机清单#

/etc/ansible/hosts 是 Ansible 的默认主机清单配置文件。

5.1 增加主机组#

1
[webserver]
2
master
3
worker

5.2 增加用户名密码#

1
[webserver:vars]
2
ansible_ssh_user='root'
3
ansible_ssh_pass='000000'

5.3 子分组#

1
[master]
2
master
3

4
[worker]
5
worker

5.4 自定义主机列表#

1
# 使用 -i 参数指定自定义主机清单文件
2
ansible -i hostlist all -m ping -o

6. Ad-Hoc 点对点模式#

Ad-Hoc 是 Ansible 的临时命令模式，用于快速执行单次任务。

6.1 shell 模块#

1
# 全部节点执行 shell 命令
2
ansible all -m shell -a 'yum install -y vsftpd'

6.2 copy 复制模块#

1
# 复制文件并设置权限
2
ansible worker -m copy -a 'src=/etc/hosts dest=/tmp/hosts-new owner=root group=bin mode=777'
3

4
# 复制文件并备份原文件
5
ansible worker -m copy -a 'src=/etc/hosts dest=/tmp/hosts-new owner=root group=bin mode=777 backup=yes'

6.3 user 用户模块#

1
# 创建用户
2
ansible master -m user -a 'name=test state=present'
3

4
# 创建用户并设置密码（使用 openssl 生成加密密码）
5
echo "Admin@123" | openssl passwd -1 -stdin
6
ansible master -m user -a 'name=New password="$1$kmfEEso4$lBVADkcl/Sqx.0NtAV5iI1"'
7

8
# 创建用户并设置 nologin shell
9
ansible master -m user -a 'name=New shell=/sbin/nologin append=yes'
10

11
# 删除用户
12
ansible master -m user -a 'name=test state=absent'

6.4 yum 软件包管理模块#

1
# 安装软件包（最新版）
2
ansible all -m yum -a 'name="httpd" state=latest'
3

4
# 卸载软件包
5
ansible all -m yum -a 'name="httpd" state=absent'

6.5 service 服务模块#

1
# 启动服务
2
ansible all -m service -a 'name=httpd state=started'
3

4
# 启动服务并设置开机自启
5
ansible all -m service -a 'name=httpd state=started enabled=yes'
6

7
# 停止服务
8
ansible all -m service -a 'name=httpd state=stopped'
9

10
# 重启服务
11
ansible all -m service -a 'name=httpd state=restarted'
12

13
# 启动服务但关闭开机自启
14
ansible all -m service -a 'name=httpd state=started enabled=no'

6.6 file 文件模块#

1
# 创建文件并设置权限
2
ansible all -m file -a 'path=/tmp/88.text mode=777 state=touch'
3

4
# 创建目录并设置权限
5
ansible all -m file -a 'path=/tmp/99 mode=777 state=directory'
6

7
# 删除文件或目录
8
ansible all -m file -a 'path=/tmp/88.text state=absent'

6.7 setup 收集模块#

1
# 显示全部节点的系统信息
2
ansible all -m setup
3

4
# 过滤显示 IPv4 地址
5
ansible all -m setup -a 'filter=ansible_all_ipv4_addresses'

6.8 fetch 拉取模块#

1
# 从远程节点拉取文件到本地
2
ansible worker -m fetch -a 'src=/root/hi dest=/root/'

6.9 cron 定时任务模块#

1
# 配置定时任务（每10分钟同步 NTP 时间）
2
ansible worker -m cron -a 'name="test" minute="*/10" job="/sbin/ntpdate 172.129.20.22 &> /dev/null"'

6.10 group 用户组模块#

1
# 创建用户组
2
ansible all -m group -a 'name=test gid=1010 state=present'
3

4
# 删除用户组
5
ansible all -m group -a 'name=test state=absent'

6.11 script 脚本模块#

1
# 在远程节点执行本地脚本
2
ansible all -m script -a "/root/test.sh"

6.12 unarchive 解压模块#

1
# 在远程节点解压本地压缩文件
2
ansible all -m unarchive -a 'src=/root/test.tar.gz dest=/home'

7. YAML 语法#

YAML（YAML Ain’t Markup Language）是 Playbook 的编写语言。

7.1 基本规则#

大小写敏感
使用缩进表示层级关系（推荐 2 个空格）
缩进不允许使用 Tab，只允许空格
# 表示注释
开头顶格加冒号，参数空两格、横杠加一个空格

7.2 列表#

1
fruits:
2
  - Apple
3
  - Orange
4
  - Strawberry

7.3 字典#

1
martin:
2
  name: Martin Developer
3
  job: Developer
4
  skill: Elite

7.4 字符串#

1
# 普通字符串（无需引号）
2
name: hello world
3

4
# 含特殊字符时需加引号
5
path: "/usr/local/bin"
6
msg: "Hello: World"
7

8
# 多行字符串（保留换行符）
9
description: |
10
  第一行
11
  第二行
12
  第三行
13

14
# 多行字符串（折叠为单行，空行变换行）
15
summary: >
16
  这是一段很长的
17
  文本内容

7.5 布尔值#

1
# 以下都表示 true
2
enabled: true
3
enabled: True
4
enabled: yes
5
enabled: on
6

7
# 以下都表示 false
8
disabled: false
9
disabled: False
10
disabled: no
11
disabled: off

7.6 空值#

1
# 以下都表示空
2
value: null
3
value: ~
4
value:

7.7 锚点与引用#

1
# 定义锚点
2
defaults: &defaults
3
  timeout: 30
4
  retries: 3
5

6
# 引用锚点
7
development:
8
  <<: *defaults
9
  host: dev.example.com
10

11
production:
12
  <<: *defaults
13
  host: prod.example.com

7.8 条件与循环（Playbook 中使用）#

1
# 条件判断
2
tasks:
3
  - name: Install httpd
4
    yum: name=httpd state=present
5
    when: ansible_os_family == "RedHat"
6

7
# 循环
8
tasks:
9
  - name: Install packages
10
    yum: name={{ item }} state=present
11
    loop:
12
      - httpd
13
      - vim
14
      - net-tools

8. Playbook 剧本#

8.1 基础 Playbook 示例#

编写 YAML 剧本完成 Web 服务的部署、配置、启动：

1
- hosts: worker
2
  tasks:
3
  - name: Install Apache
4
    yum: name=httpd state=present
5
  - name: Copy Apache Conf
6
    copy: src=/root/httpd.conf dest=/etc/httpd/conf/httpd.conf
7
  - name: Start httpd
8
    service: name=httpd state=started enabled=yes

8.2 Playbook 常用命令#

1
# 语法检查
2
ansible-playbook web.yaml --syntax-check
3

4
# 列出任务
5
ansible-playbook web.yaml --list-tasks
6

7
# 列出主机
8
ansible-playbook web.yaml --list-hosts
9

10
# 执行剧本
11
ansible-playbook web.yaml
12

13
# 验证服务端口
14
netstat -ntpl | grep 8080

8.3 Handlers 触发器#

当配置文件发生变化时，通过 notify 通知 handlers 重启服务：

1
# web.yaml（带触发器）
2
- hosts: worker
3
  tasks:
4
  - name: Install Apache
5
    yum: name=httpd state=present
6
  - name: Copy Apache Conf
7
    copy: src=/root/httpd.conf dest=/etc/httpd/conf/httpd.conf
8
    notify: Restart Apache        # 通知 handlers 触发器
9
  - name: Start httpd
10
    service: name=httpd state=started enabled=yes
11
  handlers:
12
  - name: Restart Apache
13
    service: name=httpd state=restarted

9. Roles 角色#

Roles 是 Ansible 中 Playbook 的目录组织结构，将代码和文件模块化，具有易读、可重用、层次清晰的优点。

9.1 目录结构#

1
roles/
2
├── vsftpd/                     # 角色名（随意命名）
3
│   ├── files/                  # 普通文件 / 替换文件
4
│   │   └── index.txt
5
│   ├── handlers/               # 触发器程序
6
│   │   └── main.yaml
7
│   ├── tasks/                  # 主任务
8
│   │   └── main.yaml
9
│   ├── templates/              # Jinja2 模板文件（含变量）
10
│   │   └── vsftpd.conf.j2
11
│   └── vars/                   # 自定义变量
12
│       └── main.yaml
13
└── site.yaml                   # 主剧本

9.2 准备目录结构#

1
mkdir -p roles/vsftpd/{files,handlers,tasks,templates,vars}
2
touch roles/site.yaml
3
touch roles/vsftpd/{handlers,tasks,vars}/main.yaml
4
echo 1234 > roles/vsftpd/files/index.txt
5
yum install -y vsftpd
6
cp /etc/vsftpd/vsftpd.conf roles/vsftpd/templates/vsftpd.conf.j2
7
yum install -y tree
8
tree roles/

9.3 编写任务 (tasks/main.yaml)#

1
---
2
- name: Install vsftpd
3
  yum: name=vsftpd state=latest
4
- name: copy
5
  copy: src=index.txt dest=/opt/
6
- name: copy conf
7
  template: src=vsftpd.conf.j2 dest=/etc/vsftpd/vsftpd.conf
8
  notify: restart vsftpd
9
- name: make vsftpd
10
  service: name=vsftpd state=started enabled=yes

9.4 准备配置文件 (files/index.txt)#

1
1234

9.5 编写触发器 (handlers/main.yaml)#

1
---
2
- name: restart vsftpd
3
  service: name=vsftpd state=restarted

9.6 编写主剧本 (site.yaml)#

1
---
2
- hosts: worker
3
  roles:
4
  - vsftpd

9.7 执行与验证#

1
# 语法检查
2
ansible-playbook site.yaml --syntax-check
3

4
# 执行剧本
5
ansible-playbook site.yaml

9.8 Roles 工作流程总结#

在 roles/ 下创建角色目录，包含 files、handlers、tasks、templates、vars 五个子目录
在 roles/ 根目录编写 site.yaml 主剧本
在 tasks/ 中编写 main.yaml 定义任务流程
在 templates/ 中编写 .j2 模板文件（Jinja2 格式，支持变量替换）
在 handlers/ 中编写触发器，配合 notify 使用
在 vars/ 中定义变量，在 files/ 中放置普通文件
使用 ansible-playbook site.yaml --syntax-check 检验语法
使用 ansible-playbook site.yaml 执行部署

10. Ansible 集群部署 OpenStack#

10.1 所需软件包#

openstack_ansible_train.tar.gz
Ansible.tar.gz
CentOS-7-x86_64-DVD-1804.iso
chinaskills_cloud_iaas.iso

内存要求：4G

10.2 主机名与网络配置#

1
# 控制节点
2
hostnamectl set-hostname controller
3

4
# 计算节点
5
hostnamectl set-hostname compute1

1
172.129.20.22 controller
2
172.129.20.33 compute1

10.3 配置免密登录#

1
ssh-keygen
2
ssh-copy-id controller
3
ssh-copy-id compute1

10.4 配置 YUM 仓库（Controller 节点）#

1
mv /etc/yum.repos.d/* /media/
2
mkdir -p /opt/{centos,iaas}
3
mount -o loop chinaskills_cloud_iaas.iso /opt/iaas/
4
mount -o loop CentOS-7-x86_64-DVD-1804.iso /opt/centos/
5
rpm -ivp /opt/centos/Packages/vsftpd-3.0.2-22.el7.x86_64.rpm
6
echo "anon_root=/opt/" > /etc/vsftpd/vsftpd.conf
7
systemctl start vsftpd && systemctl enable vsftpd
8
tar zxvf ansible.tar.gz -C /opt/

1
[centos]
2
name=centos
3
baseurl=ftp://c7ck/centos
4
enabled=1
5
gpgcheck=0
6

7
[iaas]
8
name=iaas
9
baseurl=ftp://c7ck/iaas/iaas-repo
10
enabled=1
11
gpgcheck=0
12

13
[ansible]
14
name=ansible
15
baseurl=ftp://c7ck/ansible
16
enabled=1
17
gpgcheck=0

1
yum clean all && yum makecache

10.5 配置 Ansible#

1
yum install ansible -y

1
[controller]
2
172.129.20.22
3
[compute]
4
172.129.20.33

1
ansible all -m ping

10.6 配置 Ansible 变量#

1
controller_ip: 172.129.20.22
2
compute1_ip: 172.129.20.33
3
controller_name: controller
4
PASSWD: '000000'
5
network_segment_IP: 172.129.20.0
6
Physical_NAME: provider

10.7 编写 Jinja2 模板#

1
HOST_IP_NODE={% if ansible_fqdn == "compute1" %}172.129.20.33{% endif %}
2
HOST_NAME_NODE={% if ansible_fqdn == "compute1" %}compute1{% endif %}
3
INTERFACE_IP={% if ansible_fqdn == "controller" %}172.129.20.22{% elif ansible_fqdn == "compute1" %}172.129.20.33{% endif %}
4
INTERFACE_NAME={{External_Network}}

10.8 执行部署#

1
---
2
- name: move repos
3
  shell: mv /etc/yum.repos.d/* /media
4
- name: create local.repo
5
  copy: src=local.repo dest=/etc/yum.repos.d/
6
- name: install iaas-xiandian
7
  yum: name=iaas-xiandian state=present
8
- name: openrc.sh
9
  template: src=openrc.sh.j2 dest=/etc/xiandian/openrc.sh
10
- name: install pre-host
11
  shell: iaas-pre-host.sh

1
cd openstack_ansible_train_1804
2
ansible-playbook install_openstack.yaml