ansible初使用与http原理

wydd99_lll2024-08-18 10:52

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1.编写playbook实现nginx的安装过程，通过变量的方式传入

环境：三台centos主机10.0.0.3为ansible-server 10.0.0.4与10.0.0.6为客户端

centos8安装ansible

bash 复制代码 
[root@ansible-server ~]# vim ansible.sh
#!/bin/bash
cat > /etc/yum.repos.d/epel.repo < EOF
[epel]
name=epel
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/epel/8/Everything/x86_64/
gpgcheck=0
enabled=1
EOF
yum clean all && yum makecache
yum install python39 -y
pip-3.9 install ansible
mkdir -p /etc/ansible
cat > /etc/ansible/ansible.cfg < EOF
[defaults]
inventory=/etc/ansible/hosts
EOF
cat > /etc/ansible/hosts < EOF
[websrvs]
10.0.0.4
10.0.0.6
EOF
[root@ansible-server ~]# chmod +x ansible.sh
[root@ansible-server ~]# bash ansible.sh
[root@ansible-server ~]# ssh-keygen
[root@ansible-server ~]# ssh-copy-id 10.0.0.4
[root@ansible-server ~]# ssh-copy-id 10.0.0.6

编写playbook第一种基于yum安装

bash 复制代码 
[root@ansible-server ~]# cat install_nginx.yml
---
- hosts: websrvs
  remote_user: root 
  gather_facts: no

  tasks:
    - name: create group nginx
      group: name=nginx state=present
    - name: create user nginx
      user: name=nginx group=nginx state=present
    - name: Install Nginx
      yum: name=nginx state=present
    - name: Start Nginx
      service: name=nginx state=started enabled=yes
[root@ansible-server ~]# ansible-playbook install_nginx.yml

第二种基于编译安装

bash 复制代码 
[root@ansible-server ~]# cat install_nginx.yml
---
- hosts: websrvs
  remote_user: root
  gather_facts: yes
  vars:
   nginx_version: 1.22.1  #定义安装版本号
   nginx_file:  nginx-{{ nginx_version }}.tar.gz
   nginx_dir: nginx-{{ nginx_version }}
   user: nginx  #定义用户变量
   group: nginx #定义group变量
   cpu: "{{ ansible_processor_vcpus }}" #获取CPU核数
   install_dir: webserver

  tasks:
    - name: 安装依赖包
      yum: name=gcc,make,gcc,gcc-c++,wget,pcre-devel,openssl-devel,zlib-devel
    - name: create group {{ group }}
      group: name={{ group }}
    - name: create user {{ user }}
      user: name={{ user }} group={{ group }} shell=/sbin/nologin system=yes create_home=no
    - name: 下载nginx并进行解压缩
      unarchive: src=https://nginx.org/download/{{nginx_file}} dest=/usr/local/src owner=root group=root copy=no
    - name: 创建安装目录
      file: path=/data/{{ install_dir }} recurse=yes state=directory
    - name: 进入nginx目录进行编译并安装
      shell: chdir=/usr/local/src/{{ nginx_dir }} ./configure --prefix=/data/{{ install_dir }} --without-http_rewrite_module --without-http_gzip_module --user={{ user }} --group={{ group }} --pid-path=/data/{{ install_dir }}/run/nginx.pid  --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_realip_module --with-http_stub_status_module --with-pcre --with-stream --with-stream_ssl_module --with-stream_realip_module && make -j {{ cpu }} && make install
    - name: 授权
      shell: chown -R nginx.nginx /data/{{ install_dir }}
    - name: 创建软连接
      file: src=/data/{{ install_dir }}/sbin/nginx dest=/usr/sbin/ state=link
    - name: 创建server文件
      shell: /usr/bin/echo -e "[Unit]\n Description=The nginx HTTP and reverse proxy server\n After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target\n [Service]\n Type=forking\n PIDFile=/data/{{ install_dir }}/run/nginx.pid\n ExecStartPre=/usr/bin/rm -f /data/{{ install_dir }}/run/nginx.pid\n ExecStartPre=/usr/sbin/nginx -t\n ExecStart=/usr/sbin/nginx\n ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID\n KillSignal=SIGQUIT\n TimeoutStopSec=5\n KillMode=mixed\n PrivateTmp=true\n [Install]\n WantedBy=multi-user.target\n" > /usr/lib/systemd/system/nginx.service
    - name: 加载文件
      shell: systemctl daemon-reload
    - name: 启动服务
      service: name={{ user }} state=started enabled=yes
[root@ansible-server ~]# ansible-playbook install_nginx.yml

第三种基于角色的形式进行安装

bash 复制代码 
[root@ansible-server ~]# mkdir -pv /etc/ansible/roles/nginx{tasks,vars}
[root@ansible-server ~]# tree /etc/ansible/roles/
roles/
└── nginx
    ├── tasks
    │   ├── chown.yml
    │   ├── code.yml
    │   ├── download.yml
    │   ├── group.yml
    │   ├── link.yml
    │   ├── main.yml
    │   ├── mkdir.yml
    │   ├── service_conf.yml
    │   ├── service.yml
    │   ├── user.yml
    │   └── yum.yml
    └── vars
        └── main.yml
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/yum.yml
- name: 安装依赖包
  yum: name=gcc,make,gcc,gcc-c++,wget,pcre-devel,openssl-devel,zlib-devel
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/user.yml
- name: create user {{ user }}
  user: name={{ user }} group={{ group }} shell=/sbin/nologin system=yes create_home=no
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/group.yml
- name: create group {{ group }}
  group: name={{ group }} 
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/chown.yml
- name: 授权
  shell: chown -R nginx.nginx /data/{{ install_dir }}
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/code.yml
- name: 进入nginx目录进行编译并安装
  shell: chdir=/usr/local/src/{{ nginx_dir }} ./configure --prefix=/data/{{ install_dir }} --without-http_rewrite_module --without-http_gzip_module --user={{ user }} --group={{ group }} --pid-path=/data/{{ install_dir }}/run/nginx.pid  --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_realip_module --with-http_stub_status_module --with-pcre --with-stream --with-stream_ssl_module --with-stream_realip_module && make -j {{ cpu }} && make install
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/download.yml
- name: 下载nginx并进行解压缩
  unarchive: src=https://nginx.org/download/{{nginx_file}} dest=/usr/local/src owner=root group=root copy=no
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/link.yml
- name: 创建软连接
  file: src=/data/{{ install_dir }}/sbin/nginx dest=/usr/sbin/ state=link
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/mkdir.yml
- name: 创建安装目录
  file: path=/data/{{ install_dir }} recurse=yes state=directory
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/service_conf.yml
- name: 创建server文件
  shell: /usr/bin/echo -e "[Unit]\n Description=The nginx HTTP and reverse proxy server\n After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target\n [Service]\n Type=forking\n PIDFile=/data/{{ install_dir }}/run/nginx.pid\n ExecStartPre=/usr/bin/rm -f /data/{{ install_dir }}/run/nginx.pid\n ExecStartPre=/usr/sbin/nginx -t\n ExecStart=/usr/sbin/nginx\n ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID\n KillSignal=SIGQUIT\n TimeoutStopSec=5\n KillMode=mixed\n PrivateTmp=true\n [Install]\n WantedBy=multi-user.target\n" > /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/service.yml
- name: 加载文件
  shell: systemctl daemon-reload
- name: 启动服务
  service: name={{ user }} state=started enabled=yes
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/tasks/main.yml
- include: user.yml
- include: group.yml
- include: download.yml
- include: mkdir.yml
- include: code.yml
- include: chown.yml
- include: link.yml
- include: service_conf.yml
- include: service.yml
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/roles/nginx/vars/main.yml
nginx_version: 1.22.1  #定义安装版本号
nginx_file:  nginx-{{ nginx_version }}.tar.gz
nginx_dir: nginx-{{ nginx_version }}
user: nginx  #定义用户变量
group: nginx #定义group变量
cpu: "{{ ansible_processor_vcpus }}" #获取CPU核数
install_dir: webserver
[root@ansible-server ~]# vim /etc/ansible/nginx.yml
---
- hosts: websrvs
  remote_user: root
  gather_facts: yes

  roles:
    - nginx
#执行ansible-playbook
[root@ansible-server ~]# ansible-playbook /etc/ansible/nginx.yml

2.http协议版本和工作原理

HTTP版本

版本 特性
http0.9 原型版本，功能简陋，只有一个命令GET。服务器只能回应HTML格式字符串，不能回应别的格式。
http1.0 支持cache, MIME, method每个TCP连接只能发送一个请求，发送数据完毕，连接就关闭，如果还要请求其他资源，就必须再新建一个连接引入了POST命令和HEAD命令头信息是 ASCII 码，后面数据可为任何格式。服务器回应时会告诉客户端，数据是什么格式，即Content-Type字段的作用。常见Content-Type值：text/xml image/jpeg audio/mp3
http1.1 引入了持久连接，即TCP连接默认不关闭，可以被多个请求复用，不用声明Connection: keep-alive。对于同一个域名，大多数浏览器允许同时建立6个持久连接引入了管道机制，即在同一个TCP连接里，客户端可以同时发送多个请求，进一步改进了HTTP协议的效率新增方法：PUT、PATCH、OPTIONS、DELETE同一个TCP连接里，所有的数据通信是按次序进行的。服务器只能顺序处理回应，前面的回应慢，会有许多请求排队，造成"队头堵塞"（Head-of-line blocking）为避免上述问题，两种方法：一是减少请求数，二是同时多开持久连接。网页优化技巧，如合并脚本和样式表、将图片嵌入CSS代码、域名分片（domain sharding）等HTTP 协议不带有状态，每次请求都必须附上所有信息。请求的很多字段都是重复的，浪费带宽，影响速度。

HTTP原理

  1. 建立连接：客户端通过TCP/IP协议与服务器进行连接，服务器接收或拒绝连接请求。
  2. 接受请求：客户端向服务器发送HTTP请求。请求由请求行、请求头和请求体（可选）组成。请求行包含请求方法（如GET、POST等）、请求的URI和HTTP协议版本。请求头包含了一系列描述请求属性的信息，如客户端类型（User-Agent）、请求来源（Referer）、等。请求体（如果有）包含了要发送给服务器的数据，如表单数据、文件内容等。
  3. 服务器处理请求：服务器接收到客户端的请求后，会根据请求行中的URI和请求方法进行处理。
  4. 访问资源：服务器获取请求报文中请求的资源web服务器，即存放了web资源的服务器，负责向请求者提供对方请求的静态资源，或动态运行后生成的资源，服务器可能需要读取数据库、执行业务逻辑等，以生成响应数据。
  5. 构建响应报文：一旦Web服务器识别除了资源，就执行请求方法中描述的动作，并返回响应报文。响应报文中包含有响应状态码、响应首部，如果生成了响应主体的话，还包括响应主体。
    （1）响应实体：如果事务处理产生了响应主体，就将内容放在响应报文中回送过去。响应报文中通常包 括：描述了响应主体MIME类型的Content-Type首部 描述了响应主体长度的Content-Length 实际报文的主体内容
    （ 2）URL重定向：web服务构建的响应并非客户端请求的资源，而是资源另外一个访问路径
    （ 3）MIME类型：Web服务器要负责确定响应主体的MIME类型。
  6. 发送响应报文：服务器将构建好的响应报文通过TCP连接发送回客户端。
  7. 记录日志：最后，当事务结束时，Web服务器会在日志文件中添加一个条目，来描述已执行的事务。

3.IO模型和零复制技术的原理

IO模型

  1. 阻塞IO模型，用户线程在内核进行IO操作时被阻塞用户线程通过系统调用read发起I/O读操作，由用户空间转到内核空间。内核等到数据包到达后，然后将接收的数据拷贝到用户空间，完成read操作用户需要等待read将数据读取到buffer后，才继续处理接收的数据。
  2. 非阻塞IO模型：用户线程发起IO请求时立即返回。但并未读取到任何数据，用户线程需要不断地发起IO请求，直到数据到达后，才真正读取到数据，继续执行。
  3. 多路复用IO模型主要包括:select，poll，epoll三种系统调用，select/poll/epoll的好处就在于单个process就可以同时处理多个网络连接的IO。它的基本原理select/poll/epoll这个function会不断的轮询所负责的所有socket，当某个socket有数据到达了，就通知用户进程。当用户进程调用了select，那么整个进程会被block，而同时，kernel会"监视"所有select负责的socket，当任何一个socket中的数据准备好了，select就会返回。这个时候用户进程再调用read操作，将数据从kernel拷贝到用户进程。
  4. 信号驱动I/O模型：意思就是进程现在不用傻等着，也不用去轮询。而是让内核在数据就绪时，发送信号通知进程。调用的步骤是，通过系统调用 sigaction并注册一个信号处理的回调函数，该调用会立即返回，然后主程序可以继续向下执行，当有I/O操作准备就绪,即内核数据就绪时，内核会为该进程产生一个SIGIO信号，并回调注册的信号回调函数，这样就可以在信号回调函数中系统调用 recvfrom获取数据,将用户进程所需要的数据从内核空间拷贝到用户空间。
  5. 异步I/O模型：异步I/O 与 信号驱动I/O最大区别在于，信号驱动是内核通知用户进程何时开始一个I/O操作，而异步I/O是由内核通知用户进程I/O操作何时完成。相对于同步I/O，异步I/O不是顺序执行。

零复制原理

减少CPU拷贝 ：在传统的IO操作中，数据通常需要从磁盘拷贝到内核缓冲区，然后再从内核缓冲区拷贝到用户空间。而零复制技术通过减少这些拷贝步骤来节省CPU资源。

减少上下文切换 ：上下文切换是进程从用户态切换到内核态（或反之）的过程，每次系统调用都会引发上下文切换。零复制技术通过减少系统调用的次数来减少上下文切换的次数。

实现方式 ：

sendfile ：Nginx在Linux系统中通过sendfile系统调用来实现零复制。sendfile可以直接将内核缓冲区的数据发送到网络，而无需先拷贝到用户空间。

mmap：另一种实现方式是使用mmap技术，将文件映射到用户空间的内存地址上，然后通过网络发送这部分内存的数据。但Nginx通常更倾向于使用sendfile，因为它更简单且性能更好。

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