ANSIBLE运维自动化管理端部署

一、运维自动化

随着互联网的高速发展，公司的业务也不断的发生变化，从最简单的单台服务器演变成了大数据、超大集群服务器阵列，这对运维的工作挑战着实不小。

前期采用shell脚本简化工作、提升效率的方法对于目前海量机器运维环境也显得无能为力了。

所以，为了能让大家的运维能力从百台到千台甚至更大的量级，我们需要引入自动化管理工具，对机器及业务实现批量部署，批量管理。从而提升运维的管理能力，解决工作中的管理难题。

未使用自动化运维平台公司运维现状：

公司有200多台机器，其中集群中的RS（业务机器）有50多台，每次对业务机器进行业务升级或者优化时，总需要运维人员分别登陆到RS机器分别执行命令或者分别执行脚本。运维的瓶颈也就凸显出来了，主要表现在以下几个方面：

重复性工作：50个RS需要重复50次登陆，50次业务操作

劳民伤财：大量的机器维护需要大量的时间，运维人员也比较烦躁

容错率低：人手动执行容易出错 `rm -rf data/` 往往是不经意间提前回车造成的

运维自动化平台是由管理机器[S]和业务机器[C]组成的,C/S。

管理机器：任务定制及发布；

业务机器：接收任务并执行任务。

运维自动化平台的优势：

一次性任务定制：任务一次性发布给所有机器
节省任务执行时间：任务主机并发完成任务，节省部署时间
错误率低：避免重复，保证一次任务定制准确即可

1、常见的自动化工具

Puppet
Ansible
SaltStack

puppet：
基于Ruby开发，有产品线已经在用，优点是历史悠久，比较成熟，在可远程可本地，功能强劲，批量执行需要写专门的配置文件，费力费时。而且有客户端在，和授权系统结合比较麻烦。

saltstack:
saltstack和ansible都是python流的，而且就功能上来讲，两者也极为相似，不同之处是salt stack是有客户端的，并且execution模块还用0MQ实现了pub-sub，命令和执行结果因此可以高效并行传输，不过成也萧何败也萧何，第一个sub阶段（将querystring下发到所有机器，然后收集机器响应的阶段）太依赖与客户端返回了，如果客户端未能及时返回或未响应的话，playbook执行阶段可能会直接漏掉这部分机器而没有任何提示，这对于运维来说是不可接受的。

ansible:
与前两者比起来，在特性上似乎并不抢眼，配置管理方面（playbook）绝对比不过老大哥puppet，批量执行方面也只是多线程，不像saltstack那么高大上，不过ansible搜索热度高出saltstack三倍多，显然靠的不是吹牛，至少，ansible至少不会悄悄的丢机器，这给了我们一个定心丸，而且仅依赖ssh，与登录授权管理系统天然集成，简单即有效，没有比这更美妙的事情了。

1、Ansible：python，Agentless，中小型应用环境。

2、Saltstack：python, 一般需部署 agent（需要代理）,执行效率更高。

3、Puppet：ruby, 功能强大,配置复杂，重型，适合大型环境。

二、ansible介绍

ansible是一种由Python开发的自动化运维工具，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。

ansible是基于模块工作的，本身没有批量部署的能力。真正具有批量部署的是ansible所运行的模块，ansible只是提供一种框架。主要包括：

连接插件connection plugins：负责和被监控端实现通信；
ansible管理端和客户端基于ssh协议通信
host inventory：指定操作的主机，是一个配置文件里面定义监控的主机；提供主机管理列表，定义管理谁
各种模块核心模块、command模块、自定义模块；提供了日常模块
借助于插件完成记录日志邮件等功能；根据需求后续添加模块，邮件、日志模块
playbook：剧本执行多个任务时，非必需可以让节点一次性运行多个任务。一次发布多条指令给客户端

特性

no agents：不需要在被管控主机上安装任何客户端；
no server：无服务器端，使用时直接运行命令即可；
modules in any languages：基于模块工作，可使用任意语言开发模块；
yaml，not code：使用yaml语言定制剧本playbook；
ssh by default：基于SSH工作；
strong multi-tier solution：可实现多级指挥。

优点

轻量级，无需在客户端安装agent，更新时，只需在操作机上进行一次更新即可；
批量任务执行可以写成脚本，而且不用分发到远程就可以执行；
使用python编写，维护更简单，Ruby语法过于复杂；
支持sudo

对于普通用户来说，很多命令执行是不一定有权限

find / -name nginx.conf

只能够使用管理员来进行操作？不建议，因为root用户很特殊（天神）

以root身份授权了yk具备sudo权限

xmg(普通用户) -> yk(具备一定的sudo权限)

以xmg的身份进行登录,命令执行的时候以yk身份执行

sudo用户不指定用户的情况下，但是我们指定开启了sudo功能,默认会使用root

1、基本架构

· 核心引擎：即ansible

· 核心模块（core modules）：这些都是ansible自带的模块，ansible模块资源分发到远程节点使其执行特定任务或匹配一个特定的状态。

· 自定义模块（custom modules）：如果核心模块不足以完成某种功能，可以添加自定义模块。

· 插件（plugins）：完成模块功能的补充，借助于插件完成记录日志、邮件等功能

· 剧本（playbook）：定义ansible任务的配置文件，可以将多个任务定义在一个剧本中，由ansible自动执行，剧本执行支持多个任务，可以由控制主机运行多个任务，同时对多台远程主机进行管理。
playbook是ansible的配置、部署和编排语言，可以描述一个你想要的远程系统执行策略，或一组步骤的一般过程。如果ansible模块作为你的工作室工具，playbook就是设计方案。在基本层面上，剧本可以用于管理配置和部署远程机器。在更高级的应用中，可以序列多层应用及滚动更新，并可以把动作委托给其他主机，与监控服务器和负载平衡器交互。

· 连接插件（connection plugins）：ansible基于连接插件连接到各个主机上，负责和被管理节点实现通信。虽然ansible是使用ssh连接到各被管理节点，但它还支持其他的连接方法，所以需要有连接插件。

· 主机清单（host inventory）：定义ansible管理的主机策略，默认是在ansible的hosts配置文件中定义被管节点，同时也支持自定义动态主机清单和指定配置文件路径。

ansible采用paramiko协议库（Fabric也使用这个，基于python开发，支持SSHV2），通过ssh或者ZeroMQ等连接主机。

ansible在控制主机主机将ansible模块通过ssh协议（或者Kerberos、LDAP）推送到被管节点执行，执行完之后自动删除。

控制主机与被管理节点之间支持local、SSH、ZeroMQ三种连接方式，默认使用基于SSH的连接。在规模较大的情况下使用ZeroMQ连接方式会明显改善执行速度。

2、运行原理

工作原理：

1、用户登录管理机器：通过ansible剧本或者单行命令针对业务机器组或者单个机器部署任务

2、管理机器读取用户的部署任务：根据自己hosts文件中定义的业务机器组查找对应的机器地址(ip或者域名)

3、管理机下发任务：管理机通过ssh免密连接业务机器，下发任务给业务机器

4、业务机器执行任务

5、业务机器将执行结果发送给ansible管理机器

反馈字体颜色

绿色未发生变化

黄色更改生效

红色执行错误

三：部署前准备

部署机器准备
计算机名解析
关闭防火墙、selinux
时间同步
软件包获得
ssh免密登陆

约定事项：

所有服务器全部采用静态ip

主机名称 IP地址

manage01 192.168.66.200/24

node1 192.168.66.201/24

node2 192.168.66.202/24

node3 192.168.66.203/24
主机名及主机名互相绑定

vim /etc/hosts

主机名称	IP地址
manage01	192.168.66.200/24
node1	192.168.66.201/24
node2	192.168.66.202/24
node3	192.168.66.203/24

3、关闭防火墙, selinux

复制代码

[root@manage01 ~]# systemctl disable firewalld
[root@manage01 ~]# sed -i -r '/SELINUX=/c\SELINUX=disabled' /etc/selinux/config
[root@manage01 ~]# reboot

其他机器同理

4、采用时间服务器，时间同步

复制代码

vim /etc/chrony.conf

如图

复制代码

systemctl restart chronyd.service

chronyc sources -v
210 Number of sources = 1

  .-- Source mode  '^' = server, '=' = peer, '#' = local clock.
 / .- Source state '*' = current synced, '+' = combined , '-' = not combined,
| /   '?' = unreachable, 'x' = time may be in error, '~' = time too variable.
||                                                 .- xxxx [ yyyy ] +/- zzzz
||      Reachability register (octal) -.           |  xxxx = adjusted offset,
||      Log2(Polling interval) --.      |          |  yyyy = measured offset,
||                                \     |          |  zzzz = estimated error.
||                                 |    |           \
MS Name/IP address         Stratum Poll Reach LastRx Last sample
===============================================================================
^? node1                         0   6     0     -     +0ns[   +0ns] +/-    0ns

5、确认和配置yum源(需要epel源)

复制代码

[root@manage01 ~]# yum -y install epel-*

四：ansible管理端部署

1、管理端安装ansible

安装方式:

1）yum

复制代码

[root@manage01 ~]# yum -y install ansible
[root@manage01 ~]# ansible --version
ansible 2.8.5
  config file = /etc/ansible/ansible.cfg
  configured module search path = ['/root/.ansible/plugins/modules', '/usr/share/ansible/plugins/modules']
  ansible python module location = /usr/lib/python3.6/site-packages/ansible
  executable location = /usr/bin/ansible
  python version = 3.6.8 (default, May 21 2019, 23:51:36) [GCC 8.2.1 20180905 (Red Hat 8.2.1-3)]

2）源码

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1、官网下载地址：https://releases.ansible.com/ansible
[root@manage01 ~]# wget https://releases.ansible.com/ansible/ansible-2.9.3.tar.gz

2、安装ansible
[root@manage01 ~]# tar xf ansible-2.9.3.tar.gz 
[root@manage01 ~]# mv ansible-2.9.3 /opt/ansible
[root@manage01 ~]# cd /opt/ansible

# python目前的版本 python2 python3
# pip是python中的下载工具,python2已经不支持的，早就停止更新了
# 如果是python3，pip的名字叫pip3

#python软件包安装--1、安装依赖
[root@manage01 ansible]python get-pip.py
[root@manage01 ansible-2.9.0rc3]# 
# install -r requirements.txt -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/

#python软件包安装--2、安装软件
[root@manage01 ansible-2.9.0rc3]# pip install --user ansible -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/

#安装后设置
[root@manage01 ~]# ln -s /opt/ansible/bin/* /usr/bin/
[root@manage01 ~]# cp /opt/ansible/examples/ansible.cfg /etc/ansible/
[root@manage01 ~]# cp /opt/ansible/examples/hosts /etc/ansible/

ansible是基于python进行开发的

复制代码

ll /usr/bin/ansible*

[root@localhost soft]# file /usr/bin/ansible-2.7
/usr/bin/ansible-2.7: Python script, ASCII text executable

vim /usr/bin/ansible-2.7
#!/usr/bin/python2
# -*- coding: utf-8 -*-
# (c) 2012, Michael DeHaan <[email protected]>

2、相关文件

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配置文件
    /etc/ansible/ansible.cfg  主配置文件,配置ansible工作特性(一般无需修改)
    /etc/ansible/hosts        主机清单(将被管理的主机放到此文件)
    /etc/ansible/roles/       存放角色的目录

程序
    /usr/bin/ansible          主程序，临时命令执行工具
    /usr/bin/ansible-doc      查看配置文档，模块功能查看工具
    /usr/bin/ansible-galaxy   下载/上传优秀代码或Roles模块的官网平台
    /usr/bin/ansible-playbook 定制自动化任务，编排剧本工具
    /usr/bin/ansible-pull     远程执行命令的工具
    /usr/bin/ansible-vault    文件加密工具
    /usr/bin/ansible-console  基于Console界面与用户交互的执行工具

/etc/ansible/ansible.cfg

[defaults]
#inventory = /etc/ansible/hosts  # 主机列表配置文件
#library = /usr/share/my_modules/  # 库文件存放目录
#remote_tmp = $HOME/.ansible/tmp  # 临时py命令文件存放在远程主机目录
#local_tmp = $HOME/.ansible/tmp  # 本机的临时命令执行目录
#forks = 5  # 默认并发数
#sudo_user = root  # 默认sudo 用户
#ask_sudo_pass = True  # 每次执行ansible命令是否询问ssh密码
#ask_pass = True
#remote_port = 22
#host_key_checking = False  # 检查对应服务器的host_key，建议取消注释
#log_path=/var/log/ansible.log  # 日志文件，建议启用
#module_name = command  # 默认模块，可以修改为shell模块

暂时先启用日志文件

ansible是单次服务，不需要刷新配置文件之类的

3、主机清单 inventory

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Inventory 主机清单
1> ansible的主要功用在于批量主机操作，为了便捷地使用其中的部分主机，可以在inventory file中将其分组命名 
2> 默认的inventory file为/etc/ansible/hosts
3> inventory file可以有多个，且也可以通过Dynamic Inventory来动态生成

/etc/ansible/hosts文件格式
inventory文件遵循INI文件风格，中括号中的字符为组名。
可以将同一个主机同时归并到多个不同的组中；
此外，当如若目标主机使用了非默认的SSH端口，还可以在主机名称之后使用冒号加端口号来标明

    ntp.zking.com   不分组,直接加
    
    [webservers]     webservers组
    www1.zking.com:2222  可以指定端口
    www2.zking.com
    
    [dbservers]
    db1.zking.com
    db2.zking.com
    db3.zking.com

如果主机名称遵循相似的命名模式，还可以使用列表的方式标识各主机
示例：
    [websrvs]
    www[1:100].example.com   ip: 1-100
    
    [dbsrvs]
    db-[a:f].example.com     dba-dbff

4、ansible系列命令

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Ansible系列命令
    ansible ansible-doc ansible-playbook ansible-vault ansible-console
    ansible-galaxy ansible-pull

ansible-doc: 显示模块帮助
    ansible-doc [options] [module...]
        -a            显示所有模块的文档
        -l, --list    列出可用模块
        -s, --snippet 显示指定模块的playbook片段(简化版,便于查找语法)

示例：
    ansible-doc -l      列出所有模块
    ansible-doc ping    查看指定模块帮助用法
    ansible-doc -s ping 查看指定模块帮助用法

5、ansible命令

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ansible通过ssh实现配置管理、应用部署、任务执行等功能，
建议配置ansible端能基于密钥认证的方式联系各被管理节点

ansible <host-pattern> [-m module_name] [-a args]

ansible +被管理的主机(ALL) +模块  +参数

    --version              显示版本
    -m module              指定模块，默认为command
    -v                     详细过程 --vv -vvv更详细
    --list-hosts           显示主机列表，可简写 --list
    -k, --ask-pass         提示输入ssh连接密码,默认Key验证
    -C, --check            检查，并不执行
    -T, --timeout=TIMEOUT  执行命令的超时时间,默认10s
    -u, --user=REMOTE_USER 执行远程执行的用户
    -b, --become           代替旧版的sudo切换
        --become-user=USERNAME 指定sudo的runas用户,默认为root
    -K, --ask-become-pass  提示输入sudo时的口令

ansible all --list  列出所有主机

ping模块: 探测网络中被管理主机是否能够正常使用,走ssh协议
          如果对方主机网络正常,返回pong
          
ansible-doc -s ping   查看ping模块的语法 

检测所有主机的网络状态
1>  默认情况下连接被管理的主机是ssh基于key验证,如果没有配置key,权限将会被拒绝
    因此需要指定以谁的身份连接,输入用户密码,必须保证被管理主机用户密码一致
    ansible all -m ping -k

2> 或者实现基于key验证 将公钥ssh-copy-id到被管理的主机上 , 实现免密登录
   ansible all -m ping

6、ssh远程连接

管理端和被管理端连接时基于ssh的，所以有两种连接方式

1）基于ssh口令

2）基于ssh证书（重点讲解）

如果想不需要运维人员干预，被管理端必须允许管理端证书免密登陆。

复制代码

#管理端manage01生成ssh公私钥
  [root@manage01 ~]# ssh-keygen 
  Generating public/private rsa key pair.
  Enter file in which to save the key (/root/.ssh/id_rsa): 
  Enter passphrase (empty for no passphrase): 
  Enter same passphrase again: 
  Your identification has been saved in /root/.ssh/id_rsa.
  Your public key has been saved in /root/.ssh/id_rsa.pub.
  The key fingerprint is:
  SHA256:aufJno2QjPK/V63/PVW13h5oWlKu0jk7HesXYTho0gM root@manage01
  The key's randomart image is:
  +---[RSA 2048]----+
  |                 |
  |         E      .|
  |          o . . o|
  |         . = + +.|
  |        S o.+ = +|
  |     o o  ...* +o|
  |  . . * ....O o.+|
  |   o . =.*.B o +.|
  |    ..o+B oo*oo o|
  +----[SHA256]-----+
  
  #将公钥传给node1
  [root@manage01 ~]# ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa.pub [email protected]
  /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed: ".ssh/id_rsa.pub"
  The authenticity of host '192.168.66.201 (192.168.66.201)' can't be established.
  ECDSA key fingerprint is SHA256:u+yOQz+E+eF7Oixdz/vClLXlAEu/7K8jy783gzk20dQ.
  ECDSA key fingerprint is MD5:c0:80:1b:ae:93:32:c2:66:f5:da:2f:1c:26:1e:7e:f8.
  Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
  /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s), to filter out any that are already installed
  /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are prompted now it is to install the new keys
  [email protected]'s password: 
  
  Number of key(s) added: 1
  
  Now try logging into the machine, with:   "ssh '[email protected]'"
  and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.
  
  #将公钥传给node2
  [root@manage01 ~]# ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa.pub [email protected]
  /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed: ".ssh/id_rsa.pub"
  The authenticity of host '192.168.66.202 (192.168.66.202)' can't be established.
  ECDSA key fingerprint is SHA256:X4JeiiFuwV0cja81veAyGCosriEfZm/zv34cfYkuxmU.
  ECDSA key fingerprint is MD5:7d:17:0f:80:d5:2b:30:ec:2c:62:f9:79:6b:fb:5f:bc.
  Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
  /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s), to filter out any that are already installed
  /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are prompted now it is to install the new keys
  [email protected]'s password: 
  
  Number of key(s) added: 1
  
  Now try logging into the machine, with:   "ssh '[email protected]'"
  and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.
  
  #将公钥传给node3
  [root@manage01 ~]# ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa.pub [email protected]
  /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: Source of key(s) to be installed: ".ssh/id_rsa.pub"
  The authenticity of host '192.168.66.203 (192.168.66.203)' can't be established.
  ECDSA key fingerprint is SHA256:PtpsYBjaXkE+o3j8QYU5Ju8uPgcW2lVW8wsx4X1PV/c.
  ECDSA key fingerprint is MD5:50:a1:63:a0:ef:e7:61:26:11:25:ae:06:ec:93:cb:18.
  Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes
  /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s), to filter out any that are already installed
  /usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are prompted now it is to install the new keys
  [email protected]'s password: 
  
  Number of key(s) added: 1
  
  Now try logging into the machine, with:   "ssh '[email protected]'"
  and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.

小窍门

  免交互创建公私钥
  [root@manage01 ansible]# ssh-keygen -f /root/.ssh/id_rsa -N ""   
  -f 指定密钥存放路径
  -N ""  新密码设置问空
  -P ""  老密码是什么

  如何可以非交互式传公钥呢
  [root@manage01 ansible]# yum -y install sshpass
  [root@manage01 ansible]# sshpass -p123456 ssh-copy-id -o StrictHostKeyChecking=no -i /root/.ssh/id_rsa.pub [email protected] 

  sshpass 非交互式传密码
  StrictHostKeyChecking   严厉的主机监测=no  就不会问你yes|no了 
  
  测试证书是否生效
  [root@manage01 ~]# for i in `seq 201 203`;do
  > ssh [email protected].$i "hostname"
  > done

7、ansible的Host-pattern

复制代码

ansible的Host-pattern

匹配主机的列表
    All ：表示所有Inventory中的所有主机
        ansible all --list
    * :通配符
        ansible "*" --list  (*表示所有主机)
        ansible 192.168.66.* --list
        ansible "*srvs" --list
    或关系 ":"
        ansible "websrvs:appsrvs" --list
        ansible "192.168.66.10:192.168.66.20" --list
    逻辑与 ":&"
        ansible "websrvs:&dbsrvs" --list
        在websrvs组并且在dbsrvs组中的主机
    逻辑非 ":!"
        ansible 'websrvs:!dbsrvs' --list
        在websrvs组，但不在dbsrvs组中的主机
        注意：此处为单引号
    综合逻辑
        ansible 'websrvs:dbsrvs:&appsrvs:!ftpsrvs' --list
    正则表达式
        ansible "websrvs:&dbsrvs" --list
        ansible "~(web|db).*\.zking\.com" --m ping

[websrvs]
web1.zking.com ansible_host=192.168.66.10
web2.zking.com ansible_host=192.168.66.11

[appsrvs]
app1.zking.com ansible_host=192.168.66.20
app2.zking.com ansible_host=192.168.66.21

[dbsrvs]
db1.zking.com ansible_host=192.168.66.30
db2.zking.com ansible_host=192.168.66.31

[ftpsrvs]
ftp1.zking.com ansible_host=192.168.66.40
ftp2.zking.com ansible_host=192.168.66.41

# 定义一个组合组，包含所有服务器
[servers:children]
websrvs
appsrvs
dbsrvs
ftpsrvs

# 使用别名
[aliases]
alias_web1 ansible_host=192.168.66.10
alias_app1 ansible_host=192.168.66.20

8、ansible命令执行过程

复制代码

ansible命令执行过程
    1. 加载自己的配置文件 默认/etc/ansible/ansible.cfg
    2. 加载自己对应的模块文件，如command
    3. 通过ansible将模块或命令生成对应的临时py文件，
       并将该文件传输至远程服务器的对应执行用户$HOME/.ansible/tmp/ansible-tmp-数字/XXX.PY文件
    4. 给文件+x执行
    5. 执行并返回结果
    6. 删除临时py文件，sleep 0退出

执行状态：
    绿色：执行成功并且不需要做改变的操作
    黄色：执行成功并且对目标主机做变更
    红色：执行失败

可以通过添加-v观察执行过程
颜色在配置文件中定义

9、ansible使用示例

复制代码

 以wang用户执行ping存活检测
        ansible all -m ping -u wang -k
    以wang sudo至root执行ping存活检测
        ansible all -m ping -u wang -k -b
    以wang sudo至mage用户执行ping存活检测
        ansible all -m ping -u wang -k -b --become-user=mage
    以wang sudo至root用户执行ls
        ansible all -m command -u wang -a 'ls /root' -b --become-user=root -k -K

ansible ping模块测试连接
    ansible 192.168.66.126,192.168.66.127 -m ping -k