自动化运维利器Ansible

前言

在如今的IT环境中，服务器数量越来越多，业务流程也越来越复杂。如果还靠手工登录每台服务器操作，不仅效率低，还容易出错。这时候，自动化运维工具就成了运维工程师的"救星"。

Ansible作为其中的佼佼者，凭借简单易用、无需客户端、安全可靠的特点，成为了很多人的首选。它不用在被管理的服务器上安装额外软件，通过SSH就能实现集中管理，哪怕是新手也能快速上手。今天，我们就从基础到实战，一步步带你认识和使用Ansible。

一、Ansible 概述和运行机制

1.1 Ansible 概述

Ansible是一款面向类Unix系统的开源自动化工具，用Python语言编写。和SaltStack、Puppet这些同类工具比，它最大的优势就是"轻量级"------被管理的服务器（被控端）不需要安装任何客户端软件，只要能通过SSH访问就行。

它的核心特点特别好记：

部署简单：只需要在一台管理机上安装Ansible，被控端不用做任何配置
通信安全：基于SSH协议通信，不用额外开放端口，安全又可靠
配置简单：用YAML格式编写任务，像写清单一样容易理解
功能强大：能实现软件安装、用户管理、服务配置等各种运维操作，还支持云计算和大数据平台

这里有个小知识点：Ansible成立于2013年，2015年被红帽公司以1-1.5亿美元收购，背后有强大的技术支持。

1.2 Ansible 工作机制

Ansible的工作原理特别简单，就像"快递员送货"：

管理员在管理端编写好要执行的任务（比如安装软件、创建用户）
Ansible通过SSH协议，把对应的"操作模块"（相当于快递包裹）推送到每台被控端服务器
被控端执行完模块中的操作后，会把结果反馈给管理端
执行完成后，模块会自动删除，不会在被控端留下残留

整个过程不用人工干预，还能结合Git、SVN这些工具管理任务配置，方便团队协作。

1.3 Ansible 角色 (Role)

刚开始用Ansible时，任务少，配置文件也简单。但随着服务器增多、任务变复杂，配置文件会变得越来越臃肿，不好维护。这时候，"角色（Role）"就派上用场了。

Role相当于把复杂的任务拆分成一个个独立的"功能模块"，比如把"安装Nginx""配置MySQL"分别做成独立的Role。这样做的好处是：

结构清晰，方便管理和修改
可以重复使用，比如在多个项目中都用到Nginx配置，直接调用现成的Role就行
支持从外部加载任务和变量，灵活适配不同场景

每个Role都有固定的目录结构，按照规范组织文件，后续维护起来会省心很多。

二、Ansible 环境安装部署

2.1 环境规划

我们以三台虚拟机为例，搭建一个简单的Ansible环境，具体规划如下：

节点类型	IP地址	角色描述
管理端	192.168.10.23	安装Ansible，统一管理其他服务器
被管理端1	192.168.10.14	作为Web服务器，归为webservers组
被管理端2	192.168.10.15	作为数据库服务器，归为dbservers组

注意：所有服务器都需要安装CentOS/RHEL系统，并且能互相ping通。

2.2 安装步骤

Ansible只需要在管理端安装，步骤很简单：

首先安装EPEL源（因为Ansible不在CentOS默认的软件源里）
bash 复制代码
```
yum install -y epel-release
```
安装Ansible
bash 复制代码
```
yum install -y ansible
```
验证安装是否成功，输入以下命令查看版本：
bash 复制代码
```
ansible --version
```
如果能显示Ansible的版本信息，就说明安装成功了。

安装完成后，Ansible会自动创建默认目录/etc/ansible/，里面有三个重要的东西：

ansible.cfg：主配置文件，默认不用修改
hosts：主机清单，用来记录被控端服务器的信息
roles/：存放Role的目录，后续复杂任务会用到

2.3 主机清单配置

主机清单就是Ansible的"服务器通讯录"，告诉它要管理哪些服务器，以及这些服务器属于哪个组。

编辑主机清单文件：

bash 复制代码

vim /etc/ansible/hosts

在文件中添加以下内容，把被控端按功能分组：

ini 复制代码

# Web服务器组，命名为webservers
[webservers]
192.168.10.14

# 数据库服务器组，命名为dbservers
[dbservers]
192.168.10.15

保存退出后，Ansible就知道要管理哪些服务器了。如果服务器的SSH端口不是默认的22，还可以在IP后面加:端口号，比如192.168.10.14:2222。

2.4 SSH免密登录配置

因为Ansible通过SSH通信，为了避免每次执行任务都输入密码，需要配置管理端到被控端的免密登录：

在管理端生成SSH密钥对（一路按回车就行，不用输入额外信息）
bash 复制代码
```
ssh-keygen -t rsa
```

把公钥复制到两台被控端服务器（替换成你的被控端IP和密码，示例密码123456）

bash 复制代码

# 复制到webservers组的被控端
sshpass -p '123456' ssh-copy-id root@192.168.10.14
# 复制到dbservers组的被控端
sshpass -p '123456' ssh-copy-id root@192.168.10.15

测试免密登录是否成功，比如登录到192.168.10.14：
bash 复制代码
```
ssh root@192.168.10.14
```
如果不用输入密码就能登录，就说明配置成功了。

三、Ansible 基础命令及模块操作

3.1 基本命令格式

Ansible的命令格式很固定，记住这个公式就能灵活使用：

bash 复制代码

ansible <目标主机/组> -m <模块名> -a "<模块参数>"

<目标主机/组>：可以是单个IP（比如192.168.10.14）、组名（比如webservers），也可以用all表示所有被控端
-m <模块名>：指定要使用的模块（比如安装软件用yum模块），如果省略这个参数，默认使用command模块
-a "<模块参数>"：模块的具体参数（比如要安装的软件名、要执行的命令）

另外，想查看某个模块的用法，可以用ansible-doc -s 模块名，比如ansible-doc -s yum就能查看yum模块的使用说明。

3.2 常用模块详解

Ansible有很多模块，每个模块对应不同的功能，下面介绍最常用的13个模块，每个模块都配了简单的示例，拿来就能用。

3.2.1 command 模块

功能：在被控端执行简单命令，不支持管道（|）、重定向（>） 这些Shell特性

示例：

bash 复制代码

# 查看webservers组所有服务器的当前时间
ansible webservers -m command -a 'date'
# 查看所有被控端的/目录下的文件（省略-m，默认用command模块）
ansible all -a 'ls /'
# 执行命令前先切换到/home目录
ansible all -m command -a 'chdir=/home ls ./'

3.2.2 shell 模块

功能：和command模块类似，但支持管道、重定向 等Shell特性，适合执行复杂命令

示例：

bash 复制代码

# 给dbservers组的test用户设置密码（123456）
ansible dbservers -m shell -a 'echo 123456 | passwd --stdin test'
# 获取被控端的IP地址（通过管道命令筛选）
ansible dbservers -m shell -a 'ifconfig ens33 | awk "NR==2 {print \$2}"'

注意：如果命令里有$符号，需要加\转义，否则会出错。

3.2.3 cron 模块

功能：管理被控端的计划任务（比如定时执行脚本、备份数据）

常用参数：

minute/hour/day/month/weekday：分/时/日/月/周（*/1表示每分钟，0 3 * * *表示每天凌晨3点）
job：要执行的任务命令
name：计划任务的名称（方便后续删除或修改）
state：present（添加任务，默认）或absent（删除任务）
示例：

bash 复制代码

# 给webservers组添加每分钟执行的任务（输出helloworld）
ansible webservers -m cron -a 'minute="*/1" job="/bin/echo helloworld" name="test_cron"'
# 查看webservers组的计划任务
ansible webservers -a 'crontab -l'
# 删除刚才添加的计划任务（通过名称匹配）
ansible webservers -m cron -a 'name="test_cron" state=absent'

3.2.4 user 模块

功能：管理被控端的系统用户（创建、删除、修改用户信息）

常用参数：

name：用户名（必填）
state：present（创建用户）或absent（删除用户）
uid：用户ID
group：用户所属的基本组
示例：

bash 复制代码

# 给dbservers组创建test01用户
ansible dbservers -m user -a 'name="test01"'
# 查看是否创建成功（查看/etc/passwd文件末尾）
ansible dbservers -a 'tail /etc/passwd'
# 删除test01用户（不删除家目录）
ansible dbservers -m user -a 'name="test01" state=absent'

3.2.5 group 模块

功能：管理被控端的系统用户组（创建、删除用户组）

示例：

bash 复制代码

# 给dbservers组创建mysql用户组（GID=306）
ansible dbservers -m group -a 'name=mysql gid=306 system=yes'
# 把test01用户添加到mysql组
ansible dbservers -m user -a 'name=test01 group=mysql'
# 验证用户组配置
ansible dbservers -a 'id test01'

3.2.6 copy 模块

功能：把管理端的文件复制到被控端，或者直接在被控端创建文件并写入内容

常用参数：

src：管理端的文件路径（要复制的文件）
dest：被控端的目标路径（绝对路径）
content：直接写入被控端文件的内容（和src不能同时使用）
owner：目标文件的属主
mode：目标文件的权限（比如640、755）
示例：

bash 复制代码

# 把管理端的/etc/fstab文件复制到dbservers组的/opt目录下，并重命名为fstab.bak
ansible dbservers -m copy -a 'src=/etc/fstab dest=/opt/fstab.bak owner=root mode=640'
# 直接在webservers组的/opt目录下创建hello.txt文件，写入内容helloworld
ansible webservers -m copy -a 'content="helloworld" dest=/opt/hello.txt'

3.2.7 file 模块

功能：管理被控端的文件属性（修改属主、权限）、创建/删除文件、创建软链接等

示例：

bash 复制代码

# 修改/opt/fstab.bak的属主为test01，属组为mysql，权限为644
ansible dbservers -m file -a 'owner=test01 group=mysql mode=644 path=/opt/fstab.bak'
# 给/opt/fstab.bak创建软链接/opt/fstab.link
ansible dbservers -m file -a 'path=/opt/fstab.link src=/opt/fstab.bak state=link'
# 在被控端创建abc.txt文件
ansible all -m file -a 'path=/opt/abc.txt state=touch'
# 删除abc.txt文件
ansible all -m file -a 'path=/opt/abc.txt state=absent'

3.2.8 hostname 模块

功能：修改被控端的主机名

示例：

bash 复制代码

# 把dbservers组的被控端主机名改为mysql01
ansible dbservers -m hostname -a 'name=mysql01'
# 验证主机名是否修改成功
ansible dbservers -a 'hostname'

3.2.9 ping 模块

功能：检测管理端和被控端的连通性（最常用的测试模块）

示例：

bash 复制代码

# 测试所有被控端的连通性
ansible all -m ping

如果输出ping: "pong"，说明连通正常；如果报错，需要检查SSH配置或网络连接。

3.2.10 yum 模块

功能：管理被控端的RPM软件包（安装、卸载软件）

示例：

bash 复制代码

# 给webservers组安装Apache服务（httpd）
ansible webservers -m yum -a 'name=httpd'
# 卸载webservers组的httpd服务
ansible webservers -m yum -a 'name=httpd state=absent'

3.2.11 service/systemd 模块

功能：管理被控端的系统服务（启动、停止、重启、设置开机自启）

常用参数：

name：服务名称（比如httpd、mysql）
state：started（启动）、stopped（停止）、restarted（重启）
enabled：yes（开机自启）、no（不开机自启）
示例：

bash 复制代码

# 启动webservers组的httpd服务，并设置开机自启
ansible webservers -m service -a 'name=httpd state=started enabled=yes'
# 查看httpd服务状态
ansible webservers -a 'systemctl status httpd'
# 重启httpd服务
ansible webservers -m service -a 'name=httpd state=restarted'

3.2.12 script 模块

功能：在所有被控端批量执行管理端的Shell脚本（不用把脚本传到被控端，Ansible会自动处理）

示例：

在管理端创建一个测试脚本test.sh
bash 复制代码
```
vim test.sh
```
写入以下内容：
bash 复制代码
```
#!/bin/bash
echo "hello ansible from script" > /opt/script.txt
```
给脚本添加执行权限
bash 复制代码
```
chmod +x test.sh
```
在webservers组的被控端执行这个脚本
bash 复制代码
```
ansible webservers -m script -a 'test.sh'
```
验证执行结果（查看被控端的/opt/script.txt文件）
bash 复制代码
```
ansible webservers -a 'cat /opt/script.txt'
```

3.2.13 setup 模块

功能：收集被控端的系统信息（比如IP地址、内存大小、磁盘信息等）

示例：

bash 复制代码

# 收集所有被控端的详细信息
ansible all -m setup
# 只收集被控端的IP地址信息（通过filter筛选）
ansible all -m setup -a 'filter=*ipv4'
# 只收集被控端的内存信息
ansible all -m setup -a 'filter=ansible_memory_mb'

四、Inventory 主机清单与变量配置

4.1 主机分组管理

Inventory支持灵活的主机分组，除了前面提到的固定IP分组，还可以用"范围匹配"的方式批量添加主机，适合服务器数量多的场景。

示例：

ini 复制代码

# Web服务器组，包含192.168.10.12、192.168.10.13、192.168.10.14、192.168.10.15
[webservers]
192.168.10.1[2:5]
# 数据库服务器组，包含db-a.example.org到db-f.example.org
[dbservers]
db-[a:f].example.org

这样就不用一个个写IP或主机名，大大减少了配置量。

4.2 Inventory变量配置

有时候，不同的被控端可能有不同的SSH配置（比如端口、用户名、密码），这时候可以通过变量来设置，不用每次执行命令都指定参数。

4.2.1 主机变量配置

直接在主机后面添加变量，只对该主机生效：

ini 复制代码

[webservers]
# 该主机的SSH端口是2222，用户名root，密码123456
192.168.10.14 ansible_port=2222 ansible_user=root ansible_password=123456

4.2.2 组变量配置

给整个组设置变量，组内所有主机都生效：

ini 复制代码

[webservers]
192.168.10.14
192.168.10.15

# webservers组的所有主机共用这些变量
[webservers:vars]
ansible_user=root
ansible_password=123456

# 所有组的主机共用的变量（全局变量）
[all:vars]
ansible_port=22

4.2.3 组嵌套配置

如果有多个小组，想把它们归为一个大组统一管理，可以用组嵌套（通过children关键字实现）：

ini 复制代码

# 定义两个小组：nginx组和apache组
[nginx]
192.168.10.20
192.168.10.21

[apache]
192.168.10.30
192.168.10.31

# 把nginx和apache组嵌套成webs大组
[webs:children]
nginx
apache

之后执行命令时，用webs作为目标组，就能管理所有nginx和apache组的主机了：

bash 复制代码

# 查看webs大组所有主机的时间
ansible webs -a 'date'

总结

Ansible作为一款简单强大的自动化运维工具，能帮我们解决重复的运维工作，提高效率、减少错误。通过本文的介绍，你应该已经掌握了Ansible的核心概念、环境搭建、常用模块和主机清单配置。

它的优势很明显：不用装客户端、配置简单、基于SSH安全可靠，哪怕是新手也能快速上手。而且它的模块非常丰富，几乎能覆盖所有日常运维场景，从软件安装、用户管理到服务配置、任务调度，都能轻松实现。