Ansible部署、核心概念与操作指南

一、Ansible 简介

Ansible 是一款开源的自动化运维工具，基于 Python 开发，无需在受管节点安装客户端，通过 SSH 协议实现远程控制。其核心优势包括：

无代理架构：受管节点无需部署额外软件
模块化设计：通过丰富的模块实现各类运维任务
支持 declarative 语法：Playbook 采用 YAML 格式，易读易写
幂等性：重复执行同一操作不会产生意外结果

二、Ansible 部署过程

2.1 环境要求

控制节点（Ansible 主机）：Python 3.6+、SSH 客户端
受管节点：SSH 服务开启、Python 2.7 或 3.5+、sudo 权限（可选）
网络：控制节点与受管节点网络互通，支持 SSH 连接

2.2 控制节点安装（以 CentOS 为例）

方式 1：YUM 安装（推荐）

bash 复制代码

# 安装 EPEL 源（CentOS 默认无 Ansible 仓库）
sudo yum install -y epel-release

# 安装 Ansible
sudo yum install -y ansible

# 验证安装
ansible --version

方式 2：pip 安装

bash 复制代码

# 安装 pip
sudo yum install -y python3-pip

# 安装 Ansible
pip3 install ansible

# 添加环境变量（若未自动添加）
echo "export PATH=\$PATH:/usr/local/bin" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

# 验证安装
ansible --version

2.3 免密登录配置（可选但推荐）

Ansible 默认使用 SSH 连接受管节点，配置免密登录可避免重复输入密码：

bash 复制代码

# 控制节点生成 SSH 密钥对（若已存在可跳过）
ssh-keygen -t rsa -b 2048 -N "" -f ~/.ssh/id_rsa

# 分发公钥到受管节点（替换为实际主机名/IP）
ssh-copy-id root@node1
ssh-copy-id root@node2

2.4 目录结构说明

安装完成后，Ansible 核心目录如下：

bash 复制代码

# 查看 Ansible 安装文件分布
rpm -ql ansible

关键目录说明：

/etc/ansible/：主配置目录（默认配置文件、主机清单）
/usr/bin/：执行文件（ansible、ansible-playbook 等）
/usr/lib/pythonX.X/site-packages/ansible/：依赖库与模块
/usr/share/ansible/plugins/：插件目录
/usr/share/doc/ansible/：帮助文档

三、核心概念

3.1 主机清单（Inventory）

定义 Ansible 管理的主机集合，支持静态清单（文本文件）和动态清单（脚本生成）。

3.1.1 静态清单格式（INI 格式）

创建清单文件 inventory：

ini 复制代码

# 单个主机（IP 或主机名）
web1.example.com
192.0.2.42

# 主机组定义
[webservers]
web1.example.com
web2.example.com
192.168.3.7

[dbservers]
db1.example.com
db2.example.com
192.0.2.42
192.0.2.43

# 地理位置分组
[eastdc]
web1.example.com
db1.example.com

[westdc]
web2.example.com
db2.example.com

# 组嵌套（子组必须已定义）
[dc:children]
eastdc
westdc

# 范围简写（支持数字/字母范围）
[priv]
192.168.[4:7].[0:255]  # 192.168.4.0-192.168.7.255

[hosts]
host[01:20].example.com  # host01 ~ host20

[servers]
server[a:c].example.com  # servera ~ serverc

3.1.2 内置主机组

all：包含所有主机
ungrouped：未归属任何组的主机

3.1.3 清单验证命令

bash 复制代码

# 查看单个主机
ansible --list-hosts -i inventory web1.example.com

# 查看主机组
ansible --list-hosts -i inventory webservers

# 查看所有主机
ansible --list-hosts -i inventory all

# 树形结构显示清单
ansible-inventory -i inventory --graph

# YAML 格式导出清单
ansible-inventory -i inventory --list -y

3.2 配置文件（ansible.cfg）

控制 Ansible 行为的配置文件，支持多级别优先级（从高到低）：

环境变量 ANSIBLE_CONFIG 指定的文件
当前目录下的 ./ansible.cfg
用户家目录下的 ~/.ansible.cfg
系统默认配置 /etc/ansible/ansible.cfg

常用配置示例（`./ansible.cfg`）

ini 复制代码

[defaults]
# 清单文件路径
inventory = ./inventory
# 远程登录用户
remote_user = laogao
# 并发执行主机数
forks = 10
# 禁用 SSH 主机密钥检查
host_key_checking = False
# 日志文件路径
log_path = /var/log/ansible.log
# 默认模块
module_name = command

[privilege_escalation]
# 启用权限提升（sudo）
become = True
# 提升到 root 用户
become_user = root
# 提权方式
become_method = sudo
# 不提示输入 sudo 密码
become_ask_pass = False

配置验证命令

bash 复制代码

# 查看当前生效的配置文件
ansible --version | grep 'config file'

# 查看所有配置项
ansible-config list

# 查看生效的配置
ansible-config dump

# 查看配置文件内容
ansible-config view

3.3 模块（Modules）

Ansible 的最小功能单元，用于执行具体任务（如文件操作、软件安装、服务管理等）。

常用模块分类

模块类型	代表模块	功能描述
文件操作	copy、file、lineinfile	复制文件、设置文件属性、修改文件内容
软件包	yum、apt、pip	管理系统软件包
服务管理	service、systemd	启动 / 停止 / 重启服务
系统管理	user、group、reboot	管理用户组、重启系统
命令执行	command、shell、raw	执行命令（command 不支持管道 / 重定向）

模块文档查询

bash 复制代码

# 查看模块列表
ansible-doc -l

# 查看指定模块详情（如 copy 模块）
ansible-doc copy

# 查看模块使用示例
ansible-doc -s copy

3.4 Ad-Hoc 命令

临时执行的单个任务命令，无需编写 Playbook，适用于快速测试或简单操作。

命令语法

bash 复制代码

ansible <host-pattern> -m <module> [-a <module-arguments>] [-i <inventory>]

<host-pattern>：主机 / 主机组（如 all、webservers）
-m：指定模块（默认 command 模块）
-a：模块参数
-i：指定清单文件

常用示例

bash 复制代码

# 1. 查看所有受管节点主机名（默认 command 模块）
ansible all -a "hostname"

# 2. 检查操作系统版本
ansible all -a "cat /etc/os-release"

# 3. 查看内存使用情况
ansible all -a "free -h"

# 4. 统计 /etc 目录文件数（需 shell 模块支持管道）
ansible all -m shell -a "ls -l /etc | wc -l"

# 5. 安装 httpd 软件（yum 模块）
ansible webservers -m yum -a "name=httpd state=present"

# 6. 启动并设置 httpd 开机自启（service 模块）
ansible webservers -m service -a "name=httpd state=started enabled=yes"

# 7. 复制本地文件到远程（copy 模块）
ansible all -m copy -a "src=/tmp/local.txt dest=/opt/remote.txt mode=0644"

# 8. 创建用户（user 模块）
ansible all -m user -a "name=newuser uid=1001 state=present"

执行结果颜色说明

绿色：目标主机已为预期状态，无需修改
黄色：命令执行后状态变更，已设置为预期状态
红色：执行过程出错，任务中止

3.5 Playbook

Ansible 的核心功能，用于编排多个任务，支持复杂的运维流程自动化。Playbook 采用 YAML 格式，具有可读性强、可复用的特点。

YAML 语法规则

缩进敏感：同一级别元素缩进一致（推荐 2 个空格）
键值对：key: value（冒号后必须加空格）
列表：用 - 开头表示
注释：# 开头
字符串：可不用引号，特殊字符（如空格、换行）需用引号包裹
多行字符串：| 保留换行，> 折叠换行

Playbook 基本结构

yaml 复制代码

# 示例：部署 Web 服务
- name: 部署 HTTP 服务  # Play 名称
  hosts: webservers     # 目标主机组
  become: True          # 启用权限提升
  tasks:                # 任务列表
    - name: 安装 httpd 和 firewalld  # 任务 1 名称
      yum:               # 模块名
        name:            # 模块参数
          - httpd
          - firewalld
        state: latest    # 确保为最新版本

    - name: 创建测试页面  # 任务 2 名称
      copy:
        content: "Welcome to Ansible Web!\n"
        dest: /var/www/html/index.html

    - name: 启动 firewalld 并放行 HTTP 服务  # 任务 3 名称
      firewalld:
        service: http
        permanent: yes
        state: enabled
        immediate: yes

    - name: 启动 httpd 并设置开机自启  # 任务 4 名称
      service:
        name: httpd
        state: started
        enabled: yes

Playbook 执行命令

bash 复制代码

# 1. 直接执行
ansible-playbook playbook.yaml

# 2. 语法检查（不执行任务）
ansible-playbook --syntax-check playbook.yaml

# 3. 空运行（模拟执行，不修改系统）
ansible-playbook -C playbook.yaml

# 4. 提高输出详细程度（-v 到 -vvvv）
ansible-playbook -v playbook.yaml

# 5. 指定清单文件
ansible-playbook -i inventory playbook.yaml

3.6 变量（Variables）

用于存储可复用数据，简化 Playbook 维护。变量支持多级别定义，优先级从高到低为：

命令行变量（-e 参数）
Playbook 任务级变量
Playbook Play 级变量
主机变量（host_vars）
主机组变量（group_vars）
清单文件变量

变量定义方式

方式 1：命令行定义

bash 复制代码

# 传递变量 package=httpd 并安装
ansible all -e "package=httpd" -m yum -a "name={{ package }} state=present"

方式 2：Play 级变量（vars 关键字）

yaml 复制代码

- name: 测试变量
  hosts: node1
  vars:
    user: joe
    home_dir: /home/joe
  tasks:
    - name: 创建用户 {{ user }}
      user:
        name: "{{ user }}"
        home: "{{ home_dir }}"
        state: present

方式 3：变量文件（vars_files 关键字）

创建变量文件 vars/user.yaml：

yaml 复制代码

user: laowang
home_dir: /home/laowang

在 Playbook 中引用：

yaml 复制代码

- name: 测试变量文件
  hosts: node1
  vars_files:
    - vars/user.yaml
  tasks:
    - name: 创建用户 {{ user }}
      user:
        name: "{{ user }}"
        home: "{{ home_dir }}"
        state: present

方式 4：主机 / 组变量（目录结构）

推荐方式，在项目目录下创建 host_vars 和 group_vars 目录：

plaintext 复制代码

project/
├── ansible.cfg
├── inventory
├── group_vars/
│   └── webservers.yaml  # 主机组变量
├── host_vars/
│   └── node1.yaml       # 主机变量
└── playbook.yaml

group_vars/webservers.yaml：

yaml 复制代码

package: httpd
service: httpd

host_vars/node1.yaml：

yaml 复制代码

package: mariadb-server  # 覆盖组变量

变量引用规则

变量用 {``{ 变量名 }} 引用
若变量作为值的第一个元素，需用引号包裹：
yaml 复制代码
```
# 错误示例
name: {{ user }}
# 正确示例
name: "{{ user }}"
```

数组变量

yaml 复制代码

- name: 测试数组变量
  hosts: node1
  vars:
    users:
      - name: joe
        uid: 1001
        home: /home/joe
      - name: jane
        uid: 1002
        home: /home/jane
  tasks:
    - name: 创建用户 {{ item.name }}
      user:
        name: "{{ item.name }}"
        uid: "{{ item.uid }}"
        home: "{{ item.home }}"
        state: present
      loop: "{{ users }}"  # 循环数组

3.7 事实（Facts）

Ansible 自动从受管节点收集的系统信息（如主机名、IP 地址、内核版本等），可作为变量直接使用。

查看 Facts

bash 复制代码

# 查看所有 Facts
ansible node1 -m setup

# 过滤特定 Facts（如默认 IPv4 地址）
ansible node1 -m setup -a "filter=ansible_default_ipv4"

常用 Facts 示例

Facts 变量	描述
`ansible_facts['hostname']`	短主机名
`ansible_facts['fqdn']`	完全限定域名
`ansible_facts['default_ipv4']['address']`	默认 IPv4 地址
`ansible_facts['kernel']`	内核版本
`ansible_facts['memory_mb']['total']`	总内存（MB）
`ansible_facts['distribution']`	操作系统发行版

在 Playbook 中使用 Facts

yaml 复制代码

- name: 使用 Facts 配置 Nginx
  hosts: webservers
  tasks:
    - name: 配置 Nginx 监听地址
      lineinfile:
        path: /etc/nginx/nginx.conf
        regexp: '^listen'
        line: "listen {{ ansible_facts['default_ipv4']['address'] }}:80;"

关闭 Facts 收集（加快执行速度）

yaml 复制代码

- name: 关闭 Facts 收集
  hosts: webservers
  gather_facts: no  # 关闭自动收集
  tasks:
    # 手动收集特定 Facts（如需）
    - name: 收集网络相关 Facts
      setup:
        gather_subset: network

3.8 敏感数据管理（Ansible Vault）

用于加密存储敏感数据（如密码、API 密钥），避免明文泄露。

常用命令

bash 复制代码

# 1. 创建加密文件
ansible-vault create secret.yaml
# 输入密码后，编辑文件内容（YAML 格式）：
# password: Huawei@123
# db_user: root

# 2. 查看加密文件
ansible-vault view secret.yaml
# 或通过密码文件自动输入密码
ansible-vault view --vault-password-file=pass.txt secret.yaml

# 3. 编辑加密文件
ansible-vault edit secret.yaml

# 4. 加密现有文件
ansible-vault encrypt plain.yaml

# 5. 解密文件
ansible-vault decrypt secret.yaml

# 6. 修改加密文件密码
ansible-vault rekey secret.yaml

在 Playbook 中使用加密文件

yaml 复制代码

- name: 部署数据库并配置密码
  hosts: dbservers
  vars_files:
    - secret.yaml  # 引用加密文件
  tasks:
    - name: 安装 mariadb-server
      yum:
        name: mariadb-server
        state: present

    - name: 设置数据库 root 密码
      mysql_user:
        name: root
        password: "{{ password }}"  # 引用加密变量
        host: '%'
        priv: '*.*:ALL'
        state: present

执行带加密文件的 Playbook

bash 复制代码

# 交互输入密码
ansible-playbook playbook.yaml --ask-vault-pass

# 通过密码文件输入
ansible-playbook playbook.yaml --vault-password-file=pass.txt

# 在 ansible.cfg 中配置密码文件路径（永久生效）
echo "vault_password_file = ./pass.txt" >> ansible.cfg
ansible-playbook playbook.yaml

四、常用文件操作模块实战

4.1 file 模块（文件 / 目录管理）

yaml 复制代码

- name: 文件操作示例
  hosts: all
  tasks:
    # 1. 创建文件并设置权限
    - name: 创建测试文件
      file:
        path: /tmp/testfile
        owner: root
        group: root
        mode: 0644  # 权限（必须带前导 0）
        state: touch

    # 2. 创建目录（递归）
    - name: 创建 /webdev 目录
      file:
        path: /webdev
        owner: apache
        group: apache
        mode: 0755
        state: directory

    # 3. 删除文件
    - name: 删除测试文件
      file:
        path: /tmp/testfile
        state: absent

4.2 copy 模块（文件复制）

yaml 复制代码

- name: 复制文件示例
  hosts: webservers
  tasks:
    # 1. 复制本地文件到远程
    - name: 复制 Nginx 配置文件
      copy:
        src: /etc/nginx/nginx.conf  # 本地文件路径
        dest: /etc/nginx/nginx.conf  # 远程文件路径
        owner: root
        group: root
        mode: 0644
        backup: yes  # 覆盖前备份原文件（后缀为时间戳）

    # 2. 直接写入内容到远程文件
    - name: 创建自定义 index.html
      copy:
        content: |
          <html>
            <head><title>Ansible Test</title></head>
            <body><h1>Hello from {{ ansible_facts['hostname'] }}</h1></body>
          </html>
        dest: /var/www/html/index.html

4.3 lineinfile 模块（单行文本修改）

yaml 复制代码

- name: 单行文本操作示例
  hosts: webservers
  tasks:
    # 1. 确保文件中存在特定行
    - name: 添加时区配置
      lineinfile:
        path: /etc/profile
        line: "export TZ=Asia/Shanghai"
        state: present

    # 2. 在指定行前插入
    - name: 在 Listen 80 前插入 Listen 8080
      lineinfile:
        path: /etc/httpd/conf/httpd.conf
        line: "Listen 8080"
        insertbefore: '^Listen 80'
        state: present

    # 3. 替换匹配的行
    - name: 注释掉 Listen 80
      lineinfile:
        path: /etc/httpd/conf/httpd.conf
        regexp: '^Listen 80'
        line: '#Listen 80'
        state: present

4.4 blockinfile 模块（多行文本块操作）

yaml 复制代码

- name: 多行文本操作示例
  hosts: webservers
  tasks:
    # 1. 向文件添加多行文本块
    - name: 配置 Apache 虚拟主机
      blockinfile:
        path: /etc/httpd/conf/httpd.conf
        block: |
          <VirtualHost *:80>
              ServerName web.example.com
              DocumentRoot /var/www/example
              ErrorLog /var/log/httpd/example_error.log
              CustomLog /var/log/httpd/example_access.log combined
          </VirtualHost>
        state: present
        marker: "# {mark} ANSIBLE MANAGED BLOCK - VirtualHost"  # 标记注释

4.5 fetch 模块（从远程获取文件）

yaml 复制代码

- name: 从远程获取文件示例
  hosts: dbservers
  tasks:
    # 收集远程主机的日志文件到控制节点
    - name: 获取 MariaDB 日志
      fetch:
        src: /var/log/mariadb/mariadb.log  # 远程文件路径（必须是文件）
        dest: /tmp/backup/  # 控制节点存储路径（会自动创建主机名子目录）
        flat: no  # 保留目录结构（默认 no）

Ansible部署、核心概念与操作指南