Ansible课程

一、Ansible 基础概念

1. 是什么

Ansible 是开源自动化运维工具 ，由红帽收购；基于 Python 开发，无 Agent（无客户端），采用 SSH 协议通信，不需要在被管理机器安装代理程序。

对比 SaltStack（可选 agent）、Puppet（C/S 架构）

2. 核心特性

无 Agent，仅主控机安装 ansible
模块化设计，所有操作依靠模块实现
支持 YAML 编写 Playbook，可读性强
支持临时命令（Ad-hoc）+ 批量脚本（Playbook）
幂等性：重复执行不会产生副作用（理想模块）
支持 Linux/Windows/ 网络设备、云主机 (AWS/Aliyun)

3. 架构组成

控制节点（主控）：安装 ansible，发起任务
被管理节点（被控主机）：只需开启 ssh
Inventory（主机清单）：定义管理哪些机器
Modules（模块）：执行最小单元（文件、服务、yum 等）
Plugins（插件）：扩展功能（连接、回调、过滤）
Playbooks：YAML 任务剧本，编排多个模块
Roles：Playbook 规范化目录结构，实现复用

二、安装与基础环境

安装方式

复制代码

# CentOS/RHEL
yum install ansible
# Ubuntu
apt install ansible
# pip安装（新版本）
pip install ansible

查看版本

复制代码

ansible --version

默认配置文件路径：

主配置：/etc/ansible/ansible.cfg
默认主机清单：/etc/ansible/hosts

最佳实践：项目内自定义 ansible.cfg，优先读取当前目录配置，不修改全局配置。

三、Inventory 主机清单

1. 静态 Inventory（ini 格式，最常用）

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# 单个主机
192.168.1.100
# 分组
[web]
192.168.1.101 ansible_user=root ansible_port=22
192.168.1.102 ansible_user=root ansible_ssh_pass=123456

[db]
192.168.1.103

# 组嵌套
[all_server:children]
web
db

常用内置变量：

ansible_user：ssh 登录用户
ansible_port：ssh 端口
ansible_ssh_pass：密码（生产建议密钥登录）
ansible_private_key_file：私钥路径

2. 动态 Inventory

从云平台、CMDB API 动态获取主机列表，输出 JSON 格式。

常用匹配规则

all：所有主机
* 通配符
: 或；:& 交集；:! 排除

ansible web:db -m ping
ansible web:&db -m ping
ansible all:!db -m ping

四、Ad-hoc 临时命令

语法：

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ansible 主机组 -m 模块名 -a "模块参数"

高频示例

复制代码

# 连通性测试 ping模块
ansible web -m ping

# 执行shell命令
ansible web -m shell -a "df -h"

# 复制文件
ansible web -m copy -a "src=/tmp/a.txt dest=/tmp/"

# 创建目录
ansible web -m file -a "path=/data state=directory"

# 安装软件
ansible web -m yum -a "name=nginx state=present"

# 启动服务
ansible web -m service -a "name=nginx state=started enabled=yes"

shell vs command 模块区别

command：默认模块，不支持管道、重定向、变量，安全性高
shell：调用 /bin/sh，支持管道|、>、&&

五、模块（核心！）

常用内置模块清单

模块	作用
ping	测试连通性
command	执行简单命令（无 shell 特性）
shell	执行 shell 命令，支持管道
copy	主控→被控推送文件
fetch	被控→主控拉取文件（只能单个文件）
file	创建 / 删除文件、目录、修改权限
yum/apt	软件包管理
service/systemd	管理系统服务
user/group	用户、用户组管理
lineinfile	修改单行文本（替换、插入）
blockinfile	插入 / 修改一段多行文本
mount	挂载磁盘
cron	定时任务
template	模板渲染（支持 jinja2）
get_url	被控主机下载网络文件

查看模块文档：ansible-doc 模块名

六、Playbook 剧本 YAML 语法

基础语法要点

YAML 缩进必须空格，不能 tab
--- 开头，#注释
key: value 冒号后必须空格

最简 Playbook 示例 site.yml

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---
- name: 部署nginx
  hosts: web
  become: true          # 开启sudo提权
  gather_facts: true    # 收集被控主机信息（facts变量）

  tasks:
    - name: 安装nginx
      yum:
        name: nginx
        state: present

    - name: 启动并开机自启
      service:
        name: nginx
        state: started
        enabled: yes

运行命令：

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ansible-playbook site.yml
# 模拟执行，不真实操作
ansible-playbook --check site.yml
# 指定密钥
ansible-playbook --private-key=/root/id_rsa site.yml

Playbook 核心关键字

hosts：目标主机组
become: yes：sudo 提权（等价于 -b 参数）
gather_facts：是否收集主机系统信息
tasks：任务列表
handlers：触发器，只有被 notify 触发才执行（常用于重载服务）
vars：定义变量
vars_files：引入外部变量文件
roles：调用角色

Handlers 触发器示例

复制代码

tasks:
  - name: 修改nginx配置
    copy:
      src: nginx.conf
      dest: /etc/nginx/nginx.conf
    notify: restart nginx

handlers:
  - name: restart nginx
    service:
      name: nginx
      state: restarted

Template 极简总结（含示例 + 渲染效果）

核心要点

template 模块 ：基于 Jinja2 渲染模板，实现差异化配置，模板后缀习惯 .j2
copy vs template
- copy：直接复制，不解析变量
- template：先渲染变量、判断、循环，再下发
Jinja2 标记
- {``{ 变量 }} 输出值
- {% if/for %} 逻辑控制
- {# 注释 #} 最终文件不会出现
Role 规范：templates/ → template；files/ → copy
参数：backup: true 更新前备份原配置

示例

1. 模板文件 nginx.conf.j2

复制代码

worker_processes {{ ansible_processor_vcpus }};
listen {{ http_port | default(80) }};
{# 环境判断 #}
{% if env == "prod" %}
keepalive_timeout 60;
{% else %}
keepalive_timeout 10;
{% endif %}

2. Playbook 调用

复制代码

vars:
  env: prod
  http_port: 8080

tasks:
  - name: 下发nginx配置
    template:
      src: nginx.conf.j2
      dest: /etc/nginx/nginx.conf
      mode: '0644'
      backup: true

✅ 渲染后被控机器最终文件效果

复制代码

worker_processes 2;
listen 8080;

keepalive_timeout 60;

说明： ansible_processor_vcpus 取自 facts（本机 CPU 核心数）； env=prod 命中 if 分支；端口使用变量 8080。

七、Ansible 变量 Variable

7.1 变量作用

用来存放动态信息（主机 IP、用户名、软件版本、端口、路径等），统一一处定义，多处引用；修改变量即可批量变更配置，避免硬编码。引用语法：{``{ 变量名 }}

注意：YAML 中如果{``{ }}开头，建议加引号防止语法解析异常："{``{ pkg_name }}"

7.2 变量的分类 + 定义方式（按出现位置划分）

1. Inventory 清单变量

可以给单台主机 或者整个主机组定义变量

复制代码

# 主机变量（只生效这一台）
[web]
192.168.1.100 ansible_user=root pkg=nginx

# 组变量（组内所有主机生效）
[web:vars]
service_port=80
env=prod

2. Play 级别变量（写在 playbook 中）

方式① vars 直接定义

复制代码

- hosts: web
  vars:
    pkg_name: nginx
    listen_port: 80

方式② vars_files 引入外部变量文件

适合变量很多时拆分，单独写 yml 存放变量：

复制代码

- hosts: web
  vars_files:
    - vars/common.yml
    - vars/db.yml

3. Role 角色变量（工程化使用）

defaults/main.yml：角色默认变量，优先级最低，允许外部覆盖
vars/main.yml：角色内置变量，优先级高于 defaults

4. 任务级变量（task 内 vars）

只在当前这一个 task 生效，局部变量

复制代码

tasks:
  - name: 安装软件
    yum:
      name: "{{ pack }}"
      state: present
    vars:
      pack: nginx

5. 命令行传入变量（最高优先级）

使用 -e / --extra-vars，临时覆盖所有地方定义的变量

复制代码

# 单个变量
ansible-playbook deploy.yml -e "pkg_name=httpd"
# 多个变量
ansible-playbook deploy.yml -e "pkg_name=httpd;port=8080"
# 加载外部变量文件
ansible-playbook deploy.yml -e @var.json

6. Facts 内置自动变量（特殊变量）

当 gather_facts: true ，Ansible 自动采集被控主机信息，存入变量，无需手动定义。常见 facts：

ansible_os_family：系统系列（RedHat/Debian）
ansible_default_ipv4.address：默认网卡 IP
ansible_memtotal_mb：总内存
ansible_processor_vcpus：CPU 核心数

优化：不需要系统信息时 gather_facts: false，减少执行耗时

7.3 变量优先级【重中之重，面试高频】

规则：范围越小、越临时定义，优先级越高；高优先级覆盖低优先级 从低 → 高排序：

role defaults/main.yml（最低）
Inventory 组变量
Inventory 主机变量
Play 中 vars /vars_files
role vars/main.yml
task 内部 vars
命令行 -e 传入变量（最高）

Facts 不属于上述优先级体系，是系统采集的只读信息，不能直接覆盖。

7.4 特殊变量 hostvars /groups/inventory_hostname

inventory_hostname：当前执行任务的主机在 inventory 里的名称
groups['web']：获取 web 组下所有主机列表
hostvars['192.168.1.100']['ansible_user']：读取另外一台主机的变量常用于多主机之间互相引用信息（例如配置集群，获取其他节点 IP）

7.5 变量加密 ansible-vault

变量文件如果存放数据库密码、密钥等敏感信息，明文不安全。

复制代码

# 加密文件
ansible-vault encrypt secret.yml
# 编辑加密文件
ansible-vault edit secret.yml
# 解密
ansible-vault decrypt secret.yml
# 运行playbook时输入密码
ansible-playbook deploy.yml --ask-vault-pass

7.6 Jinja2 和变量配合

template 模块加载 .j2 模板文件，支持变量渲染、判断、循环 nginx.conf.j2 示例：

复制代码

worker_processes {{ ansible_processor_vcpus }};
listen {{ listen_port }};

八、条件判断 & 循环

1. when 条件

复制代码

- name: CentOS安装nginx
  yum: name=nginx state=present
  when: ansible_os_family == "RedHat"

支持多条件 and / or

2. 循环 with_items（新版推荐 loop）

复制代码

tasks:
  - name: 创建多个目录
    file:
      path: "{{ item }}"
      state: directory
    loop:
      - /data
      - /logs

九、Ansible 常用参数汇总

复制代码

-i  指定inventory文件
-m  指定模块
-a  模块参数
-b  --become  sudo提权
-K  --ask-become-pass 输入sudo密码
-C  --check 模拟运行（干跑）
-v / -vv / -vvv 输出详细日志
-e  传入额外变量
--limit 限定主机 ansible-playbook site.yml --limit 192.168.1.101

十、易混淆知识点总结

copy vs template copy：原样传输文件；template：Jinja2 渲染变量
fetch vs copy copy：主控→被控；fetch：被控→主控（仅支持单个文件）
handlers：只有 notify 触发，且所有任务执行完成后统一执行
幂等性：尽量使用官方模块；shell 命令很难做到幂等
静态 inventory vs 动态 inventory：静态适合固定服务器，动态适配云环境

十一、完整操作示例:

1.安装

复制代码

yum install -i ansible

2.编辑inventory清单

复制代码

[web]
192.168.118.101
192.168.118.102

[web:vars]
env=prod

vars.yml（外部变量）

http_port: 80
software: nginx
nginx.conf.j2 模板

worker_processes {{ ansible_processor_vcpus }};
events {
worker_connections 1024;
}
http {
server {
listen {{ http_port }};
{# 判断环境 #}
{% if env == "prod" %}
server_name prod.test.com;
{% else %}
server_name test.test.com;
{% endif %}
root /usr/share/nginx/html;
}
}

渲染完成后被控端生成效果

复制代码

worker_processes 2;
events {
    worker_connections 1024;
}
http {
    server {
        listen 80;
        server_name prod.test.com;
        root /usr/share/nginx/html;
    }
}

index.html 静态文件

Hello Ansible Demo
deploy.yml 主剧本playbook
- name: 批量部署nginx
  hosts: web
  become: true
  vars_files:
  - vars.yml
  tasks:
  - name: 安装nginx
    yum:
    name: "{{ software }}"
    state: present
  - name: 推送nginx模板配置
    template:
    src: nginx.conf.j2
    dest: /etc/nginx/nginx.conf
    mode: '0644'
    backup: true
    notify: 重启nginx
  - name: 推送首页静态文件
    copy:
    src: index.html
    dest: /usr/share/nginx/html/index.html
  handlers:
  - name: 重启nginx
    service:
    name: nginx
    state: restarted
    enabled: yes
执行命令

模拟运行，不真实修改

ansible-playbook deploy.yml --check

正式执行

ansible-playbook deploy.yml

临时修改变量覆盖配置

ansible-playbook deploy.yml -e "http_port=8080"
Ad-hoc 测试连通性（前置验证）

ansible web -m ping

一、Ansible 基础概念

1. 是什么

2. 核心特性

3. 架构组成

二、安装与基础环境

三、Inventory 主机清单

1. 静态 Inventory（ini 格式，最常用）

2. 动态 Inventory

四、Ad-hoc 临时命令

五、模块（核心！）

六、Playbook 剧本 YAML 语法

Template 极简总结（含示例 + 渲染效果）

核心要点

示例

1. 模板文件 nginx.conf.j2

2. Playbook 调用

✅ 渲染后被控机器最终文件效果

七、Ansible 变量 Variable

7.1 变量作用

7.2 变量的分类 + 定义方式（按出现位置划分）

1. Inventory 清单变量

2. Play 级别变量（写在 playbook 中）

方式① vars 直接定义

方式② vars_files 引入外部变量文件

3. Role 角色变量（工程化使用）

4. 任务级变量（task 内 vars）

5. 命令行传入变量（最高优先级）

6. Facts 内置自动变量（特殊变量）

7.3 变量优先级【重中之重，面试高频】

7.4 特殊变量 hostvars /groups/inventory_hostname

7.5 变量加密 ansible-vault

7.6 Jinja2 和变量配合

八、条件判断 & 循环

1. when 条件

2. 循环 with_items（新版推荐 loop）

九、Ansible 常用参数汇总

十、易混淆知识点总结

十一、完整操作示例:

Hello Ansible Demo

模拟运行，不真实修改

正式执行

临时修改变量覆盖配置