Ansible自动化运维：从入门到精通 - 详解

一、ansible介绍

Ansible是一个开源软件，提供配置管理和应用程序部署等项目通用的管理功能。它主要运行在类Unix系统上，通过特性语言来描述各种资源对象，进而管理类Unix系统和Microsoft Windows系统等系统资源。
它是由Michael DeHaan基于Python语言编写而成，2012年发布第一个版本，并于2015年10月被Red Hat收购，目前的最新版本是2.18.6。它与其他同类的自动化管理工具的不同在于，Ansible是无代理的(即采用的是"拉模式")-通过SSH协议的方式来完成工作。

1.ansible的工作原理

控制节点（装有 Ansible 的机器）通过 SSH（Linux）或 WinRM（Windows） 与被管理节点通信，默认无需安装代理，靠系统自带的 Python 和 SSH 服务执行指令；
三大核心要素包括：Inventory（定义被管理节点清单）、Playbook（以 YAML 编写的自动化任务编排脚本）和 Modules（执行具体操作的功能单元）。控制节点调用模块，通过通信协议将任务推送到被管理节点并返回执行结果，实现无代理的自动化运维。

2.主机清单的核心作用

定义被管主机列表：IP、域名、别名，一个不能少；
按业务角色分组：比如 web、db、cache，不同组执行不同 Playbook；
绑定变量：比如 web 组用 Nginx，db 组要调大 vm.dirty_ratio，直接在清单里写，不用改 Playbook；
支持动态扩展：对接 CMDB（开源用 Nacos/Consul），机器自动上下线，Ansible 自动感知。

如何分组管理

静态清单示例（`inventory.ini`）

# 定义单个主机（可带别名和连接参数）
jumpserver ansible_host=10.0.0.1 ansible_user=ops
# 分组：前端 Web 服务器
[prod_web]
web01 ansible_host=10.0.1.10
web02 ansible_host=10.0.1.11
web03 ansible_host=10.0.1.12
# 分组：MySQL 主从
[prod_db]
db-master ansible_host=10.0.2.10
db-slave1 ansible_host=10.0.2.11
db-slave2 ansible_host=10.0.2.12
# 组变量：所有 Web 服务器共用配置
[prod_web:vars]
ansible_user=webuser
nginx_worker_processes=8
kernel_tcp_tw_reuse=1
# 组变量：DB 专用调优
[prod_db:vars]
ansible_user=dba
vm_swappiness=1
innodb_buffer_pool_size=12G
# 嵌套组：把 web 和 db 合并成全站组（用于全局操作）
[prod_all:children]
prod_web
prod_db

3.命令与playbook对比

核心区别一句话：

Ad-hoc 是“一次性操作”，Playbook 是“工业化交付”。

对比项	Ad-hoc 命令	Playbook
形式	命令行一行搞定	YAML 文件，结构化任务流
幂等性	难保证（尤其用 `shell` 模块）	天然支持（模块设计+状态检查）
可复用	无法版本管理	Git 管控，团队共享
错误处理	简单，失败就停	支持 `ignore_errors`、`block/rescue`
回滚能力	无	可配 `handlers` 或独立 rollback 任务
变量/逻辑	极弱	支持变量、循环、条件判断、模板渲染

二、YAML 文件：现代 DevOps 的通用数据契约语言

YAML 不是“配置文件语法”，而是现代 DevOps 的通用数据契约语言。
从 Ansible Playbook 到 Kubernetes 资源定义，再到 SREWorks 编排任务，YAML 是传递“系统应该长什么样”的核心载体。

1. YAML 核心规则

YAML（YAML Ain’t Markup Language）是一种结构化数据序列化格式，比 JSON 更易读，比 XML 更简洁。

必须掌握的 5 条铁律

规则	正确示例	错误示例	后果
1. 缩进代表层级（必须用空格，禁用 Tab）	`tasks:` `- name: test`	使用 Tab 缩进	Ansible 直接报错
2. 冒号后必须跟空格	`port: 80`	`port:80`	解析失败
3. 列表用 `-`（短横 + 空格）	`- web01` `- web02`	`-web01`	被当作字符串
4. 字符串可不加引号（但含特殊字符必须加）	`msg: Hello` `path: "/tmp/file with space"`	`path: /tmp/file with space`	被拆成多个 token
5. 多行文本用 `	`（保留换行）或` >`（折叠换行）	`banner: Welcome to SRE`	用 `\n` 拼接

2. 常用软件 YAML 文件用途对照表（阿里生产级）

软件 / 平台	YAML 文件典型用途	文件示例名	关键特点	阿里等效实践
Ansible	定义自动化任务流	`deploy.yml` `roles/nginx/tasks/main.yml`	声明式任务、变量、handler	SREWorks 自动化编排底座
Kubernetes	定义 Pod/Service/Deployment 等资源	`deployment.yaml` `service.yaml`	声明式 API、Label/Selector	飞天 ACK 集群标准交付格式
Docker Compose	定义多容器应用	`docker-compose.yml`	服务依赖、网络、卷映射	内部开发环境快速启停
Prometheus	配置监控目标与告警规则	`prometheus.yml` `alert-rules.yml`	`scrape_configs`、`rule_files`	鹰眼监控底层配置
GitLab CI / Jenkins Pipeline	定义 CI/CD 流水线	`.gitlab-ci.yml` `Jenkinsfile`（部分 YAML）	`stages`、`jobs`、`artifacts`	代码提交自动触发 Ansible
Helm (K8s 包管理)	定义 Chart 模板与默认值	`values.yaml` `templates/deployment.yaml`	模板渲染、版本管理	内部中间件一键部署
OpenTelemetry Collector	配置遥测数据采集	`otel-collector.yaml`	`receivers / processors / exporters`	全链路追踪数据接入
Terraform（HCL 兼容 YAML）	声明云资源（较少用，但支持）	`main.tf.json`（可转 YAML）	`provider / resource`	混合云资源编排

关键：
Ansible 和 Kubernetes 是 YAML 重度用户：一个管“机器状态”，一个管“应用状态”。
所有 YAML 文件的共同点：描述“期望状态”（Desired State），而非“如何到达”。
阿里内部规范：所有 YAML 必须通过 Schema 校验（如 kubeval、ansible-lint），否则禁止合入。

3. YAML 高级技巧

① 锚点（Anchor）与引用（Alias）——避免重复

defaults: &defaults
  timeout: 30
  retries: 3
web:
  <<: *defaults      # 继承 defaults
  port: 80
db:
  <<: *defaults
  port: 3306

② 多文档分隔（`---`）——一个文件多个资源

# k8s-deploy.yaml
---
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: web
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: web-svc

③ 变量插值（Jinja2 in Ansible）

# Ansible Playbook 中
tasks:
  - name: Set max connections
    lineinfile:
      path: /etc/myapp.conf
      line: "max_conn = {{ ansible_processor_vcpus * 100 }}"

④ 使用 `yamllint` 校验格式

# 安装
pip install yamllint
# 创建含 Tab 的 test.yaml，运行校验
yamllint test.yaml  # 会报缩进错误
# 验证多 Play 文件是否合法
# 把 Playbook 用 --- 分成两个 Play，仍可正常执行

4. YAML 文件书写最佳实践

① 按场景分类的 YAML 生成工具

1. Kubernetes 资源生成

工具	命令示例	说明	阿里实践
`kubectl create deploy --dry-run=client -o yaml`	`bash<br>kubectl create deploy demo --image=nginx --dry-run=client -o yaml > demo.yaml`	需 kubectl ≥ v1.18；旧版可手写基础模板	新人培训标准起点
`kustomize`	`bash<br>kustomize create --resources=deploy.yaml && kustomize build`	无需模板引擎，靠 overlay 覆盖差异化配置	飞天 ACK 多环境交付标准
`helm template`	`bash<br>helm create myapp && helm template myapp`	支持变量、条件、循环，适合复杂中间件	OceanBase、RocketMQ 等统一用 Helm 封装

注：kubectx / kubens 不生成 YAML，仅用于切换集群上下文（context）和命名空间（namespace），确保操作环境正确。

2. Ansible Playbook / Role 生成

工具	命令示例	用途
`ansible-galaxy init`	`bash<br>ansible-galaxy init roles/nginx`	自动生成标准 Role 目录结构（含 tasks/handlers/vars）
VS Code + Ansible 插件	安装官方 "Ansible" 插件	实时语法高亮、自动补全、错误提示

3. 通用 YAML 结构生成（JSON 转换 / 脚本化）

工具	命令示例	说明
`yq`（v4+）	```bash # JSON 转 YAML echo '{"port":80}'	yq -o yaml # 显式指定格式 echo '{"port":80}'
Python 脚本	`bash<br>python3 -c "import yaml, sys; print(yaml.dump({'port':80}))"`	适合嵌入自动化流水线

4. 可视化编辑器（学习 / 脱敏演练）

工具	说明	安全提示
Killercoda / Monokle	交互式 K8s YAML 编辑与验证	仅用于学习或脱敏配置，严禁粘贴含 secrets、tokens、内网 IP、数据库密码等生产敏感信息！
VS Code + YAML 插件	本地编辑，支持 Schema 校验	推荐作为生产环境唯一可视化工具

② 禁止行为

手动复制粘贴 YAML → 缩进/空格错误率超 60%（内部故障统计）；
用非代码编辑器写 YAML（如 Word / 记事本）→ 引入不可见字符；

未经校验提交 YAML → 所有文件必须通过以下校验：

yamllint *.yaml
kubeval --strict *.yaml        # Kubernetes
ansible-lint playbook.yml      # Ansible

③ 推荐工作流（行动建议）

# 1. 生成 K8s Deployment（确保 kubectl >= 1.18）
kubectl create deploy demo --image=nginx --dry-run=client -o yaml > demo.yaml
# 2. 生成 Ansible Role
ansible-galaxy init roles/demo
# 3. 安装并校验工具
pip install yamllint ansible-lint
yamllint demo.yaml
# 4. JSON 转 YAML（正确 yq 用法）
echo '{"max_conn":1000}' | yq -o yaml

总结：YAML 是 DevOps 的“通用语言”，掌握其规则、工具链与安全规范，是构建可靠自动化体系的基础。
记住：不是写 YAML，而是声明“系统应有的样子”。

传送门：Ansible安装https://blog.csdn.net/m0_66705547/article/details/153786846

posted @ 2025-11-22 17:10 yangykaifa 阅读(81) 评论(0) 收藏举报

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