如果是一名服务端程序员，开发最多程序应该为服务器端应用程序，而服务器端端应用程序大部分部署在 Linux 操作系统之上，在 Linux 上部署应用和管理 Linux 系统大部分都是使用 SSH 端方式管理。这篇文章要介绍的是 Ansible 自动化运行工具，它可以帮助我们自动化各种 IT 任务，从部署应用程序和服务到协调网络设备和云资源的管理，个人感觉相比 K8s 的设计 Ansible 更贴合的是物理机器设计的管理软件。

上图为 ansible 的软件架构图。

安装 Ansible

Ansible 目前支持类 RHEL 发行版本系列系统，大部分默认的系统镜像软件默认是不带有 ansible 服务程序，需要自己手动安装，需要从 Extra Packages for Enterprise Linux 扩展软件仓库中获取，首先要配置 epel 软件仓库最新的地址，执行下面命令：

sudo yum install -y epel-release
# 安装 ansible 服务软件
yum install -y ansible
# 检查是否成功安装
ansible --version

以上是 ansible 常用的主要命令行参数信息。

初始化集群

首先 Ansible 是基于 SSH 协议进行通信的，我们必须将管理节点的 SSH 公钥传送到被控制子节点中，从而实现免密码登录到远程其他子节点主机，首先要创建 SSH 密钥对，执行下面命令：

# 生成 ssh 密钥对
ssh-keygen -t rsa -b 2048 -C "管理员邮箱地址"
# 复制公钥到远程子主机上
ssh-copy-id 192.168.31.86

#!/bin/bash

# 设置公钥路径和远程主机列表文件的路径
public_key_path="/root/.ssh/id_rsa.pub"
remote_hosts_file="/remote/hosts.txt"

# 读取远程主机列表
remote_hosts=$(cat "$remote_hosts_file")

# 循环遍历远程主机并将公钥复制到其中
for host in $remote_hosts; do
  # 将公钥复制到远程主机
  ssh-copy-id -i "$public_key_path" "$host" <<EOF
your_password
EOF
done

上面编写了一段代码，将 /root/.ssh/id_rsa.pub 文件逐个复制到 /remote/hosts.txt 文件中的主机中，hosts.txt 文件里面内容为主机 IP 地址信息，内容如下：

192.168.31.1
192.168.31.2
node1.jdk.world

这样一来，复制密钥的操作就完成自动化了，几千台主机操作也没有问题。

资产管理

Ansible 服务程序将所有受管理的节点称之为 资产 ，有静态资产和动态资产之分，静态资产可以认为是将远程受管理的的节点 IP 写入一个固定的文件中保存，而动态资产可以在运行过程中动态从远程服务器或者数据库中加载。

# 手动管理，在指定的机器运行 ping 模块，并且收集结果
ansible all -i 192.168.31.171,node1.jdk.world -m ping

# inventory.ini 文件例子
[webservers]
web1 ansible_host=172.16.19.132 ansible_user=root ansible_password=123456

[dbservers]
db1 ansible_host=192.168.31.96 ansible_user=root ansible_password=123456
db2 ansible_host=192.168.31.213 ansible_user=root ansible_password=123456

上面定义两组服务器类型 webservers 和 dbservers ，每个组都包含一个或多个主机，对于每个主机使用了 ansible_host 、ansible_user 和 ansible_password 变量来定义这些连接信息，此种方式存在很大弊端，密码被明文存储在文件中，如果意外泄露导致机器账号和密码泄露。

# 对所有子主机执行 ping 模块
ansible all -i inventory.ini -m ping
# 安装分组来执行 ping 模块
ansible dbservers -i inventory.ini -m ping
# 通过结构化输出展示机器信息
ansible-inventory --graph
# 查看节点信息列表
ansible all --list-hosts

[web]
172.16.19.132
[db]
192.168.31.96
192.168.31.213

# 其他子组，组成的组
[all:children]
web
db

# 全局变量
[all:vars]
ansible_user=root
ansible_password=123456

对于保存好的资产文件，在操作的时候可以根据类型对资源进行控制和操作，这个过程称之为 资源选择 ：

# 全部的服务器
ansible all -i inventory.ini -m ping
# 针对于 web 服务器组
ansible web -i inventory.ini -m ping
# 针对于 db 服务器组
ansible db -i inventory.ini -m ping

模块系统

Ansible 功能的多样性就取决于它设计的模块系统，模块可以认为是一个功能的集合，不同的模块可以实现不同功能。默认 ansible 有一些基础的核心模块，也有扩展模块，另外还可以用户自定义模块，对应的是用户自定义功能实现。如果需要查看内部支持的模块说明可以使用 ansible-doc -l 命令可以列出所有的模块信息，如果要查看某个特定的模块信息可以使用 ansible-doc module_name 命令。

# 添加端口到 web 资产主机上
[root@cs9 ~]# ansible web -i inventory02.ini -m firewalld -a "port=8080/tcp permanent=true state=enabled immediate=true"
172.16.19.132 | CHANGED => {
    "ansible_facts": {
        "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python3"
    },
    "changed": true,
    "msg": "Permanent and Non-Permanent(immediate) operation, Changed port 8080/tcp to enabled"
}
# 立即实现防火墙 
[root@cs9 ~]# ansible web -i inventory02.ini -m command -a "firewall-cmd --reload"
172.16.19.132 | CHANGED | rc=0 >>
success

[web]
172.16.19.132
[db]
192.168.31.96
192.168.31.213

# 其他子组，组成的组
[all:children]
web
db

# 全局变量
[all:vars]
ansible_user=root
ansible_password=123456

# 变量定义
[web:vars]
http_port=8080

这样就可以使用 -a 参数来获取变量的值了：

# 获取预定义的变量 http_port
[root@cs9 ~]# ansible web -i inventory03.ini -a 'echo "{{http_port}}"'
172.16.19.132 | CHANGED | rc=0 >>
8080

-a 参数类似于 -m shell ，类似于默认的 shell 模块，可以不需要添加 shell 模块，默认 -a 即可。

PlayBook 文件

在 ansible 中的 Playbook 文件的格式为 yaml ，必须严格按照 yaml 格式才能被正常解析和运行，命名为 playbook.yml 或者其他你喜欢的名称，用于定义 ansible 任务的执行步骤、主机和变量等信息，可以帮助自动化部署、配置和管理远程主机。

---
- hosts: webserver # 针对哪些资产启作用，多个服务器名称可以使用逗号隔开
  vars:  # 定义变量
    http_port: 80
  tasks: # 执行任务计划集合
    - name: Install Apache # 任务的名称
      yum: # 任务所使用的模块，yum 软件管理
        name: httpd
        state: present
    - name: Start Apache
      service:
        name: httpd
        state: started
        enabled: true

Role 规则

在 ansible 通过角色功能，这里角色是指定的是一些功能可以复用，单独抽象成为一个角色类模块化，简单来说就把一些常用的功能模块化在需要使用的时候可以加载，类似于编程中函数封装实现类似，分装成为可复用的对象。

my_role/
├── README.md          # 角色的说明文档
├── defaults/          # 默认变量
│   └── main.yml
├── files/             # 需要在远程主机上复制的文件
├── handlers/          # 处理器
│   └── main.yml
├── meta/              # 元数据
│   └── main.yml
├── tasks/             # 任务
│   ├── install.yml    # 安装软件包
│   ├── config.yml     # 配置文件
│   └── service.yml    # 启动服务
├── templates/         # 模板文件
├── tests/             # 测试用例
│   ├── inventory      # 测试的主机清单
│   └── test.yml       # 测试任务
└── vars/              # 变量
    └── main.yml

#!/bin/bash

# 创建目录结构
mkdir -p roles/tomcat/{tasks,templates,vars,files,defaults,meta}

# 循环创建目录中的文件
for d in `ls roles/tomcat/` 
do
    touch ${d}/main.yml
done

- name: 安装Java
  yum:
    name: "{{ java_package_name }}"
    state: present

- name: 下载Tomcat
  get_url:
    url: "{{ tomcat_download_url }}"
    dest: "/opt/apache-tomcat-{{ tomcat_version }}.tar.gz"

- name: 解压Tomcat
  unarchive:
    src: "/opt/apache-tomcat-{{ tomcat_version }}.tar.gz"
    dest: /opt/
    remote_src: yes
    creates: "/opt/apache-tomcat-{{ tomcat_version }}"

- name: 配置Tomcat
  template:
    src: tomcat.service.j2
    dest: /etc/systemd/system/tomcat.service

- name: 设置Tomcat权限
  file:
    path: "/opt/apache-tomcat-{{ tomcat_version }}"
    mode: 0755
    state: directory
    recurse: yes

- name: 启动Tomcat
  systemd:
    name: tomcat
    state: started
    enabled: yes

- name: 添加8080端口
  firewalld:
    port: 8080/tcp
    permanent: yes
    state: enabled
    immediate: yes

[Unit]
Description=Tomcat
After=syslog.target network.target

[Service]
Type=forking
Environment=CATALINA_PID=/opt/apache-tomcat-9.0.73/temp/tomcat.pid
Environment=CATALINA_HOME=/opt/apache-tomcat-9.0.73
Environment=CATALINA_BASE=/opt/apache-tomcat-9.0.73
ExecStart=/opt/apache-tomcat-9.0.73/bin/startup.sh
ExecStop=/opt/apache-tomcat-9.0.73/bin/shutdown.sh
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.targe

# 默认端口
tomcat_port: 8080

java_package_name: "java-1.8.0-openjdk-devel"
tomcat_version: "9.0.73"
tomcat_download_url: "https://downloads.apache.org/tomcat/tomcat-9/v{{ tomcat_version }}/bin/apache-tomcat-{{ tomcat_version }}.tar.gz"

---
# 在 web 资源上执行 tomcat 角色
-  name: 安装 tomcat 角色
   hosts: web
   roles:
       - tomcat

分享 Role

自定义编写的 roles 也可以通过 tar 命令打包成一个 tar 包，上传到互联网上，只要能被正常访问到就能被下载使用，下面为一个例子：

# 打包刚刚自己编写的规则
tar -czvf ansible-tomcat-roles.tar.gz /etc/ansible/roles/tomcat/
# 下载文件
wget https://repo.ibyte.me/ansible/ansible-tomcat-roles.tar.gz
# 解压缩文件
tar -czvf ansible-tomcat-roles.tar.gz -C /etc/ansible/roles/

---

# 指定下载源
- name: 下载 ansible-tomcat-roles.tar.gz
  src: https://repo.ibyte.me/ansible/ansible-tomcat-roles.tar.gz
  name: ansible-tomcat-roles

最后通过 ansibe-galaxy install -r remote.yml 来安装。

其他资料

• Dynamic Azure Automation with Ansible
• Ansible「2.9」 中文官方文档