Ansible自动化运维：技术与最佳实践

Ansible是DevOps语言之一，是*一款可以读/写跨平台的“Infrastructure-as-code”工具，从系统管理者到开发者，都可使用Ansible自动化部署并维护整个应用的生命周期，并持续交付。Ansible是Github上*热门的开源自动化社区之一，当前已经超过1000人为Github上的Ansible做过贡献。《Ansible自动化运维》一书将带领读者探索Ansible自动化运维的神奇之旅，为运维工作节省时间、节约成本，并支持云环境应用部署。这本书的作者都是资深运维人员，作者在2013年就创立了“Ansible中国用户组”QQ群（群号：142851673），也相当活跃，当前专业会员已达1000人。

本书由资深运维人员联手打造，通过大量实例，详细讲解Ansible自动化运维方式与技巧。

从*基础的架构解析、安装配置，到典型应用场景与案例分析，作者分享了自己在工作中的实战经验，是掌握大规模集群运维管理的必备参考。

本书由一线运维人员联手打造，通过大量实例，详细讲解Ansible这个工具的自动化运维方式与技巧；从基础的架构解析、安装配置，到典型应用案例分析，作者分享了自己在工作中的实战经验，对各类开发运维人员提供了翔实的指南。主要内容包括：Ansible架构及安装，Ansible 组件、组件扩展、API，playbook详解、*佳实践案例分析，用ansible-vault保护敏感数据，Ansible与云计算的结合，部署Zabbix组件、Haproxy + LAMP架构，以及Ansible在大数据环境的应用实战等。

陈金窗，资深运维技术人员，曾就职于金山、姬慕石等互联网公司，目前在天翼云负责服务VIP客户运营。从事IT基础架构运维技术与管理十几年中，负责过多个大型IT运维项目，对大规模系统运维技术有深刻理解，乐于分享。2013年组建了Ansible中国用户组QQ群，分享了大量文章和技术细节，极大地促进了Ansible技术的推广与应用。

沈灿，运维圈知名博主“灿哥”，曾就职于蓝讯、京东、Yottaa等互联网公司，对CDN和自动化运维技术有着丰富的工作经验，乐于分享，有很多技术文章和讲座广为流传。

刘政委，资深运维人员，从事大型在线游戏运维7年多，对系统集成、游戏自动化运维技术有丰富的经验，同时在社区分享了大量文章，广受好评。

Ansible是目前业界*火的自动化运维工具。与Puppet等DevOps工具不同的是，Ansible的无客户端部署模式，极大地降低了用户门槛，而其优良的设计又不失配管编排的架构优势。本书内容由浅入深，方便读者掌握，并快速运用到自己的实际环境中。跟随着本书的章节递进，读者可以逐渐掌握到大规模环境下的自动化运维能力，真正成为DevOps的弄潮儿。

—— 日志易产品总监，前微博系统架构师 饶琛琳

本书作者之一灿哥热衷于运维事业，是国内早期的运维自动化发起人，灿哥运维技术学识渊博、平时注意积累，博客的文章被广为流传。一直期待Ansible相关书籍，这本书将成为运维领域的经典之作。

—— 搜狐社交产品中心Python服务端负责人 张斌

与灿哥相识已久，多年来他一直专注于自动化运维的研究，并长期奋战在国内知名互联网公司，积累了丰富的经验。此书是灿哥又一倾力之作，也是国内工程师写的第一本Ansible书籍，可谓干货满满，值得细细研读。

—— 优酷土豆公司高级信息安全工程师 徐元振

前言

第1章Ansible架构及特点 1

1.1Ansible软件及公司 2

1.1.1Ansible应用领域 3

1.1.2Ansible软件发布 5

1.1.3Ansible公司服务 8

1.2Ansible架构模式 9

1.2.1Ansible管理方式 10

1.2.2Ansible系统架构 11

1.2.3任务执行模式 13

1.3Ansible特性 14

1.3.1Ansible功能特性 14

1.3.2Ansible与其他配置管理的对比 21

1.4Ansible与DevOps 22

1.5本章小结 26

第2章Ansible安装与配置 27

2.1Ansible环境准备 27

2.2安装Ansible 30

2.2.1直接用源码安装 30

2.2.2用包管理工具安装 32

2.3配置运行环境 34

2.3.1配置Ansible环境 34

2.3.2使用公钥认证 36

2.3.3配置Linux主机SSH无密码访问 36

2.4Ansible小试身手 38

2.4.1主机连通性测试 38

2.4.2在被管节点上批量执行命令 39

2.5获取帮助信息 40

2.6本章小结 42

第3章Ansible 组件介绍 43

3.1Ansible Inventory 43

3.2Ansible Ad-Hoc 命令 49

3.3Ansible playbook 56

3.4Ansible facts 56

3.5Ansible role 60

3.6Ansible Galaxy 63

3.7本章小结 63

第4章playbook详解 64

4.1playbook基本语法 64

4.2playbook变量与引用 70

4.3playbook循环 81

4.4playbook lookups 91

4.5playbook conditionals 96

4.6Jinja2 filter 99

4.7playbook内置变量 102

4.8本章小结 106

第5章Ansible最佳实践 107

5.1优化Ansible速度 107

5.2目录结构 113

5.3定义多环境 115

5.4灰度发布与检测 115

5.5统一管理 116

5.6使用ansible-shell交互命令行 116

5.7本章小结 118

第6章扩展Ansible组件 119

6.1扩展facts 119

6.2扩展模块 125

6.3callback插件 130

6.4lookup插件 137

6.5Jinja2 filter 139

6.6本章小结 143

第7章用ansible-vault保护敏感数据 144

7.1了解ansible-vault如何保护数据 145

7.1.1高级加密标准 145

7.1.2ansible-vault能够加密什么 145

7.2使用ansible-vault 146

7.2.1创建加密数据文件 146

7.2.2更新加密的数据文件 147

7.2.3变更加密数据密钥 148

7.3典型应用场景 148

7.3.1实践场景1：保护Ansible role中的敏感数据 149

7.3.2实践场景2：使用加密做用户认证 151

7.3.3实践场景3：保护Nginx中的SSL密钥 152

7.4本章小结 155

第8章Ansible与云计算 156

8.1了解云平台管理流程 156

8.2Ansible AWS和OpenStack 157

8.3Ansible与Docker 162

8.4Ansible Jenkins 165

8.5本章小结 169

第9章部署Zabbix组件 170

9.1了解部署流程 170

9.2编写业务roles 171

9.3安装部署 177

9.4本章小结 179

第10章部署HAProxy + LAMP架构 180

10.1了解整体架构流程 180

10.2编写业务roles 181

10.3配置部署以及测试 186

10.4扩容与维护 188

10.5本章小结 189

第11章大数据环境的应用实战 190

11.1某运营商大数据环境 191

11.2准备大数据集群环境 192

11.2.1安装操作系统 195

11.2.2操作系统初始化 198

11.2.3Ansible无口令密钥执行环境 204

11.2.4安装、配置JDK 205

11.3部署Hadoop集群 207

11.3.1准备Hadoop基础角色 209

11.3.2部署NameNode角色 219

11.3.3部署资源管理器角色 221

11.3.4部署DataNode角色 222

11.4部署后Hadoop初始化与验证 223

11.4.1部署后初始化 223

11.4.2部署后Hadoop验证 224

11.5本章小结 226

第12章Ansible管理Windows系统 227

12.1Ansible管理Windows工作原理 228

12.2搭建Ansible管理工作组Windows环境 229

12.2.1安装、配置控制主机 230

12.2.2被管Windows主机配置 230

12.2.3配置资源清单 232

12.2.4测试被管Windows主机的连通性 234

12.2.5常见问题处理 235

12.3搭建Ansible管理活动目录Windows环境 236

12.4支持管理Windows模块 239

12.5常用Windows管理实例 240

12.6本章小结 244

第13章网络自动化管理的应用实战 246

13.1网络管理也自动化了 246

13.2Ansible官方集成的网络角色 249

13.3生成配置文件及部署 251

13.3.1生成网络配置模板 252

13.3.2部署配置模板 255

13.4通过SNMP方式配置网络 257

13.5网络设备厂商提供接口实现自动化 259

13.5.1管理Cisco NX-OS 259

13.5.2管理JUNOS 269

13.5.3管理Cumulus Linux 273

13.6本章小结 279

第14章Ansible API 280

14.1runner API 280

14.2playbook API 283

14.3使用Flask封装Ansible API 286

14.4使用Celery实现任务异步化 290

14.5使用jQuery Ajax异步请求 297

14.6本章小结 300

附录AAnsible.cfg配置文件参数详解 301

附录BYAML与Jinjia 306

附录CAnsible pull模式 312

附录DSSH Forward模式 316

Preface 前言

随着信息技术的迅速发展，形形色色的互联网应用已经成为我们日常生活不可分割的部分。云计算已经改变IT资源部署、配置和管理的方式，服务供应商向着“一切皆服务”交付模式努力。用户享受通过将基础设施扩展并作为服务使用带来的高效、便捷，服务供应商通过云生态环境能够向用户提供更高价值的服务。

这一切背后都有着庞大的IT系统做支撑，作为负责保障稳定运行的运维工作所面临的挑战越来越大。传统的人工运维方式已经无法满足业务的发展需求，需要从流程化、标准化、自动化去构建运维体系。随着DevOps运动的兴起，运维人员、研发人员、质量控制人员都从更大范围来看待自己的工作，打破运维、研发之间的壁垒，进行相互渗透、融合。DevOps项目在数量和体量上持续增长，支撑持续集成、持续交付的自动化工具不断涌现。

Ansible是DevOps项目基础支撑工具之一，是第一款实现读/写跨平台的“Infrastructure-as-code”工具，从系统管理者到开发者，都可使用Ansible自动化部署并维护整个应用的生命周期，实现持续交付。

Ansible是Github上最热门的开源自动化工具之一，当前已经超过1000人为Github上的Ansible做过贡献。2013年笔者创建的“Ansible中国用户组”QQ群（群号：142851673）也相当活跃，当前专业会员已超过1000人。

本书将带领读者探索Ansible自动化运维的神奇之旅，为运维工作节省时间、节约成本，并支持云环境应用部署。

读者对象

本书主要读者对象包括：

IT运维人员、系统管理员、企业网管。

运营开发人员、应用部署人员。

系统架构师。

大专院校的计算机专业学生。

主要内容

本书是笔者在多年的学习、研究、实践的基础上，对Anisble进行系统的总结和梳理，其中既包括对Ansible基础知识的详细讲解，又包括日常运维工作中典型应用场景的实践案例，还介绍Anisble业界丰富的进展和发展趋势。本书的实践案例和脚本，可以在实验和生产环境中针对本书描述的场景进行复制和使用。

本书的目标是介绍如何较好地使用Anisble，从初始的命令行开始，到编写playbooks，再到管理大型、复杂的环境，最后介绍如何构建自己的模块、编写插件扩展Ansible增加新的功能。对于新手来说，本书提供了关于自动化运维的具体操作实战。对有经验的维护人员来说，本书提供了如何把Ansible与具体应用相结合，讲解Ansible的最佳实践。对于产品专家来说，本书介绍了如何扩展Ansible自动化运维工具手段，讨论Ansible如何与其他系统的交互才能提供可满足最终用户需求的集成解决方案。

本书主体包括14章。各章可以独立阅读，但对于还没有大规模应用经验的新手，建议按照顺序、循序渐进阅读。

本书第1、2、7、11～13章由陈金窗编写，第3～6、8～10、14章、附录由沈灿编写，最后由刘政委进行校审。由于笔者的水平有限，编写时间仓促，且自动化运维方兴未艾，Ansible当前仍处于快速发展之中，因此书中内容难免会出现一些错误或不准确的地方，恳请读者评判指正、不吝赐教。

致谢

首先感谢Ansible创始人Michael DeHaan和他的研发团队独具慧眼、发明创造了功能强大、轻量级的自动化运维工具。同时感谢提供Anisble模块的所有第三方作者，是他们辛勤的劳动和乐于分享，才使得Ansible产生巨大威力，在他们身上闪烁着开源精神的绚丽光芒。

感谢机械工业出版社的编辑们一年来始终的支持、积极的鼓励、耐心的帮助，并逐字审阅、校正，才使本书的出版成为可能。

本书有一些内容参考了网络论坛、博客等，由于参考资料众多，有些时间久远无法了解确切出处，在此对热爱分享知识的网友表示深深的谢意。

最后，谨以此书献给我们最亲爱的家人和自己，以及众多热爱开源技术的朋友们！

陈金窗

2016年2月于北京