欢迎来到“50 天 50 个 devops 工具”系列的第 31 天！在上一篇文章中，我们向您介绍了 ansible，涵盖其基本架构、设置和一些简单的手册。今天，我们将更深入地了解 ansible 的世界，探索先进的技术和实际应用程序，将您的自动化技能提升到一个新的水平。这篇文章将重点介绍 ansible 角色、ansible vault、条件和循环等功能，为您提供实际示例来巩固您的理解。
回顾：什么是 ansible？
在深入研究高级概念之前，让我们快速回顾一下 ansible 是什么：
无代理自动化工具： ansible 使用 ssh 来管理节点，无需安装任何代理。
基于 yaml 的 playbook： ansible 的任务是在人类可读的 yaml 文件中定义的。
幂等性： 确保同一个剧本可以多次运行，而不会产生意想不到的副作用。
高级 ansible 概念
在本节中，我们将探索 ansible 的一些高级功能，这些功能可以实现更强大、更灵活的自动化。
1. ansible 角色
随着您的 ansible 剧本变得越来越复杂，保持它们的组织性和可维护性变得很重要。 ansible 角色允许您将剧本构建为可重用的组件。
角色结构：
ansible 角色具有特定的目录结构：
roles/ ├── common/ │ ├── tasks/ │ │ └── main.yml │ ├── handlers/ │ │ └── main.yml │ ├── templates/ │ ├── files/ │ ├── vars/ │ │ └── main.yml │ └── defaults/ │ └── main.yml
每个目录都有特定的用途：
tasks/: 包含要执行的主要任务。
handlers/: 定义应由某些任务触发的操作（例如，重新启动服务）。
templates/: 保存可以动态生成的 jinja2 模板。
files/: 存放需要复制到被管节点的静态文件。
vars/: 包含特定于角色的变量。
defaults/: 存储角色的默认变量。
创建和使用角色：
让我们创建一个简单的角色来设置 nginx web 服务器。
创建角色目录：
mkdir -p roles/nginx/{tasks,handlers,templates,files,vars,defaults}
定义任务：
在roles/nginx/tasks/main.yml中，添加以下内容：
---
- name: install nginx
apt:
name: nginx
state: present
- name: start nginx
service:
name: nginx
state: started
enabled: true
使用剧本中的角色：
创建使用此角色的剧本：
---
- name: apply nginx role
hosts: webservers
roles:
- nginx
运行剧本：
ansible-playbook -i hosts playbook.yml
使用角色有助于将复杂的剧本分解为更小的、可重用的组件，使您的自动化脚本更易于管理和扩展。
2. ansible vault
管理基础设施时，您经常需要处理密码、api 密钥或 ssh 私钥等敏感信息。 ansible vault 允许您在剧本中加密这些秘密。
加密文件：
使用 ansible vault 加密文件：
ansible-vault encrypt secrets.yml
系统会提示您输入密码。每当运行剧本或解密文件时都需要此密码。
使用加密变量：
在您的剧本中，您可以引用存储在加密文件中的变量：
---
- name: deploy application with secrets
hosts: appservers
vars_files:
- secrets.yml
tasks:
- name: use secret api key
shell: echo "{{ api_key }}"
运行剧本：
运行使用加密文件的 playbook 时，请使用 --ask-vault-pass 选项：
ansible-playbook -i hosts playbook.yml --ask-vault-pass
ansible vault 是一款功能强大的工具，可确保您的敏感数据在自动化基础设施的同时保持安全。
3. 条件和循环
现实世界的剧本通常需要根据某些条件做出决策或迭代项目列表。 ansible 提供对条件和循环的支持来处理这些场景。
使用条件：
条件允许任务仅在满足特定条件时执行：
---
- name: install apache on debian-based systems
apt:
name: apache2
state: present
when: ansible_os_family == "debian"
循环项目：
当您需要对多个项目执行相同的任务时，循环非常有用：
---
- name: create multiple users
user:
name: "{{ item }}"
state: present
loop:
- alice
- bob
- charlie
您还可以使用更复杂的循环：
---
- name: install multiple packages
apt:
name: "{{ item.name }}"
state: "{{ item.state }}"
loop:
- { name: 'nginx', state: 'present' }
- { name: 'git', state: 'latest' }
条件和循环使您的剧本能够灵活地适应不同的环境和要求。
4. 动态库存管理
在云环境中，您的基础设施可能会频繁更改，实例会定期启动或关闭。管理静态清单文件变得不切实际。动态库存脚本允许 ansible 查询您的云提供商并自动发现和管理您的基础设施。
示例：使用 aws ec2 动态清单
ansible 为 aws ec2 提供动态清单脚本，您可以使用它自动发现您的 ec2 实例。
安装所需的python包：
pip install boto boto3
下载 ec2 动态清单脚本：
ansible 提供了一个 ec2 inventory 脚本，您可以下载并放置在您的项目中：
curl -o ec2.py https://raw.githubusercontent.com/ansible/ansible/stable-2.9/contrib/inventory/ec2.py chmod +x ec2.py
配置脚本：
您可能需要配置脚本来指定您的 aws 区域和凭证。配置文件（ec2.ini）可以根据需要自定义。
使用动态清单运行 playbook：
ansible-playbook -i ec2.py playbook.yml
这种方法可确保 ansible 始终拥有您的基础设施的最新视图，使其成为管理动态云环境的理想选择。
5. 使用 ansible playbook 块处理复杂的依赖关系
在某些情况下，您可能需要确保一系列任务要么全部成功，要么全部失败。 ansible playbook 块允许您对任务进行分组并在它们之间应用通用属性或错误处理。
示例：用块对任务进行分组
假设您正在设置一项复杂的服务，其中每项任务都取决于前一项任务的成功：
---
- hosts: appservers
tasks:
- block:
- name: install required packages
apt:
name: "{{ item }}"
state: present
loop:
- nginx
- postgresql
- redis
- name: start services
service:
name: "{{ item }}"
state: started
loop:
- nginx
- postgresql
- redis
rescue:
- name: rollback in case of failure
shell: |
systemctl stop nginx
systemctl stop postgresql
systemctl stop redis
在此示例中，如果块内的任何任务失败，则将执行救援部分中的任务，允许您实现自定义错误处理和回滚机制。
6. 使用 ansible playbook 编排复杂的工作流程
在处理多步骤流程时，例如部署微服务架构或设置持续集成/持续部署（ci/cd）管道，您需要编排多个 playbook 以按特定顺序运行。
示例：编排微服务部署
假设您有三个需要按特定顺序部署的微服务：
准备环境：安装docker和kubernetes。
部署数据库服务： 该服务需要先于其他服务启动。
部署后端服务： 依赖于数据库服务。
部署前端服务： 取决于后端服务。
剧本结构：
--- - import_playbook: prepare_environment.yml - import_playbook: deploy_database.yml - import_playbook: deploy_backend.yml - import_playbook: deploy_frontend.yml
运行精心策划的剧本：
ansible-playbook site.yml
此编排可确保每个服务都按正确的顺序部署，并正确管理依赖项。
现实场景：部署多层应用程序
让我们考虑一个场景，您需要部署一个由前端服务器、后端服务器和数据库服务器组成的多层 web 应用程序。您要确保数据库设置在后端服务器之前，后端服务器设置在前端之前。
第 1 步：定义库存
创建清单文件hosts：
[frontend] 192.168.1.10 [backend] 192.168.1.11 [database] 192.168.1.12
第 2 步：编写剧本
这是部署应用程序的简化剧本：
---
- name: deploy database
hosts: database
tasks:
- name: install mysql
apt:
name: mysql-server
state: present
- name: deploy backend
hosts: backend
tasks:
- name: install python dependencies
pip:
name:
- flask
- sqlalchemy
state: present
when: ansible_os_family == "debian"
- name: deploy frontend
hosts: frontend
tasks:
- name: install nginx
apt:
name: nginx
state: present
第 3 步：执行 playbook
运行 playbook 来部署应用程序：
ansible-playbook -i hosts deploy.yml
此剧本确保数据库在后端之前设置，后端在前端之前设置。您可以根据需要添加更多任务和角色以完全配置应用程序。
结论
在今天的帖子中，我们深入研究了 ansible 的高级功能，展示了如何使用角色构建剧本、使用 ansible vault 保护敏感信息以及使用动态清单管理动态基础设施。我们还探索了如何使用 playbook 块处理复杂的工作流程，利用 ansible galaxy 的社区角色，以及集成 ansible 进行容器编排。
ansible 的多功能性使其成为 devops 工程师的关键工具，使您能够自动执行复杂的任务、确保跨环境的一致性并加快部署流程。
明天，我们将深入研究新的 devops 工具。敬请期待！
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