高级 Ansible 技术及实际应用：50 天 DevOps 工具系列课程第 31 天

欢迎来到“50天掌握50种DevOps工具”系列的第31天！在上一篇文章中，我们介绍了Ansible，涵盖了它的基本架构、配置和一些简单的playbook。今天，我们将深入探索Ansible的世界，学习高级技巧和实际应用，助您将自动化技能提升到新的高度。本文将重点介绍Ansible角色、Ansible Vault、条件语句和循环语句等特性，并提供实际示例来巩固您的理解。

回顾：什么是 Ansible？

在深入探讨高级概念之前，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 管理节点，无需安装任何代理。
基于 YAML 的 playbook： Ansible 的任务定义在易于阅读的 YAML 文件中。
幂等性：确保同一个 playbook 可以多次运行而不会产生意外的副作用。

Ansible高级概念

在本节中，我们将探讨 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 Ansible playbook 复杂性的增加，保持其组织性和可维护性变得至关重要。Ansible 角色允许你将 playbook 组织成可重用的组件。

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

每个目录都有其特定用途：

tasks/：包含要执行的主要任务。handlers
/：定义应由特定任务触发的操作（例如，重启服务）。templates
/：保存可动态生成的 Jinja2 模板。files
/：存储需要复制到受管节点的静态文件。vars
/：包含特定于该角色的变量。defaults
/：存储该角色的默认变量。

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 文件中添加以下内容：

---
- name: Install Nginx
  apt:
    name: nginx
    state: present

- name: Start Nginx
  service:
    name: nginx
    state: started
    enabled: true

在剧本中使用角色：

创建一份使用此角色的剧本：

---
- name: Apply Nginx role
  hosts: webservers
  roles:
    - nginx

执行操作手册：

ansible-playbook -i hosts playbook.yml

使用角色有助于将复杂的剧本分解成更小、可重用的组件，从而使您的自动化脚本更容易管理和扩展。

2. Ansible Vault

在管理基础设施时，您经常需要处理敏感信息，例如密码、API 密钥或 SSH 私钥。Ansible Vault 允许您在 playbook 中加密这些密钥。

文件加密：

使用 Ansible Vault 加密文件：

ansible-vault encrypt secrets.yml

系统会提示您输入密码。每次运行剧本或解密文件时都需要此密码。

使用加密变量：

在你的剧本中，你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 }}"

执行操作手册：

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，可在自动化基础设施的同时确保您的敏感数据安全。

3. 条件语句和循环语句

实际应用中的剧本经常需要根据特定条件做出决策或遍历项目列表。Ansible 提供了条件语句和循环语句来处理这些场景。

使用条件语句：

条件语句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"

遍历项目：

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

你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' }

条件语句和循环语句使你的剧本能够灵活地适应不同的环境和需求。

4. 动态库存管理

在云环境中，您的基础设施可能会频繁变化，实例会定期启动或关闭。管理静态清单文件变得不切实际。动态清单脚本允许 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 提供了一个用于 AWS EC2 的动态清单脚本，您可以使用该脚本自动发现您的 EC2 实例。

安装所需的 Python 包：

pip install boto boto3

下载 EC2 动态库存脚本：

Ansible 提供了一个 EC2 清单脚本，您可以下载并将其放置在您的项目中：

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以指定您的 AWS 区域和凭证。配置文件 (ec2.ini) 可根据需要进行自定义。

使用动态库存运行操作手册：

ansible-playbook -i ec2.py playbook.yml

这种方法确保 Ansible 始终能够了解您的基础架构的最新情况，使其成为管理动态云环境的理想选择。

5. 使用 Ansible Playbook 代码块处理复杂依赖关系

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 Blocks 允许您将任务分组，并在它们之间应用通用属性或错误处理。

示例：使用代码块对任务进行分组
假设您正在设置一个复杂的服务，其中每个任务都依赖于前一个任务的成功：

---
- 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

在这个例子中，如果代码块中的任何任务失败，则会执行救援部分中的任务，从而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

假设你有三个微服务需要按特定顺序部署：

准备环境：安装 Docker 和 Kubernetes。
部署数据库服务：此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：依赖于后端服务。

剧本结构：

---
- import_playbook: prepare_environment.yml

- import_playbook: deploy_database.yml

- import_playbook: deploy_backend.yml

- import_playbook: deploy_frontend.yml

执行精心策划的剧本：

ansible-playbook site.yml

这种编排方式确保每个服务都按正确的顺序部署，并且依赖关系得到妥善管理。

真实场景：部署多层应用程序

假设你需要部署一个多层Web应用程序，它由前端服务器、后端服务器和数据库服务器组成。你希望确保数据库在后端服务器之前设置好，后端服务器在前端服务器之前设置好。

第一步：定义库存

创建库存文件主机：

[frontend]
192.168.1.10

[backend]
192.168.1.11

[database]
192.168.1.12

第二步：编写行动指南

以下是部署该应用程序的简化操作指南：

---
- 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

步骤 3：执行操作手册

运行 playbook 以部署应用程序：

ansible-playbook -i hosts deploy.yml

此操作手册确保数据库在后端之前设置完毕，后端在前端之前设置完毕。您可以根据需要添加更多任务和角色，以完成应用程序的配置。

结论

在今天的文章中，我们深入探讨了 Ansible 的高级功能，展示了如何使用角色构建 playbook、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。我们还探讨了如何使用 playbook 块处理复杂的流程、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，它可以帮助您自动化复杂任务、确保跨环境的一致性并加快部署过程。

明天，我们将深入探讨一款新的DevOps工具。敬请期待！

👉 请务必在领英上关注我，获取最新动态：Shiivam Agnihotri

文章来源：https://dev.to/shivam_agnihotri/advanced-ansible-techniques-and-real-world-applications-day-31-of-50-days-devops-tools-series-484o

菜单

分享

高级 Ansible 技术及实际应用：50 天 DevOps 工具系列课程第 31 天

高级 Ansible 技术及实际应用：50 天 DevOps 工具系列课程第 31 天

回顾：什么是 Ansible？

Ansible高级概念

1. Ansible 角色

创建和使用角色：

2. Ansible Vault

3. 条件语句和循环语句

4. 动态库存管理

5. 使用 Ansible Playbook 代码块处理复杂依赖关系

6. 使用 Ansible Playbook 编排复杂的工作流程

真实场景：部署多层应用程序

结论

系统设计面试中的 19 种微服务模式

使用 React 和 AWS Amplify 实现无服务器架构第三部分：跟踪应用使用情况

模型-视图-控制器（MVC）模式到底是什么？DEV 全球项目展示挑战赛，由 Mux 主办：快来展示你的项目吧！

我在两年内从 PHP 开发人员晋升为高级 C#/.NET 开发人员。

了解 Docker：第 12 部分 – 传递构建参数

Yarn 和第三方 NPM 客户端的黑暗未来 DEV 的全球展示与讲述挑战赛，由 Mux 呈现：展示你的项目！

CSS DEV 的全球展示挑战赛“响应式字体”由 Mux 呈现：展示你的项目！

我是如何以学生开发者的身份免费获得 Tabnine Pro 的，你也可以！

五大顶级JS框架

从 Rector PHP 开始：利用自动化改进您的 PHP 代码