深入解析：【自动化运维神器Ansible】Ansible介绍与架构详解

目录

1 Ansible简介

1.1 什么是Ansible

1.2 Ansible与其他自动化工具对比

2 Ansible核心架构

2.1 Ansible整体架构

2.2 Ansible工作流程

3 Ansible核心组件详解

3.1 Inventory（主机清单）

3.2 Playbook

3.3 Modules（模块）

4 Ansible高级架构特性

4.1 Ansible执行引擎架构

4.2 Ansible Galaxy与Roles

4.3 Ansible执行优化

5 总结

1 Ansible简介

1.1 什么是Ansible

Ansible是一款开源的自动化运维工具，由Red Hat公司收购并持续维护基于Python开发，能够实现配置管理、应用部署、任务自动化等多种IT运维功能Ansible以其简单易用、功能强大、无代理架构等特点，迅速成为自动化运维领域的明星产品

核心特性：

模块化设计：丰富的模块库覆盖各种运维场景，可以调用特定模块来完成特定的任务，支持自定义模块，可使用任务编程语言编写模块无代理架构：基于python和ssh，不需要在被管理节点上安装任何客户端软件基于SSH协议：使用标准SSH通道进行通信，安全可靠幂等性：多次执行同一操作不会产生副作用（一个任务执行一遍和执行n遍效果一样）声明式语言：支持palybook变片任务，使用YAML编写Playbook，易于理解和维护

1.2 Ansible与其他自动化工具对比

特性

Ansible

Puppet

Chef

SaltStack

架构

无代理

有代理

有代理

可选有/无代理

通信协议

SSH

HTTPS

HTTPS

ZeroMQ/SSH

配置语言

YAML

Ruby DSL

Ruby DSL

YAML/Python

学习曲线

低

中

中

中

扩展性

高

高

高

高

实时性

推送

拉取

拉取

推送/拉取

2 Ansible核心架构

2.1 Ansible整体架构

用户：执行Ansible命令或Playbook的操作者Ansible CLI工具：核心命令行工具，如ansible、ansible-playbook等Inventory：被管理主机清单，定义主机分组和变量Playbook：YAML格式的任务编排文件Modules：执行具体操作的模块Plugins：模块功能的补充（比如各种插件），不常用被管理节点：需要配置管理的目标服务器SSH协议：Ansible与节点间的通信通道

2.2 Ansible工作流程

用户通过命令行或API发起Ansible操作Ansible引擎解析Inventory文件，确定目标主机根据Playbook或Ad-Hoc命令确定需要执行的模块将模块代码通过SSH传输到目标主机执行目标主机执行完毕后返回结果Ansible引擎汇总所有主机执行结果向用户呈现最终执行报告

3 Ansible核心组件详解

3.1 Inventory（主机清单）

Inventory是Ansible管理主机的核心配置文件，定义了哪些主机可以被管理以及如何分组。

典型Inventory文件示例：

[webservers] web1.example.com ansible_port=2222 ansible_user=admin web2.example.com [dbservers] db1.example.com db2.example.com ansible_ssh_private_key_file=/path/to/key.pem [cluster:children] webservers dbservers

Inventory关键概念：

静态Inventory：静态文件定义的主机清单动态Inventory：通过脚本或API动态获取主机清单主机变量：针对特定主机设置的变量组变量：针对主机组设置的变量Inventory插件：支持从云平台、CMDB等系统动态获取主机

3.2 Playbook

Playbook是Ansible的配置、部署和编排语言，采用YAML格式编写。

简单Playbook示例：

--- - name: Configure webserver hosts: webservers become: yes vars: http_port: 80 max_clients: 200 tasks: - name: Ensure Apache is installed yum: name: httpd state: present - name: Write Apache config file template: src: templates/httpd.conf.j2 dest: /etc/httpd/conf/httpd.conf notify: - restart apache handlers: - name: restart apache service: name: httpd state: restarted

Playbook核心元素：

hosts：定义目标主机或主机组vars：定义变量tasks：任务列表handlers：触发器任务roles：角色引用templates：配置文件模板条件语句：when等条件控制

3.3 Modules（模块）

模块是Ansible执行具体任务的单元，Ansible提供了数百个内置模块。

常用模块分类：

模块类别

示例模块

功能描述

系统管理

user, group

用户和组管理

包管理

yum, apt

软件包安装卸载

文件管理

copy, template

文件操作

服务管理

service, systemd

服务启停

云平台

ec2, azure_rm

云资源管理

网络设备

ios_command, nxos_config

网络设备配置

模块执行原理：

Ansible将模块代码传输到目标节点在目标节点上执行模块代码模块执行后自动删除传输的代码返回JSON格式的执行结果

4 Ansible高级架构特性

4.1 Ansible执行引擎架构

执行引擎关键组件：

Parser：解析Playbook和InventoryTask Queue：任务队列管理Strategy Plugin：控制任务执行策略（线性、自由等）Worker Processes：工作进程池Connection Plugins：连接插件（SSH、WinRM等）

4.2 Ansible Galaxy与Roles

Ansible Galaxy是一个角色共享平台，Roles则是Ansible的代码复用机制。

Role标准目录结构：

roles/ common/ tasks/ # 任务列表 handlers/ # 处理器 templates/ # 模板文件 files/ # 静态文件 vars/ # 变量定义 defaults/ # 默认变量 meta/ # 角色依赖

Role的优势：

代码复用性高逻辑结构清晰便于团队协作可通过Galaxy共享

4.3 Ansible执行优化

开启SSH管道(Pipelining)：减少SSH连接次数

[ssh_connection] pipelining = True 启用ControlPersist：SSH长连接

Host * ControlMaster auto ControlPath ~/.ssh/ansible-%r@%h:%p ControlPersist 60s 使用异步任务：长时间任务异步执行

- name: Long running operation command: /usr/bin/long_running_operation async: 3600 poll: 0 调整fork数量：增加并行进程数

[defaults] forks = 50

5 总结

Ansible作为现代化运维工具的代表，以其简单、强大、无代理的特性赢得了广泛认可。通过本文，我们学习了解了：

Ansible的核心架构和工作原理主要组件及其相互关系高级特性和优化方法

随着IT系统复杂度不断增加，自动化运维已成为必然趋势，掌握Ansible不仅能够提升运维效率，还能帮助企业实现DevOps转型。

网址：深入解析：【自动化运维神器Ansible】Ansible介绍与架构详解 https://mxgxt.com/news/view/1967602

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