从零开始的云计算生活——第三十六天，山雨欲来，Ansible入门

一.故事背景

二.Ansible简介

什么是Ansible？

Ansible的特点

Ansible的架构

三.Ansible任务执行解析

ansible任务执行模式

ansible执行流程

ansible命令执行过程（重要）

四.Ansible配置解析

ansible的安装方式

ansible的程序结构（yum安装为例）

ansible的配置文件查找顺序（重要）

ansible的配置文件

ansible的主机清单

五.Ansible常用命令

ansible命令集解释

ansible-doc命令

ansible命令

ansible配置公私钥

六.部署ansible管理集群

实验环境

实验步骤

添加主机清单

配置公私钥（三下回车）

七.Ansible常用模块

主机连通性测试

command模块

shell模块

copy模块

file模块

fetch模块

cron模块

yum模块

service模块

user模块

group模块

script模块

setup模块

八.总结

一.故事背景

结束zabbix之后，紧接着就是自动化模块，本节内容是有关Ansible自动化模块的内容，介绍了ansible最基础的内容。

二.Ansible简介

什么是Ansible？

ansible是新出现的自动化运维工具，基于python开发，集合了很多的运维工具（puppet、chef、func、fabric）的优点，实现了批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等功能。
ansible是基于paramiko开发的，并且基于模块化工作，它本身没有批量部署的能力。真正具有批量部署的是ansible所运行的模块，ansible只是提供一种框架，ansible不需要在远程主机上安装client/agents,因为它们是基于ssh来和远程主机通讯的。ansible目前已经被红帽官方收购，是自动化运维工具认可度最高的。
更加详细的资源参考官方文档，如右是Ansible的官方网站：Ansible Documentation

Ansible的特点

部署简单，只需要在主控端部署Ansible环境，被控端无需做任何操作；
默认使用SSH协议对设备进行管理；
有大量的常规运维操作模块，可实现日常绝大部分的操作；
配置简单、功能强大、扩展性强；
支持API以及自定义模块，可以通过Python轻松扩展；
通过Playbooks来定制强大的配置、状态管理；
轻量级、无需在客户端安装agent，更新时，只需在操作机上进行一次更新即可；
提供一个功能强大、操作性强的web管理界面和REST API接口——AWX平台。

Ansible的架构

Ansible：Ansible的核心程序
HostInventory：记录有Ansible管理的主机信息，包括端口、密码、IP地址等
Playbooks：“剧本”YAML格式的文件，多个任务定义在一个文件中，定义主机需要调用哪些模块来完成的功能。
CoreModules：核心模块，主要操作是通过调用核心模块来完成管理任务
CustomModules：自定义模块，完成核心模块无法完成的功能，支持多种语言。
ConnectionPlugins：连接插件，Ansible和Host通信使用

三.Ansible任务执行解析

ansible任务执行模式

ansible系统由控制主机被管节点的操作方式可以分为两类，即adhoc和playbook
ad-hoc模式（点对点模式）

使用单个模块，支持批量执行单条命令。ad-hoc命令是一种可以快速输入的命令，而且不需要保存起来的命令。就相当于bash中的一句话shell

playbook模式（剧本模式）

剧本模式是Ansible的主要管理方式，也是Ansible功能强大的关键所在。playbook通过多个task（任务）集合完成一类功能，比如web服务的安装部署、数据库服务的批量备份等。可以简单地把playbook理解为通过组合多条ad-hoc操作的配置文件

ansible执行流程

简单理解就是Ansible在运行时，首先读取ansible.cfg中的配置，根据规则获取Inventory中的管理主机列表，并行的在这些主机中执行配置的任务，最后等待执行返回结果。

ansible命令执行过程（重要）

加载自己的配置文件，默认为/etc/ansible/ansible.cfg；
查找对应的主机配置文件，找到要执行的主机或者组；
加载自己对应的模块文件，如command；
通过ansible将模块或者命令生成对应的py文件（python脚本），并且将该文件传输到远程服务器；
对应执行用户的家目录.ansible/tmp/xxx/xxx.py文件；
给文件添加执行权限；
执行并且返回结果；
删除临时的py文件， sleep 0退出；

四.Ansible配置解析

ansible的安装方式

ansible安装常用两种方式，yum安装和pip程序安装。

使用pip（python的包管理模块）安装

首先，我们需要安装python-pip包，安装完成之后，则直接使用pip命令来安装我们的包，具体操作过程如下：

yum install python-pip
pip install ansible

使用yum安装

yum安装是我们比较熟悉的安装方式。我们需要先安装一个epel-release包，然后再安装ansible即可。

yum install epel-release -y
yum install ansible -y

ansible的程序结构（yum安装为例）

配置文件目录：/etc/ansible/
执行文件目录：/usr/bin/
Lib库依赖目录：/usr/lib/pyhtonX.X/site-packages/ansible/
Help文档目录：/usr/share/doc/ansible-X.X.X/
Man文档目录：/usr/share/man/man1/

ansible的配置文件查找顺序（重要）

ansible与我们其他的服务在这一点上又很大的不同，这里的配置文件查找是从多个地方找的，顺序如下：

1.检查环境变量 ANSIBLE_CONFIG 指向的路径文件（export ANSIBLE_CONFIG=/etc/ansible/ansible.cfg）;

2. ~/.ansible.cfg，检查当前目录下的ansible.cfg配置文件；

3./etc/ansible.cfg检查etc目录的配置文件。

ansible的配置文件

ansible的配置文件路径是/etc/ansible/ansible.cfg，ansible许多参数，

默认没有，可以使用命令生成或者去官网寻找，我们使用命令生成

ansible-config init --disabled -t all > ansible.cfg

下面我们列出一些常见的参数：

inventory = /etc/ansible/hosts #这个参数表示资源清单inventory文件的位置
library = /usr/share/ansible #指向存放ansible模块的目录，支持多个目录方式，只要用冒号（：）隔开就行。

fbrks = 5 #并发连接数，默认为5
sudo_user = root #设置默认执行命令的用户，2.14版本中是：become_user=root
remote_port = 22 #指定连接被管理节点的端口，默认为22端口，为安全考虑，建议修改
host_key_checking = False #设置是否检查SSH主机的密钥，值为True/False，关闭后第一次连接不会提示配置实例
timeout = 60 #设置SSH连接的超时时间，单位为秒
log_path = /var/log/ansible.cfg #指定一个存储ansible日志的文件（默认不记录日志）

ansible的主机清单

在配置文件中，我们提到了资源清单，这个清单就是主机清单，里面保存的是一些ansible需要连接管理的主机列表。
如下是ansible主机清单的定义方式：

1.直接指明主机地址或者主机名：
#green.example.com#
#bule.example.com#
# 192.168.115.101
# 192.168.115.102

2.定义一个主机组（组名）把地址或者主机名加进去
[mysql_test]
192.168.115.101
192.168.115.102
192.168.115.103

需要注意的是，这里的组成员可以使用通配符来匹配，这样对于一些标准化管理就比较方便。我们可以根据实际情况来配置我们的主机列表。

这里添加一组主机

五.Ansible常用命令

ansible命令集解释

/usr/bin/ansible，Ansible AD-Hoc临时命令执行工具，常用于临时命令的执行
/usr/bin/ansible-doc，Ansible模块功能查看工具（document）
/usr/bin/ansible-galaxy，下载上传优秀的代码或者Roles模块的官网平台，基于网络的
/usr/bin/ansible-playbook，Ansible定制自动化的任务集编排工具
/usr/bin/ansible-pull，Ansible远程执行命令的工具，拉取配置而非推送配置（使用较少，海量机器时使用，对运维架构能力要求高）
/usr/bin/ansible-vault，Ansible文件加密工具
/usr/bin/ansible-console，Ansible基于Linux Consoble界面可与用户交互的命令执行工具
ansible-community：
- 含义：
  - “ansible-community” 严格来说不是一个命令。Ansible 是一个自动化工具，Ansible 社区（Ansible-community）是围绕 Ansible 项目的一个开源社区。这个社区主要负责维护和开发 Ansible 相关的内容，包括模块、插件、角色等。社区成员通过贡献代码、提交问题、参与讨论等方式来改进 Ansible 生态。
- 用法：
  - 作为用户，你可以在社区网站（Ansible Galaxy）上查找其他人共享的 Ansible 角色。例如，如果你要部署一个 Web 服务器，你可以搜索像 “nginx-ansible-role” 这样的角色。下载并使用这些角色可以极大地简化你的 Ansible 配置过程。
  - 你也可以参与社区讨论，在社区论坛或者 Ansible 官方的 GitHub 仓库（https://github.com/ansible/ansible）中提交问题或者功能请求。如果你是开发者，还可以贡献自己编写的 Ansible 模块或角色，帮助完善 Ansible 的功能。
ansible-config：
- 含义：
  - ansible-config命令用于查看和管理 Ansible 的配置。Ansible 的配置文件控制着 Ansible 的行为，例如它会指定 Inventory 文件（用于定义主机列表和主机组）的位置、连接类型（SSH 等）、模块搜索路径等诸多设置。
- 用法：
  - 查看配置选项：
    - 运行ansible-config view可以查看 Ansible 的当前配置。它会显示配置文件中的所有设置，包括默认设置和用户自定义设置。例如，它会显示inventory选项的值，该值指向 Ansible 用于确定受管主机的文件或脚本路径。
  - 列出配置文件搜索路径：
    - 使用ansible-config list命令可以列出 Ansible 在启动时查找配置文件的路径顺序。Ansible 会按照一定的顺序查找配置文件，通常会先查找当前目录下的ansible.cfg，然后是用户主目录下的~/.ansible.cfg，最后是系统默认的配置文件路径（如/etc/ansible/ansible.cfg）。这有助于你了解 Ansible 从哪里读取配置信息。
  - 检查配置文件中的特定选项：
    - 可以使用ansible-config dump-- only-changed命令来只显示用户修改过的配置选项。这在你有一个复杂的 Ansible 配置环境，并且只想查看与默认设置不同的部分时非常有用。例如，如果你在ansible.cfg文件中修改了remote_user选项，运行此命令就会只显示remote_user相关的配置内容。
ansible-inventory：
含义
1. ansible-inventory是 Ansible 的一个重要组件，用于管理 Ansible 的主机清单。主机清单定义了 Ansible 将要管理的目标主机，包括主机的 IP 地址、主机名、所属的组等信息。它就像是 Ansible 的 “目标地图”，告诉 Ansible 需要在哪些主机上执行任务。

用法

查看主机清单内容
- 基本的查看命令是

以特定格式输出主机清单，YAML 格式对于人类阅读可能更友好一些。继续以上面的主机清单为例，YAML 格式输出如下

- 检查主机是否在清单中
  - 可以使用ansible-inventory --host <hostname>命令来检查特定主机是否在主机清单中，并查看该主机的相关变量。例如，ansible-inventory --host web1.example.com会输出该主机所属的组以及其变量（如果有）。如果主机不在清单中，会显示相应的提示信息。
- 使用动态主机清单脚本
  - Ansible 也支持动态主机清单。你可以编写一个脚本来动态生成主机清单内容，例如从一个数据库或者云服务提供商的 API 获取主机信息。假设你有一个名为dynamic_inventory.py的动态主机清单脚本，你可以通过ansible-inventory-- inventory <path_to_script>来使用它。这样，每次 Ansible 运行任务时，都会先执行这个脚本获取最新的主机清单信息。

较为常用的是/usr/bin/ansible和/usr/bin/ansible-playbook

ansible-doc命令

ansible-doc命令常用于获取模板块信息及其适用帮助，一般用法如下：

ansible-doc -l ##获取全部模块信息
ansible-doc -s MOD_NAME #获取指定模块的使用帮助

ansible-doc的全部用法：

usage: ansible-doc [-h] [--version] [-v] [-M MODULE_PATH]
...
optional arguments:--metadata-dump       **For internal testing only** Dump json metadata forall plugins.--playbook-dir BASEDIRSince this tool does not use playbooks, use this as asubstitute playbook directory.This sets the relativepath for many features including roles/ group_vars/etc.--version             show program's version number, config file location,configured module search path, module location,executable location and exit-F, --list_files      Show plugin names and their source files withoutsummaries (implies --list)##-M，指定模块的路径-M MODULE_PATH, --module-path MODULE_PATHprepend colon-separated path(s) to module library (default=~/.ansible/plugins/modules:/usr/share/ansible/plugins/modules)
##-h,显示命令参数API文档-h, --help            show this help message and exit##输出为json格式-j, --json            Change output into json format.
##-l，列出可用模块-l, --list            List available plugins##-s，显示剧本指定模块的用法-s, --snippet         Show playbook snippet for specified plugin(s)

ansible命令

ansible命令的具体格式如下

ansible <host-pattern> <-f forks> [-m module_name] [-a args]

#使用ansible -h来查看帮助-a,MODULE_ARGS     #模块的参数，如果执行默认COMMAND的模块，即是命令参数，如：“date”，"pwd"。
-k，--ask-pass    #ask for SSH password。登录密码，提示输入SSH密码而不是假设基于密钥的验证
--ask-pass    #ask for SSH。su切换密码
-K，--ask-sudo-pass    #ask for sudo password。提示密码使用sudo，sudo表示提权操作
--ask-vault-pass    #ask for vault password。 假设我们设定了加密的密码，则用该选项进行访问
-B SECONDS    #后台超时时间
-C    #模拟运行环境并且进行预运行，可以进行查错测试
-c CONNECTION    #连接类型使用
-f FORKS    #并行任务数，默认为5
-i INVENTORY    #指定主机清单的路径，默认为/etc/ansible/hosts
--list-hosts    #查看有哪些主机组
-m MODULE_NAME #执行模块的名字，默认使用command模块，所以如果只执行单一命令可以不用 -m 参数
-o    #压缩输出，尝试讲所有结果在一行输出，一般针对收集工具使用
-S    #用su命令
-R SU_USER #指定su的用户，默认为root用户
-s    #用sudo的命令
-U SUDO_USERSUDO    #指定sudo到哪个用户，默认为root用户
-T TIMEOUT    #指定ssh默认超时时间，默认为10s，也可以在配置文件中修改
-u REMOTE_USER #远程用户，默认为root用户
-v    #查看详细信息，同时支持 -vvv，-vvvv可以查看更加详细的信息

ansible配置公私钥

上面已经提到ansible是基于ssh协议实现管理主机的，所以ansible配置公私钥的方式与ssh协议的方式相同，具体操作步骤如下：

1.生产私钥
ssh-keygen
2.向被管理主机分发私钥
ssh-copy-id root@192.168.71.193
ssh-copy-id root@192.168.71.195

六.部署ansible管理集群

实验环境

主机名	IP地址	安装包
ansible	192.168.71.196/24	epel-release、ansible
node1	192.168.71.195/24	-
node2	192.168.71.193/24

实验步骤

添加主机清单

vim /etc/ansible/hosts

配置公私钥（三下回车）

将密钥拷贝过去

七.Ansible常用模块

主机连通性测试

使用下列命令对主机清单中的资源进行连通性测试，出现下列信息说明主机处于连通状态

command模块

command模块可以直接在远程主机上执行命令，并且结果返回打印出来

命令模块接受命令名称，后面是空格分隔的列表参数。给定的命令将在所有选定的节点上执行，它不会通过shell进行处理，比如$HOME和操作如“<”,">","| ", " ; " ," & " (需要使用 shell模块实现这些功能)。注意，command模块不支持 | 管道命令。

下面是command模块常用的几个命令：

chdir：在执行命令之前，先切换到该目录
execurable：切换shell来执行命令，需要使用命令的绝对路径

free_form：要执行的Linux指令，一般使用Ansible的-a参数代替

creates：一个文件名，当这个文件存在，则该命令不执行，可以用来做判断

removes：一个文件名，这个文件不存在，则该命令不执行

shell模块

shell模块可以在远程主机上调用shell解释器运行命令，支持shell的各种功能，例如管道等
只要是shell命令都可以在通过这个模块在远程主机里面运行

由于command不支持管道符，所以它只会支持cat /etc/passwd命令

copy模块

这个模块用于将文件复制到远程主机上，同时支持给定的内容生成文件和修改权限等
copy模块的相关选项如下：
- src：被复制到远程主机的本地文件。可以是绝对路径，也可以是相对路径。如果路径是一个目录，则会递归复制，用法类似于“rsync”。
- content：用于替换“src”，可以直接指定文件的值。
- dest：必选项，将源文件复制到远程主机的绝对路径。
- backup：当文件内容发生改变之后，在覆盖之前，把源文件备份，备份文件包含时间信息
- directory_mode：递归设定目录的权限，默认为系统默认权限。
- force：当目标主机包含该文件，但是内容不同时，设定为“yes”，表示强制覆盖；设定为“no”表示目标主机的目标位置不存在该文件才复制。默认为“yes”
- others：所有的file模块中的选项可以在这里使用
- mode：设置文件权限

给定内容生成文件，并且制定权限

我们在两台主机上查看文件以及权限

备份源文件，并且覆盖源文件

创建新的内容覆盖原文件，并且备份

查看被控主机的文件状态

file模块

file模块主要用于设置文件的属性，比如创建文件、创建连接文件、删除文件等，如下为常见的命令：
- force：需要两种情况下强制创建软连接，一种是源文件不存在，但是之后会建立的情况下；另外一种是目标软链接已存在，需要取消之前的软链接，然后创建新的，有两个选项：yes|no。
- path：指定创建路径

group：定义文件/目录的属组。后面可以加上mode：定义文件/目录的权限。
owner：定义文件/目录的属主，后面必须加上path：定义文件/目录的路径。
recurse：递归设置文件的属性，只对目录有效，后面跟上src：被链接的源文件路径，只应用于state=link的情况
dest：被链接到的路径，只应用于state=link的情况
mode：指定权限。
state：状态，有如下选项：
- directory:如果目录不存在，就创建目录
- file：即使文件不存在，也不会被创建；已经存在的文件可以修改文件的属性。
- link：创建软链接
- hard：创建硬链接
- touch：如果文件不存在，则会创建一个新的文件，如果文件或者目录已经存在，则更新其最后修改时间
- absent：删除目录、文件或者取消链接文件

创建链接文件，实例如下：

删除文件如下所示：

fetch模块

fetch模块用于从远程某个主机获取（复制）文件到本地来
- dest：用来存储文件的目录。
- src：在远程拉取的文件，并且是一个file，不能是目录

cron模块

cron模块用于管理crontab计划性任务的，它的语法和crontab中的语法一致
- day= ：日应该运行的工作( 1-31, *, */2, )
- hour= ：小时 ( 0-23, *, */2, )
- minute= ：分钟( 0-59, *, */2, )
- month= ：月( 1-12, *, /2, )
- weekday= ：周 ( 0-6 for Sunday-Saturday,, )
- job= ：指明运行的命令是什么
- name= ：定时任务描述
- reboot ：任务在重启时运行，不建议使用，建议使用special_time
- special_time ：特殊的时间范围，参数：reboot（重启时），annually（每年），monthly（每月），weekly（每周），daily（每天），hourly（每小时）
- state ：指定状态
  - present表示添加定时任务，也是默认设置，
  - absent表示删除定时任务
- user :以哪个用户的身份执行

添加计划性任务如下，实例如下：

删除计划性任务，比如我们计划任务添加错误，则可以执行以下命令删除计划任务

yum模块

yum模块主要用于软件的安装，它的选项如下
- name= ：所安装的软件包的名称

state= ：
- present--》安装
- latest--》安装最新的
- absent--》卸载软件
update_cache :强制更新yum的缓存
conf_file :指定远程yum安装时所依赖的配置文件（安装本地已有的包）。
disable_pgp_check :是否禁止GPG checking，只用于present 或者 latest。
disablerepo ：临时禁止使用yum库。只用于安装或者更新时。
enablerepo ：临时使用的yum库。只用于安装或者更新时。

service模块

service模块用于服务程序的管理，它的主要选项如下:
- arguments：命令行提供额外的参数

enabled：设置开机自启;true | false
name：服务名称
runlevel：开机启动的级别，一般不用指定。
sleep：在重启服务的过程中，是否等待。如在服务关闭以后等待2秒在启动。（定义在剧本当中）
state：有四种状态分别为
- started（启动服务）
- stopped（停止服务）
- restarted（重启服务）
- reloaded（重载服务）

开启httpd服务并且设置开启自启

httpd服务必须自行安装httpd软件包

检查80端口有没有开启

开启httpd服务并且设置开机自启

详细过程

[root@ansible 192.168.71.193]# ansible webs -m service -a 'name=httpd state=started enabled=true'
192.168.71.193 | CHANGED => {"ansible_facts": {"discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python3"},"changed": true,"enabled": true,"name": "httpd","state": "started","status": {"AccessSELinuxContext": "system_u:object_r:httpd_unit_file_t:s0","ActiveEnterTimestampMonotonic": "0","ActiveExitTimestampMonotonic": "0","ActiveState": "inactive","After": "network.target httpd-init.service system.slice systemd-tmpfiles-setup.service sysinit.target tmp.mount remote-fs.target basic.target nss-lookup.target systemd-journald.socket -.mount","AllowIsolate": "no","AssertResult": "no","AssertTimestampMonotonic": "0","Before": "shutdown.target","BlockIOAccounting": "no","BlockIOWeight": "[not set]","CPUAccounting": "yes","CPUAffinityFromNUMA": "no","CPUQuotaPerSecUSec": "infinity","CPUQuotaPeriodUSec": "infinity","CPUSchedulingPolicy": "0","CPUSchedulingPriority": "0","CPUSchedulingResetOnFork": "no","CPUShares": "[not set]","CPUUsageNSec": "[not set]","CPUWeight": "[not set]","CacheDirectoryMode": 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192.168.71.195 | CHANGED => {"ansible_facts": {"discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python3"},"changed": true,"enabled": true,"name": "httpd","state": "started","status": {"AccessSELinuxContext": "system_u:object_r:httpd_unit_file_t:s0","ActiveEnterTimestampMonotonic": "0","ActiveExitTimestampMonotonic": "0","ActiveState": "inactive","After": "tmp.mount -.mount systemd-tmpfiles-setup.service nss-lookup.target httpd-init.service systemd-journald.socket basic.target system.slice remote-fs.target network.target sysinit.target","AllowIsolate": "no","AssertResult": "no","AssertTimestampMonotonic": "0","Before": "shutdown.target","BlockIOAccounting": "no","BlockIOWeight": "[not set]","CPUAccounting": "yes","CPUAffinityFromNUMA": "no","CPUQuotaPerSecUSec": "infinity","CPUQuotaPeriodUSec": "infinity","CPUSchedulingPolicy": "0","CPUSchedulingPriority": "0","CPUSchedulingResetOnFork": "no","CPUShares": "[not set]","CPUUsageNSec": "[not set]","CPUWeight": "[not set]","CacheDirectoryMode": 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"6","WatchdogTimestampMonotonic": "0","WatchdogUSec": "infinity"}
}

通过service模块关闭httpd服务

user模块

user模块主要用来管理用户账号，它的主要选项如下所示：
- comment :用户的描述信息

createhome：是否创建家目录
force：在使用state=absent时，行为于userdel --force一致
group：指定基本组
groups：指定附加组
home：指定用户家目录
move_home：如果设置为home=时，试图将用户主目录移动到指定的目录
name：指定用户名
non_unique：该选项允许改变非唯一的用户ID值
password：指定用户密码,使用密文密码
remove：在使用state=absent时，行为是与userdel --remove一致
shell：指定默认的shell
state：设置账号状态，不指定为默认创建，指定值为absent表示删除
system：当创建一个用户，设置这个用户是系统用户。这个设置不能更改现有的用户
uid：指定用户的uid

添加用户并且指定用户的uid和密码

删除用户

group模块

group模块主要用于添加或者删除组，常用选项如下所示：
- gid= 设置组的GID号

name= 指定组的名称
state= 指定组的状态，默认为创建，设置值为absent为删除
system= 设置值为yes，表示创建为系统组

创建组

查看已经创建的组

删除组

script模块

script模块用于将本机的脚本在被管理端的机器上运行。该模块直接指定脚本的路径即可
现在本机写一个脚本文件

运行这个脚本于被管理端

setup模块

setup模块主要用于收集信息，是通过调用facts组件来实现的，facts组件时Ansible用于采集被管理机器设备信息的一个功能。我们可以使用setup模块查看机器的所有facts信息，可以使用filter来查看指定信息。整个facts信息被包装在一个JSON格式的数据文件中，ansible_facts是最上层的值。
facts就是变量，内建变量。每个主机的各种信息，cpu个数，内存的大小等。会存在facts中的某个变量中，调用后返回很多对应主机的信息，在后面的操作中可以根据不同的信息来做不同的操作。比如redhat系列用yum安装，而debian系列用apt安装软件
查看信息实例，查看被管理主机的内存