Ansible 角色管理指南

Ansible 角色管理指南

实验环境设置

以下命令用于准备实验环境，创建一个工作目录并配置基本的Ansible设置：

# 创建web工作目录并进入
[azurewhisky@controller ~]$ mkdir web && cd web# 创建Ansible配置文件
[azurewhisky@controller web]$ cat > ansible.cfg <<'EOF'
[defaults]
remote_user = azurewhisky  # 设置远程登录用户名
inventory = ./inventory    # 指定清单文件位置[privilege_escalation]
become = True              # 启用权限提升
become_user = root         # 提升到root用户
become_method = sudo       # 使用sudo方法
become_ask_pass = False    # 不询问密码
EOF# 创建主机清单文件
[azurewhisky@controller web]$ cat > inventory <<'EOF'
controller
node1
node2
node3
node4
EOF

Ansible 角色详解

什么是Ansible角色？

在实际生产环境中，Playbook往往会变得很长且复杂，包含许多文件、任务和处理程序。随着编写的Playbook越来越多，我们会发现有很多机会可以复用之前编写的代码。

Ansible角色提供了一种标准化方式来打包和复用自动化代码。它将任务、变量、文件、模板等资源组织在一个标准化的目录结构中，只需将角色从一个项目复制到另一个项目，然后在Playbook中调用即可。

Ansible角色结构

通过以下命令可以初始化一个标准的Ansible角色：

[azurewhisky@controller web]$ ansible-galaxy init azurewhisky
- azurewhisky was created successfully# 查看角色目录结构
[azurewhisky@controller web]$ tree azurewhisky
azurewhisky
├── defaults      # 默认变量目录（低优先级）
│   └── main.yml
├── files         # 静态文件目录
├── handlers      # 处理程序目录
│   └── main.yml
├── meta          # 元数据目录
│   └── main.yml
├── README.md     # 角色说明文档
├── tasks         # 任务目录
│   └── main.yml
├── templates     # 模板目录
├── tests         # 测试目录
│   ├── inventory
│   └── test.yml
└── vars          # 变量目录（高优先级）└── main.yml8 directories, 8 files

各目录用途说明：

  • defaults：包含角色变量的默认值（低优先级，易被覆盖）
  • files：存放角色任务引用的静态文件
  • handlers：包含角色的处理程序定义
  • meta：包含角色元信息（作者、许可证、依赖等）
  • tasks：包含角色的主要任务定义
  • templates：存放Jinja2模板文件
  • tests：包含测试用的清单和Playbook
  • vars：定义角色变量（高优先级，用于内部功能）
  • README.md：角色使用说明文档

角色存放位置

Ansible默认在以下位置查找角色：

  • ~/.ansible/roles
  • /usr/share/ansible/roles
  • /etc/ansible/roles

优先级从上到下递减。可以通过配置文件自定义角色路径：

# 在ansible.cfg中设置角色路径
[defaults]
roles_path = ./roles  # 相对路径示例# 多个路径用冒号分隔
roles_path = /etc/ansible/roles:/home/azurewhisky/web/roles

创建自定义角色

下面创建一个Apache Web服务器角色的完整示例：

# 创建角色目录并初始化Apache角色
[azurewhisky@controller web]$ mkdir roles
[azurewhisky@controller web]$ ansible-galaxy init apache --init-path=./roles
配置任务文件
# roles/apache/tasks/main.yml
---
# Apache角色任务文件
- name: 安装Web服务器yum:name: "{{ web_package }}"  # 使用变量指定软件包名state: latest- name: "启动{{ web_service }}服务"service:name: "{{ web_service }}"  # 使用变量指定服务名state: startedenabled: yes  # 设置开机自启- name: 配置登录提示信息template:src: motd.j2           # 源模板文件dest: /etc/motd        # 目标文件位置- name: 配置AzureWhisky站点template:src: azurewhisky.conf.j2  # 虚拟主机配置模板dest: /etc/httpd/conf.d/azurewhisky.confnotify:- 重启Web服务         # 触发处理程序- name: 创建网站根目录file:path: "/var/www/html/{{ ansible_hostname }}"  # 使用主机名创建目录state: directory- name: 创建首页文件template:src: index.html.j2     # 首页模板dest: "/var/www/html/{{ ansible_hostname }}/index.html"
配置默认变量
# roles/apache/defaults/main.yml  
---
# Apache角色默认变量
web_package: httpd    # Web服务器软件包名
web_service: httpd    # Web服务名称
创建模板文件
{# roles/apache/templates/motd.j2 #}
hello guys!
Welcome to {{ ansible_fqdn }}!  {# 使用事实变量填充完全限定域名 #}

{# roles/apache/templates/azurewhisky.conf.j2 #}
# {{ ansible_managed }}  {# Ansible管理标记 #}
<VirtualHost *:80>ServerAdmin azurewhisky@{{ ansible_fqdn }}ServerName {{ ansible_fqdn }}ErrorLog logs/{{ ansible_hostname }}-error.logCustomLog logs/{{ ansible_hostname }}-common.log commonDocumentRoot /var/www/html/{{ ansible_hostname }}/<Directory /var/www/html/{{ ansible_hostname }}/>Options +Indexes +FollowSymlinks +IncludesOrder allow,denyAllow from all</Directory>
</VirtualHost>
配置处理程序
# roles/apache/handlers/main.yml
---
# Apache角色处理程序
- name: 重启Web服务service:name: "{{ web_service }}"state: restarted
创建首页模板
{# roles/apache/templates/index.html.j2 #}
Welcome to {{ ansible_fqdn }} !
配置角色元数据
---
galaxy_info:author: azurewhiskydescription: azurewhisky的Web服务器角色company: azurewhisky世界license: GPLv2min_ansible_version: 2.4platforms:- name: Fedoraversions:- all- 25galaxy_tags: [apache, web]  # 角色标签
dependencies: []  # 角色依赖项

调用角色

在Playbook中调用角色非常简单：

# 基本调用方式
---
- name: 部署Apachehosts: node1roles:- apache  # 直接引用角色名# 带参数调用方式  
---
- name: 部署Apachehosts: node1roles:- role: apache        # 明确指定角色web_package: httpd  # 传递参数web_service: httpd- { role: apache, web_package: httpd, web_service: httpd }  # 简写格式

执行Playbook并验证结果：

# 验证motd配置
[azurewhisky@controller web]$ ssh root@node1
hello guys!
Welcome to node1.lab.example.com!# 验证网站访问
[root@node1 ~]$ curl http://node1/
Welcome to node1.azurewhisky.top !

角色依赖关系

角色可以声明依赖其他角色，例如Web服务器角色可能依赖防火墙角色：

# roles/apache/meta/main.yml
dependencies:
- role: firewallservice: http  # 传递参数给依赖角色

创建防火墙角色：

[azurewhisky@controller web]$ ansible-galaxy init firewall --init-path=./roles

配置防火墙角色任务：

# roles/firewall/tasks/main.yml
---
# 防火墙角色任务
- name: 安装firewalldyum:name: firewalldstate: latest- name: 启动并启用firewalld服务service:name: firewalldstate: startedenabled: true- name: 配置防火墙服务firewalld:state: enabled        # 启用规则immediate: true       # 立即生效permanent: true       # 永久生效service: "{{ service }}"  # 使用变量指定服务

配置防火墙默认变量：

# roles/firewall/defaults/main.yml
---
# 防火墙默认变量
service: ssh  # 默认允许SSH服务

任务执行顺序

Ansible按照特定顺序执行任务：

  1. pre_tasks - 前置任务
  2. roles - 角色任务
  3. tasks - 普通任务
  4. post_tasks - 后置任务

注意：剧本中的书写顺序不影响实际执行顺序。

示例演示：

---
- name: 测试任务执行顺序hosts: node1gather_facts: false  # 禁用事实收集pre_tasks:- name: 前置任务shell: echo '这是前置任务'roles:- test_task_exec_order  # 调用测试角色tasks:- name: 普通任务shell: echo '这是普通任务'post_tasks:- name: 后置任务shell: echo '这是后置任务'

处理程序执行顺序

处理程序按照以下顺序执行：

  1. pre_tasks通知的处理程序
  2. roles任务
  3. roles通知的处理程序
  4. tasks任务
  5. tasks通知的处理程序
  6. post_tasks任务
  7. post_tasks通知的处理程序

重要：剧本中的处理程序具有全局作用域，可以被任何任务通知。

动态角色调用

使用include_role和import_role在任务中动态调用角色：

---
- hosts: node1tasks:- shell: echo '第一个任务'- name: 在任务中调用角色import_role:  # 或使用include_rolename: hellowhen: condition_met  # 条件判断

区别说明：

  • import_role：执行前解析角色，语法错误会立即终止
  • include_role：执行时解析角色，条件为false时不解析

Ansible角色的优势

  • 标准化：为系统类型（Web服务器、数据库等）定义标准配置
  • 并行开发：多个管理员可以同时开发不同角色
  • 代码复用：轻松共享和复用自动化代码
  • 易于管理：使大型项目更易于维护和组织

角色开发最佳实践

  1. 避免敏感信息：不要将密码或密钥存储在角色中，使用变量参数化
  2. 精简结构：使用ansible-galaxy init创建角色，删除不需要的目录
  3. 完善文档：维护README.md和meta/main.yml文件说明角色用途
  4. 功能专注：每个角色应专注于特定功能，避免过于复杂
  5. 代码重构：经常重用和重构角色，避免为边缘情况创建新角色
  6. 版本控制：使用版本控制系统管理角色演变

使用系统角色

系统角色介绍

RHEL从7.4开始提供预打包的系统角色，这些角色可以帮助标准化RHEL主机的配置。例如，使用timesync角色可以统一配置RHEL6和7的时间同步，无需关心底层是ntpd还是chronyd服务。

安装系统角色

[azurewhisky@controller ~]$ sudo yum install -y rhel-system-roles# 系统角色安装在标准位置
[azurewhisky@controller ~]$ ls -1 /usr/share/ansible/roles/# 文档位于
[azurewhisky@controller ~]$ ls /usr/share/doc/rhel-system-roles

时间同步角色示例

---
- name: 时间同步配置hosts: node1vars:timesync_ntp_servers:- hostname: classroom.example.comiburst: yes  # 启用快速初始同步timezone: "Asia/Shanghai"  # 设置时区roles:- rhel-system-roles.timesync  # 调用系统角色tasks:- name: 设置时区timezone:name: "{{ timezone }}"

SELinux角色示例

---
- name: SELinux配置hosts: node1vars:selinux_state: enforcing  # 设置强制模式selinux_booleans:- name: 'httpd_enable_homedirs'state: 'on'persistent: 'yes'  # 永久生效selinux_fcontexts:- target: '/srv/www(/.*)?'setype: 'httpd_sys_content_t'state: 'present'roles:- rhel-system-roles.selinux

处理需要重启的SELinux配置

---
- hosts: node1,node2vars:selinux_state: enforcingtasks:- block:  # 块错误处理- name: 应用SELinux角色include_role:name: rhel-system-roles.selinuxrescue:  # 救援块- name: 检查是否需要重启以外的错误fail:when: not selinux_reboot_required- name: 重启受管主机reboot:- name: 重新应用SELinux角色include_role:name: rhel-system-roles.selinux

使用Ansible Galaxy部署角色

Ansible Galaxy介绍

Ansible Galaxy是一个由社区维护的角色仓库，包含大量可重用的角色，帮助用户快速实现自动化任务。

ansible-galaxy命令使用

# 查看已安装角色
[azurewhisky@controller web]$ ansible-galaxy list# 搜索角色（需要网络连接）
[azurewhisky@controller ~]$ ansible-galaxy search --platforms=EL haproxy# 查看角色详细信息
[azurewhisky@controller ~]$ ansible-galaxy info geerlingguy.docker# 查看本地角色信息
[azurewhisky@controller web]$ ansible-galaxy info apache --offline# 安装角色
[azurewhisky@controller ~]$ ansible-galaxy install geerlingguy.haproxy

批量安装角色

创建requirements.yml文件：

# requires.yml
- name: dockersrc: https://github.com/geerlingguy/ansible-role-docker/archive/2.7.0.tar.gz
- name: haproxysrc: https://github.com/geerlingguy/ansible-role-haproxy/archive/1.1.2.tar.gz

批量安装：

[azurewhisky@controller ~]$ ansible-galaxy install -r requires.yml

其他管理命令

# 登录Galaxy
[azurewhisky@controller ~]$ ansible-galaxy login# 删除角色
[azurewhisky@controller ~]$ ansible-galaxy remove role_name# 登出
[azurewhisky@controller ~]$ ansible-galaxy logout

综合案例：部署Web集群

需求说明

  1. node3作为负载均衡器（HAProxy）
  2. node1和node2作为Web服务器

实施步骤

# 创建清单文件
[azurewhisky@controller web]$ cat > inventory <<EOF
[loadbalancers]
loadbalancer ansible_host=node3[webservers]
node1
node2
EOF# 安装所需角色
[azurewhisky@controller web]$ ansible-galaxy install geerlingguy.haproxy
[azurewhisky@controller web]$ ansible-galaxy install geerlingguy.apache# 查看HAProxy角色文档了解配置参数
[azurewhisky@controller web]$ less roles/geerlingguy.haproxy/README.md

编写部署剧本

# deploy_web_cluster.yaml
---
- name: 部署负载均衡器hosts: loadbalancersvars:haproxy_backend_servers:  # 配置后端服务器- name: node1address: 10.1.8.11:80  # node1的IP和端口- name: node2address: 10.1.8.12:80  # node2的IP和端口roles:- geerlingguy.haproxy  # 调用HAProxy角色- name: 部署Web服务器hosts: webserversroles:- geerlingguy.apache  # 调用Apache角色tasks:- name: 创建首页内容copy:content: "Welcome to {{ ansible_fqdn }}.\n"  # 动态生成内容dest: /var/www/html/index.html

执行部署并验证

# 运行部署剧本
[azurewhisky@controller web]$ ansible-playbook deploy_web_cluster.yaml# 测试负载均衡效果
[azurewhisky@controller web]$ curl http://node3/
Welcome to node1.azurewhisky.top.
[azurewhisky@controller web]$ curl http://node3/
Welcome to node2.azurewhisky.top.

通过这个完整的指南，您应该对Ansible角色管理有了深入的理解，能够创建、使用和管理角色，以及利用Ansible Galaxy中的社区资源来加速自动化部署。

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