Ansible 已成為現代 IT 環境中不可或缺的自動化工具，尤其在跨平臺佈署方面更顯優勢。本文除了介紹 Ansible 的動態 Inventory 和條件式 Playbook 的基本用法外，也深入探討瞭如何在 CentOS 和 Ubuntu 等不同系統上安裝 Apache 的例項。同時，也強調了版本控制的重要性，並以 Git 為例說明瞭程式碼管理的最佳實務。此外，文章還涵蓋了 Ansible 的一些進階技巧，例如非同步操作和滾動更新，以提升自動化效率和系統穩定性。更進一步地，文章詳細解析了 serial 指令、max_fail_percentage 設定以及 delegate_to 的應用，這些技巧對於構建更強大的自動化叢集更新策略至關重要，能有效控制佈署節奏、提高容錯能力，並簡化任務執行流程，確保叢集的高用性和穩定性。
精通 Ansible 條件式 Playbook 與動態 Inventory
在現代 IT 環境中，跨平臺自動化佈署已成為不可或缺的能力。Ansible 作為一款功能強大的自動化工具，提供瞭解決跨平臺挑戰的有效方案。本文將探討如何利用 Ansible 的動態 Inventory 和條件式 Playbook 設計，實作更靈活、更具彈性的自動化佈署。
頂層 Playbook 的策略思維
構建 Ansible 自動化架構時，頂層 Playbook 的設計至關重要。它扮演著整個自動化流程的入口和協調者的角色。site.yml 通常被選作頂層 Playbook 的名稱，象徵著它能管理整個網站或應用程式環境。
採用混合策略，以 site.yml 作為頂層入口，並利用 include_tasks 和 import_playbook 等陳述式，將不同功能模組或角色引入其中。這種方式既能保持頂層結構的清晰，又能將複雜邏輯拆分到更小的、可重複使用的單元中。
graph LR A[site.yml] --> B(角色1); A --> C(角色2); A --> D(獨立 Playbook);
圖表翻譯：
此圖展示了頂層 Playbook 如何整合不同角色和 Playbook，實作模組化設計。透過這種結構，可以清晰地組織和管理複雜的自動化任務。
版本控制：Ansible 程式碼的生命線
Ansible 程式碼，如同任何軟體程式碼一樣，需要妥善的版本控制。Git 是目前最流行的版本控制系統，它能追蹤程式碼的變更歷史，方便團隊協作和回復到之前的版本。
以下是一個典型的 Git 工作流程：
git clone <repository_url>
cd <repository_directory>
# 修改 Ansible 程式碼
git add .
git commit -m "提交訊息"
git push origin main
程式碼解密：
這段程式碼展示了 Git 的基本操作：複製、修改、提交和推播。首先，透過 git clone 複製遠端儲存函式庫到本地。然後，在本地目錄中進行必要的修改。接著，使用 git add 追蹤所有更改，並透過 git commit 提交更改到本地儲存函式庫。最後，使用 git push 將更改推播到遠端儲存函式庫。
動態 Inventory：跨平臺自動化的根本
Ansible 的動態 Inventory 功能允許根據主機資訊動態建立群組，從而實作更精細的自動化控制。結合 group_by 模組和條件判斷，可以針對不同作業系統執行不同的任務。
以下是一個示例，展示如何在 CentOS 和 Ubuntu 上安裝 Apache：
---
- hosts: all
tasks:
- group_by:
key: os_{{ ansible_distribution }}
- hosts: os_CentOS
become: true
tasks:
- name: 安裝 Apache (CentOS)
yum:
name: httpd
state: present
- hosts: os_Ubuntu
become: true
tasks:
- name: 安裝 Apache (Ubuntu)
apt:
name: apache2
state: present
程式碼解密：
這個 Playbook 首先根據作業系統發行版本動態建立群組，然後針對 os_CentOS 和 os_Ubuntu 群組分別執行不同的安裝任務。透過 group_by 模組，可以根據 ansible_distribution 的值動態建立群組，如 os_CentOS 和 os_Ubuntu。接著，針對不同的群組執行對應的任務，如在 CentOS 上使用 yum 安裝 httpd，在 Ubuntu 上使用 apt 安裝 apache2。
graph LR
A[收集 Facts 訊息] --> B{根據 ansible_distribution 分組};
B --> C{執行 CentOS 特定任務};
B --> D{執行 Ubuntu 特定任務};
圖表翻譯：
以上流程圖展示瞭如何利用 group_by 模組建立動態群組，並根據作業系統型別執行不同的任務。透過這種方式，可以靈活地針對不同的作業系統執行特定的任務。
克服跨平臺挑戰的實務技巧
除了動態 Inventory，還有其他一些技巧可以提升 Ansible 跨平臺自動化的效率：
- 善用 Ansible Facts： 利用 Ansible Facts 取得主機資訊，例如作業系統版本、核心版本等，以便根據實際情況調整任務執行。
- 條件式任務執行： 使用
when子句根據條件判斷是否執行特定任務，避免不必要的錯誤。 - 角色抽象： 將通用的任務抽象成角色，提高程式碼的可重複使用性和可維護性。
Ansible 的動態群組與版本移植策略
在 Ansible 自動化中，根據主機的作業系統型別執行不同的任務至關重要。本文將探討如何利用 group_by 模組建立動態群組，並示範如何在不同 Ansible 版本之間移植程式碼。
利用 group_by 模組建立動態群組
group_by 模組允許根據主機的 facts 訊息動態建立群組。以下示例演示如何根據作業系統型別將主機分組：
- hosts: all
tasks:
- group_by:
key: os_{{ ansible_distribution }}
程式碼解密：
這段程式碼會根據 ansible_distribution fact 的值建立動態群組。例如，如果主機的作業系統是 CentOS，則會被增加到 os_CentOS 群組；如果主機的作業系統是 Ubuntu，則會被增加到 os_Ubuntu 群組。
接著，可以根據這些動態群組執行特定任務：
- hosts: os_CentOS
tasks:
- name: 安裝 Apache (CentOS)
yum:
name: httpd
state: present
- hosts: os_Ubuntu
tasks:
- name: 安裝 Apache (Ubuntu)
apt:
name: apache2
state: present
Ansible 版本移植最佳實務
Ansible 的快速發展使得版本移植成為一個重要的議題。以下步驟概述瞭如何在不同 Ansible 版本之間移植程式碼：
- 確認目前 Ansible 版本： 使用
ansible --version命令確認當前 Ansible 版本。 - 查閱 Ansible 版本移植： Ansible 官方檔案提供了詳細的版本移植，其中包含了版本之間的變更和注意事項。
- 測試 playbook 與角色： 在新版本的 Ansible 上測試現有的 playbook 和角色，確保其功能正常。
- 解決版本不相容問題： 根據移植和測試結果，修復版本不相容問題。
graph LR
A[確認目前版本] --> B{查閱移植};
B --> C[測試 playbook 和角色];
C --> D{解決不相容問題};
圖表翻譯：
以上流程圖展示了 Ansible 版本移植的步驟。透過這些步驟，可以確保在不同 Ansible 版本之間順利移植程式碼。
Ansible 的進階技巧：非同步操作與滾一切更新。
滾動更新可以確保服務高用性。rolling 更新是實作高用性的重要手段。
Ansible 非同步操作
Ansible горизон預設以同步方式執行任務。對於長時間執行的任務，非同步操作可以提高效率。以下示例演示如何使用 async 和 poll 引數執行非同步任務：
- name: 非同步任務示範
hosts: frontends
become: true
tasks:
- name: `模擬長時間執行任務`
shell: "sleep 20"
async: 30
poll: 0
register: long_task
- name: 檢查非同步任務狀態
async_status:
jid: "{{ long_task.ansible_job_id }}"
register: async_result
until: async_result.finished
retries: 30
delay: 2
程式碼解密：
以上程式碼示範瞭如何使用 async 和 poll 引數執行非同步任務，並使用 async_status 模組檢查任務狀態。 poll:0 表示 Ansible 不會自動輪詢任務狀態，需要自行編寫檢查任務。
Ansible 滾動更新策略
在負載平衡環境中，滾動更新可以確保服務高用性。以下示例演示如何使用 serial 關鍵字實作滾動更新：
---
- name: 滾動更新演示
hosts: frontends
serial: 1
gather_facts: false
tasks:
- name: 執行更新操作
command: date
程式碼解密：
以上程式碼示範瞭如何使用 serial 關鍵字控制每次更新的伺服器數量，實作滾動更新。
graph LR
A[定義非同步任務] --> B(設定 async 和 poll 引數);
B --> C{執行非同步任務};
C --> D[檢查任務狀態];
E[定義滾動更新] --> F(設定 serial 引數);
F --> G{執行滾動更新};
圖表翻譯：
以上流程圖總結了非同步任務和滾動更新的執行流程。透過這些技巧，可以更有效地管理 Ansible 自動化任務，並提升系統的穩定性和可靠性。
精準掌控佈署節奏：serial 指令剖析
serial 指令允許精確控制 Ansible 每次執行 Playbook 的主機數量。除了設定整數值，serial 也支援百分比設定，例如 serial:25% 表示每次執行 Playbook 的主機數量為總主機數量的25%。
serial:
-1
-3
-5
程式碼解密：
此設定指示 Ansible 首先在1 臺主機上執行 Playbook，然後在3 臺主機上執行，最後以每次5 臺主機的批次執行，直到所有主機完成佈署。
graph LR
A[設定 serial 值] --> B{計算主機批次大小};
B --> C[選擇主機批次];
C --> D[執行 Playbook];
D --> E{所有主機更新完成?};
E -- 是 --> F[結束];
E -- 否 --> C;
圖表翻譯：
上圖展示了 serial 指令如何控制主機批次大小和 Playbook 執行流程。Ansible 根據 serial 設定值計算每次更新的主機數量，然後逐批次執行 Playbook，直到所有主機更新完成。
強化容錯能力：max_fail_percentage 設定
在高用性或負載平衡的叢集環境中，max_fail_percentage 設定至關重要。它允許設定 Playbook 執行過程中可容忍的失敗主機百分比。當失敗主機百分比超過設定值時，Playbook 將中止執行，避免錯誤在整個叢集中擴散。
max_fail_percentage: 10
程式碼解密：
此設定表示 Ansible 允許最多10% 的主機更新失敗。當失敗主機數量超過這個閾值時，Playbook 將會停止，防止故障擴大。
任務委派：delegate_to 的應用
delegate_to 允許將任務委派給其他主機執行，即使該任務在目標主機上定義。這在需要對特定主機執行操作，但又不想影響目標主機本身的情況下非常有用。
- name: 從負載平衡器中移除主機
hosts: frontends
tasks:
- name: 執行移除指令碼
command: ./remove_from_loadbalancer.sh {{ inventory_hostname }}
args:
chdir: "{{ playbook_dir }}"
delegate_to: localhost
程式碼解密：
此任務將在 frontends 群組中的所有主機上執行，但 remove_from_loadbalancer.sh 指令碼實際上是在 localhost 上執行的。inventory_hostname 變數仍然會正確地傳遞當前主機的名稱給指令碼。
graph LR A[frontends] --> B[localhost]; B --> C[執行 remove_from_loadbalancer.sh];
圖表翻譯：
上圖展示了任務委派的流程。frontends 主機將任務委派給 localhost，localhost 執行 remove_from_loadbalancer.sh 指令碼。
Ansible 的 serial、max_fail_percentage 和 delegate_to 等功能為構建強大的自動化叢集更新策略提供了必要的工具。透過靈活運用這些功能，可以精確控制佈署節奏，提高容錯能力，簡化任務執行流程，確保叢集的穩定性和高用性。
