Ansible 自動化佈署 Apache 伺服器實戰

Ansible 藉由 SSH 連線管理遠端伺服器，不需在目標伺服器安裝額外軟體，提升佈署效率。相較於早期版本使用 Paramiko 函式庫，Ansible 現已改用 OpenSSH 作為預設連線方式，速度更快且更安全。OpenSSH 的 ControlPersist 功能還能讓 SSH 連線持久化，減少頻繁連線的延遲。Ansible Playbook 以 YAML 格式撰寫，定義一系列任務，讓伺服器自動達到預期狀態。Playbook 中的每個任務都使用 Ansible 模組執行特定操作，例如安裝軟體、複製檔案、啟動服務等。透過 Playbook，我們可以將複雜的佈署流程簡化成易於管理的程式碼，並確保每次佈署的一致性。以下將以 Apache 伺服器佈署為例，示範如何撰寫和執行 Ansible Playbook。

Ansible 自動化技術應用及其實務案例

Ansible 管理 cron 工作

在管理 Linux 系統中，定期任務通常透過 cron 來執行。傳統上，更改 cron 工作設定需要登入伺服器並編輯 crontab 檔案。然而，Ansible 提供了更簡單的方法來管理 cron 工作。

設定定期任務

假設我們希望在每天早上 4 點在所有伺服器上執行一個 shell 指令碼，可以使用以下命令：

$ ansible multi -b -m cron -a "name='daily-cron-all-servers' hour=4 job='/path/to/daily-script.sh'"

這個命令會在每台伺服器的 crontab 中新增一個名為 daily-cron-all-servers 的工作，並在每天早上 4 點執行指定的指令碼。

移除 cron 工作

如果需要移除先前設定的 cron 工作，可以使用以下命令：

$ ansible multi -b -m cron -a "name='daily-cron-all-servers' state=absent"

這樣會從所有伺服器的 crontab 中刪除名為 daily-cron-all-servers 的工作。

自訂 crontab 檔案

Ansible 還支援管理自訂的 crontab 檔案。可以指定位於 /etc/cron.d 的自訂 crontab 檔案來管理工作。例如：

$ ansible multi -b -m cron -a "name='custom-cron' hour=4 job='/path/to/custom-script.sh' cron_file=/etc/cron.d/custom-cron"

這樣會在 /etc/cron.d/custom-cron 檔案中新增一個名為 custom-cron 的工作。

內容解密：

• name：指定 cron 工作的名稱，便於識別和管理。
• hour：指定工作執行的小時。
• job：指定要執行的命令或指令碼路徑。
• state：用於指定狀態，absent 表示移除工作。
• cron_file：指定自訂 crontab 檔案的位置。

Ansible 會在 crontab 檔案中新增一行註解來標記是由 Ansible 管理的，例如 #Ansible: daily-cron-all-servers。這樣可以避免手動修改 crontab 檔案時意外刪除 Ansible 管理的工作。

自動化應用佈署

對於簡單的應用佈署，可以使用 Ansible 的 ad-hoc 模式來更新 git 簽出版本或複製新的程式碼到伺服器，然後執行更新指令碼。例如，假設我們有一個簡單的應用執行在 /opt/myapp 目錄中，這個目錄是從中央伺服器或 GitHub 上克隆的一個 git 儲存函式庫。

更新 git 簽出版本

首先，更新 git 簽出版本到新的分支或標籤：

$ ansible app -b -m git -a "repo=git://example.com/path/to/repo.git dest=/opt/myapp update=yes version=1.2.4"

這個命令會將 /opt/myapp 的 git 儲存函式庫更新到標籤 1.2.4。

執行更新指令碼

然後，執行應用的更新指令碼：

$ ansible app -b -a "/opt/myapp/scripts/update.sh"

這樣就完成了應用的更新佈署。

內容解密：

• repo：指定 git 儲存函式庫的 URL。
• dest：指定 git 儲存函式庫簽出到的目標目錄。
• update：指定是否強制更新儲存函式庫。
• version：指定要簽出的分支、標籤或提交雜湊值。
• ad-hoc 模式：適合簡單佈署情況，但對於複雜佈署需求應該使用 Ansible playbook 和滾動更新功能。

如果在執行過程中遇到錯誤，例如缺少 git 執行檔或 Git Server 有未知主機鍵問題，可以分別透過安裝 git 或新增 accept_hostkey=yes 選項來解決。

Ansible 的 SSH 連線歷史

Ansible 的核心功能之一是透過標準且安全的 SSH 連線來管理伺服器，而不需要在被管理伺服器上執行額外的應用程式或守護程式。這使得 Ansible 在效能和安全性方面都有很大優勢。

paramiko

早期 Ansible 僅使用 paramiko 做為 SSH 實作。然而，由於 paramiko 是專門為 Python 語言設計的單一函式庫，其開發速度無法跟上 OpenSSH 的更新步伐。因此，在某些情況下可能會有效能和安全性問題。

OpenSSH (預設)

從 Ansible 1.3 引入 OpenSSH 作為預設 SSH 連線方式。OpenSSH 比 paramiko 快且可靠。此外，OpenSSH 支援 ControlPersist 功能，可以讓 SSH 連線持久化以減少頻繁連線所需的初始握手時間。

加速 OpenSSH

現代版本的 Ansible 支援多種方式來加速 SSH 連線。例如，使用管道模式（pipelining）可以顯著提高效能。這些技術確保了 Ansible 的 SSH 連線既快速又安全。

快速且穩定的 SSH 是成功之鑰

無論是透過 paramiko 或 OpenSSH 與伺服器進行通訊，Ansible 均依賴於快速且穩定的 SSH 連線。只有這樣才能確保命令和檔案在伺服器之間成功傳輸和執行。

Ansible Playbook 基本使用與最佳化

Ansible 是一種強大的自動化工具，能夠幫助我們管理和組態多台伺服器。在這篇文章中，我們將探討 Ansible 的 Playbook 功能，並學習如何將傳統的 Shell 指令轉換為 Ansible Playbook，從而提升自動化流程的效率和可靠性。

什麼是 Ansible Playbook？

Playbook 是 Ansible 的核心概念之一，它類別似於劇本（script），列出了一系列任務（plays），這些任務會依序執行以達到特定的伺服器組態狀態。Playbook 使用 YAML 語法編寫，這是一種簡單且易讀的格式。

基本的 Ansible Playbook 範例

假設我們有一個簡單的 Shell 指令，用來在 RHEL/CentOS 伺服器上安裝 Apache 並組態其相關檔案：

# 安裝 Apache
yum install --quiet -y httpd httpd-devel
# 複製組態檔案
cp httpd.conf /etc/httpd/conf/httpd.conf
cp httpd-vhosts.conf /etc/httpd/conf/httpd-vhosts.conf
# 啟動 Apache 並設定開機自動啟動
service httpd start
chkconfig httpd on

我們可以將這些指令轉換為 Ansible Playbook：

---
- hosts: all

  tasks:
    - name: 安裝 Apache
      command: yum install --quiet -y httpd httpd-devel

    - name: 複製組態檔案
      command: >
        cp httpd.conf /etc/httpd/conf/httpd.conf
      command: >
        cp httpd-vhosts.conf /etc/httpd/conf/httpd-vhosts.conf

    - name: 啟動 Apache 並設定開機自動啟動
      command: service httpd start
      command: chkconfig httpd on

這個 Playbook 與原先的 Shell 指令功能相同，但在執行時會提供更好的可讀性和管理性。

內容解密：

在這個範例中，我們使用了 command 模組來執行原始的 Shell 指令。每個任務都有一個 name 屬性，這樣在執行 Playbook 時會有更友好的輸出。command 模組還有一些其他特性（例如：idempotence），但目前我們只需要知道它可以直接轉換 Shell 指令即可。

最佳化 Playbook：使用內建模組

雖然上面的範例能夠正常運作，但我們可以進一步最佳化它來利用 Ansible 的內建模組。這些模組不僅能提升效率，還能確保任務的冪等性（idempotence）。

---
- hosts: all
  become: yes

  tasks:
    - name: 安裝 Apache
      yum:
        name:
          - httpd
          - httpd-devel
        state: present

    - name: 複製組態檔案
      copy:
        src: "{{ item.src }}"
        dest: "{{ item.dest }}"
        owner: root
        group: root
        mode: '0644'
      with_items:
        - { src: 'httpd.conf', dest: '/etc/httpd/conf/httpd.conf' }
        - { src: 'httpd-vhosts.conf', dest: '/etc/httpd/conf/httpd-vhosts.conf' }

    - name: 啟動 Apache 並設定開機自動啟動
      service:
        name: httpd
        state: started
        enabled: yes

內容解密：

在這個最佳化版本中，我們使用了 yum、copy 和 service 模組來取代原本的 command 模組。這些模組不僅簡化了指令的編寫，還確保了每次執行時都會檢查目標狀態，從而避免重複操作（冪等性）。

• yum 模組用來管理套件安裝，確保指定的套件存在且為最新版本。
• copy 模組用來複製檔案，並且可以設定所有權和許可權。
• service 模組用來管理服務狀態，確保服務在啟動後會自動設定為開機啟動。

YAML 語法最佳實踐

在編寫 Playbook 的過程中，YAML 語法的正確使用非常重要。以下是一些最佳實踐：

1. 縮排一致：YAML 對縮排非常敏感，請確保每個層級的縮排一致。
2. 使用引號：對於包含特殊字元或空格的字串，應該使用引號包裹。
3. 長字串處理：對於長字串或多行字串，可以使用 > 或 | 處理。

擴充套件與進階應用

Ansible 的 Playbook 不僅可以簡單地轉換 Shell 指令，還可以利用其豐富的模組和特性來實作更複雜的自動化流程。例如：

• 變數管理：透過 vars 或外部變數檔案來管理不同環境中的引數。
• 條件判斷：使用 when 指令來根據條件執行不同的任務。
• 迴圈處理：使用 with_items 或其他迴圈語法來處理多個元素。

使用 Ansible 自動化 Apache 伺服器佈署

在現代的 DevOps 環境中，自動化工具已成為必不可少的工具，能夠大幅提升佈署效率與穩定性。其中，Ansible 是一個非常受歡迎的自動化工具，因為它簡單易用且功能強大。今天，玄貓將帶你深入瞭解如何使用 Ansible 自動化佈署 Apache 伺服器。

Ansible Playbook 基本介紹

Ansible Playbook 是一個 YAML 格式的檔案，用於定義要執行的任務。以下是一個簡單的 Ansible Playbook 範例，用於在所有伺服器上安裝並啟動 Apache：

---
- hosts: all
  become: yes
  tasks:
    - name: 安裝 Apache
      yum:
        name: httpd
        state: present

    - name: 複製組態檔案到伺服器
      copy:
        src: "{{ item.src }}"
        dest: "{{ item.dest }}"
      with_items:
        - src: httpd.conf
          dest: /etc/httpd/conf/httpd.conf
        - src: httpd-vhosts.conf
          dest: /etc/httpd/conf/httpd-vhosts.conf

    - name: 確保 Apache 啟動並且開機自動啟動
      service:
        name: httpd
        state: started
        enabled: yes

內容解密：

1. YAML 語法標記：第一行 --- 表示這個檔案使用 YAML 語法。這就像在 HTML 或 PHP 中使用 <html> 或 <?php 一樣，標記了檔案的開始。

2. Play 定義：第二行 - hosts: all 定義了一個 Play，並告訴 Ansible 將這個 Play 做用在所有已知的主機上。

3. sudo 模式：第三行 become: yes 告訴 Ansible 所有命令都要透過 sudo 執行，以 root 身份執行。

4. 任務列表：第四行 tasks: 告訴 Ansible 接下來的是一個任務列表，這些任務將作為這個 Play 的一部分執行。

5. 第一個任務：安裝 Apache：使用 yum 模組來安裝 Apache。name 屬性提供了一個人類可讀的描述，而 state: present 告訴 yum 模組確保 Apache 已經安裝。

6. 第二個任務：複製組態檔案：使用 copy 模組將本地組態檔案複製到伺服器上。with_items 用於遍歷一個專案列表，每個專案都會被作為變數傳入。

7. 第三個任務：啟動並啟用 Apache：使用 service 模組來確保 Apache 在開機時啟動並立即啟動。

玄貓如何使用 Mermaid 搭配圖示解說

下面這張圖示說明瞭這些步驟之間的邏輯關係：

  graph TD;
    A[開始] --> B[定義 Play];
    B --> C[設定 sudo 模式];
    C --> D[列出任務];
    D --> E[安裝 Apache];
    D --> F[複製組態檔案];
    D --> G[啟動並啟用 Apache];
    E --> H[確認 Apache 安裝];
    F --> I[確認組態檔案已複製];
    G --> J[確認 Apache 啟動];
    J --> K[結束];

此圖示展示了 Ansible Playbook 的基本邏輯流程。從開始到結束，每一步都有其明確的目的和作用。

自動化佈署的優勢

1. 一致性：無論是佈署一台還是上千台伺服器，所有組態都會保持一致。
2. 效率：自動化可以大幅減少手動操作所需的時間和精力。
3. 可重複性：只要修改 Playbook，就可以立即應用到所有伺服器上。
4. 監控與維護：Ansible 能夠持續監控伺服器狀態，並告知任何變更。

限制與範圍控制

你可以透過修改 hosts: 屬性來限制 Playbook 的執行範圍。例如：

- hosts: webservers

或者在命令列中使用 --limit 處理：

ansible-playbook playbook.yml --limit webservers

這樣只會在 webservers 群組中的主機上執行 Playbook。你也可以使用 --list-hosts 處理來預覽會受影響的主機：

ansible-playbook playbook.yml --list-hosts

未來趨勢與改進建議

隨著技術的進步，Ansible 的功能也在不斷擴充套件。未來可能會看到更多整合和自動化選項，例如與 Kubernetes、Docker 等容器技術的更深度整合。對於現有的佈署流程，可以考慮引入更多的測試和驗證步驟，以確保每次佈署都能平穩進行。