Ansible DevOps 自動化實戰

Ansible 作為一款功能強大的自動化工具，已成為 DevOps 領域的熱門技術。本文旨在引導讀者由淺入深地學習 Ansible，從基礎的 YAML 語法到複雜的 Playbook 編寫，逐步提升讀者的 Ansible 技能。書中內容涵蓋了 Ansible 的核心概念、模組使用、Playbook 設計以及在不同場景下的最佳實務。此外，本文也著重於 Ansible 在 DevOps 流程中的整合，例如何結合 CI/CD 工具實作自動化佈署、組態管理等。透過本文提供的豐富範例和實務經驗分享，讀者將能快速掌握 Ansible 的精髓，並將其應用於實際的 DevOps 環境中，有效提升 IT 基礎設施管理的效率和可靠性。本文適合具備基本命令列操作經驗的開發者、維運工程師以及對 DevOps 感興趣的讀者。無論是初學者還是有一定經驗的 Ansible 使用者，都能從本文中獲得新的知識和技能，進一步提升自身的專業能力。

常見問題解答：

如何確保零停機佈署？ 零停機佈署可以透過使用負載平衡器、藍綠佈署策略以及持續整合來實作。負載平衡器可以將流量分配到健康狀態的伺服器上；藍綠佈署策略透過維護兩組相同環境來實作無縫切換；持續整合則能確保每次更改都經過嚴格測試後才投入生產環境。
為什麼需要模組化設計？ 模組化設計能夠提高組態和任務的可重複使用性和可維護性。透過將組態分解為獨立模組，開發團隊可以更靈活地進行變更和擴充套件。
如何加強 SSH 安全性？ 加強 SSH 安全性可以透過停用根登入、使用 SSH 金鑰認證、移除不需要軟體以及設定防火牆來實作。這些措施能夠顯著減少攻擊面並提升系統安全性。
為什麼需要持續整合與持續交付（CI/CD）？ CI/CD 能夠自動化測試和佈署流程，確保每次更改都經過嚴格測試後才投入生產環境。這不僅能提高開發效率還能降低風險。

透過以上詳細分析和實務經驗分享希望對您有所幫助！

使用 Ansible 開發 DevOps 環境

在現代軟體開發中，DevOps 已經成為一個不可或缺的概念。DevOps 的核心理念是促進開發與維運團隊之間的緊密合作，以提高軟體交付的效率和品質。然而，僅僅增加一個新的「DevOps」團隊，介於現有的開發和維運團隊之間，並不能真正達成這一目標。

選擇跨團隊工具

實作 DevOps 環境的第一步是選擇能夠被開發者和維運工程師共同使用的工具。這裡介紹一個非常適合這種需求的工具：Ansible。Ansible 不需要你是軟體開發者就能使用，而且它的 Playbook 操作簡單易懂，具備自檔案功能。這些特性使得 Ansible 成為一個能夠提供跨團隊、跨雲端和不同資料中心共同語言的工具。

Ansible 的優勢

Ansible 的設計理念是簡單且強大，它允許使用者透過簡單的 YAML 語法來編寫 Playbook，這些 Playbook 可以被用來自動化佈署、組態管理和應用程式佈署等任務。Ansible 的 Playbook 不僅易於閱讀和編寫，還具有良好的可維護性，因為它們本身就是自檔案的。

作者背景

這本文的作者 Jeff 是 Ansible 的長期支援者和貢獻者。他維護了一個龐大且豐富的 Ansible roles 集合，並且在他的職業生涯中廣泛使用了 Ansible。Jeff 的經驗使得他能夠深入淺出地撰寫這本關於在 DevOps 環境中使用 Ansible 的全面。

IT 自動化之旅

希望每一位讀者在閱讀這本文時，都能享受到我們在 IT 自動化之旅中的樂趣。無論你是初學者還是有經驗的專業人士，這本文都將為你提供從基礎到高階的 Ansible 技術。

選擇適合的 IT 自動化工具

從小，玄貓便有幸接觸到各種 IT 基礎設施。從 Novell 伺服器到老舊的 Mac 和 Windows 工作站，再到 Microsoft 和 Linux 伺服器，玄貓見識了各種不同的技術環境。這些經歷激發了玄貓對 IT 基礎設施管理的熱情。

初探 Linux 和網路基礎設施

在高中之前，玄貓就開始接觸 Linux 和小型網路基礎設施。當時，玄貓為當地小學建立了一個 Cat5 有線網路和一個小型機櫃裝置網路裝置。這些經歷使得玄貓對網路和伺服器管理產生了濃厚興趣。

自動化之路

隨著時間的推移，玄貓從手動啟動和組態物理和虛擬伺服器，逐步過渡到使用複雜的 shell 指令碼來組態伺服器。最終，玄貓開始使用組態管理工具來管理成千上萬台雲端伺服器。

探索 Vagrant 與 Ansible

Vagrant 是一個用於管理本地虛擬機器來模擬真實世界基礎設施的工具，而 Ansible 則是用於組態管理和應用程式佈署的一個強大工具。這些工具不斷改進，並且未來將會帶來更多驚喜。

Ansible 的魅力

Ansible 是玄貓最喜愛的伺服器組態管理和應用程式佈署工具之一。它簡單易用且強大靈活，適合各種不同規模的基礎設施管理需求。

寫入組態與自動化

以下是一個簡單的 Ansible Playbook 範例：

---
# This is the beginning of a YAML file.
- name: Ensure Nginx is installed and running
  hosts: webservers
  become: yes
  tasks:
    - name: Install Nginx
      apt:
        name: nginx
        state: present
    - name: Start Nginx service
      service:
        name: nginx
        state: started

內容解密：

主機組定義（hosts）：hosts: webservers 指定這個 Playbook 應該執行在哪些主機上。
特權提升（become）：become: yes 意味著某些任務需要以 root 身份執行。
任務列表（tasks）：Playbook 中包含兩個任務：
- 安裝 Nginx：使用 apt 模組來安裝 Nginx。
- 啟動 Nginx：使用 service 模組來啟動 Nginx 服務。

深入瞭解 Ansible Playbook

Ansible Playbook 是以 YAML 語法編寫的一系列指令集合，用於定義自動化任務。以下是一些關於 YAML 語法和 Ansible 指令的一些注意事項：

YAML 語法簡介

YAML 是一種簡單且易讀的人類可讀格式語言，常用於組態檔案和資料交換。以下是一些基本語法：

列表：使用連續縮排表示列表。
字典：使用鍵值對表示字典。
註解：使用 # 調表示註解。

處理超長行

某些 YAML 行可能會超過70個字元而需要換行處理：

# The line of code wraps due to the extremely long URL.
wget http://www.example.com/really/really/really/long/path/in/the/url/c\
auses/the/line/to/wrap

內容解密：

換行符號（\）：當一行程式碼過長時，可以使用 \ 在行尾進行換行處理。
連執行緒式碼行：在程式碼行後面新增 \ ，然後在下一行繼續編寫程式碼即可實作程式碼行連線。

Ansible 在 DevOps 中的應用

DevOps 的核心理念之一是提升軟體交付流程中的效率與品質。Ansible 作為一個強大且靈活的自動化工具，在 DevOps 中扮演著重要角色。

組態管理與應用佈署

Ansible 提供了豐富的模組來實作組態管理與應用佈署。例如：

Nginx 安裝與組態：使用 ansible 命令可以輕鬆完成 Nginx 的安裝與組態。
持續整合與持續佈署：結合 Jenkins 或其他 CI/CD 工具可以實作自動化佈署流程。

自動化工作流程

以下是一個簡單的自動化工作流程範例：

---
- name: Deploy web application
  hosts: webservers
  become: yes
  tasks:
    - name: Ensure Git is installed
      apt:
        name: git
        state: present
    - name: Clone repository
      git:
        repo: 'https://github.com/example/app.git'
        dest: /var/www/app
    - name: Install dependencies
      pip:
        requirements: /var/www/app/requirements.txt
    - name: Run migrations
      command: python manage.py migrate chdir=/var/www/app/
    - name: Restart web server
      service:
        name: nginx
        state: restarted

內容解密：

安裝 Git：確保 Git 已經安裝。
克隆倉函式庫：從 GitHub 上克隆應用程式倉函式庫。
安裝依賴項：使用 pip 安裝應用程式所需的依賴項。
執行遷移：執行 Django 資料函式庫遷移。
重啟 Web 暨服器：重啟 Nginx 暨服器以應用更改。

使用者群體及書籍架構

這本文適合那些對開發和維運都有興趣且至少有一定程度命令列經驗的人群閱讀。無論你是初學者還是有經驗的人員，都能從中獲得中級到高階水平的 Ansible 技術知識。

Ansible 語法與命令風格

Ansible 的語法簡單易懂且命令風格統一。例如：

ansible [command]

檢視伺服器狀態：

ansible webservers -m ping -i inventory.ini

提示、警告及其他補充資訊

為了幫助讀者更好地理解和應用 Ansible，本文中還包含了許多補充資訊：

資源連結

相關資源連結會嵌入到文字中，方便讀者點選檢視或透過腳註查詢 URL。

注意事項

有時會新增附加資訊以強調特定主題：

Informational asides: 提供額外資訊。 Warning asides: 警告常見陷阱及如何避免。 Tip asides: 提供深入理解或最佳化使用 Ansible 的技巧。

隨著技術不斷進步，Ansible 和其他相關工具也在不斷改進中。希望每位讀者都能從中受益並享受 IT 自動化之旅中的樂趣！

願你在學習過程中取得成功！

使用 Ansible 進行 DevOps 維運

您的貢獻

這本文的新修訂版本會定期釋出（請參見當前書籍釋出統計資料）。如果您認為某些章節需要改進或發現有遺漏的部分，請在 GitHub 上的「Ansible for DevOps」問題清單中提出問題，或透過 Twitter 聯絡我 (@geerlingguy)。這本文上所有已知問題都會集中線上上的 Errata 頁面上。

當前已釋出書籍版本資訊

當前書籍版本：2.1
最後釋出時的 Ansible 版本：5.6.0（核心 2.12.4）
最後釋出日期：2022年4月15日

作者簡介

Jeff Geerling 是一名開發者，曾為擁有從一台到數千台伺服器的公司工作，從事程式設計和可靠性工程。他還管理多個虛擬伺服器，提供 Midwestern Mac, LLC 提供的服務，並且從 2013 年初就開始使用 Ansible 來管理基礎設施。

從手動管理到自動化管理

自網路電腦運算誕生以來，可靠且高效地佈署和管理伺服器一直是一個挑戰。傳統上，系統管理員與開發者和使用者隔絕，他們手動安裝軟體、變更組態和管理個別伺服器上的服務。隨著資料中心的擴充套件和主機應用程式變得更加複雜，管理員意識到他們無法像應用程式那樣快速擴充套件手動系統管理。這就是為什麼伺服器組態和組態管理工具開始蓬勃發展。

虛擬化與大規模基礎設施管理

伺服器虛擬化使大規模基礎設施管理成為可能，一名管理員（或一小組管理員）所管理的伺服器數量增加了數倍。與其手動佈署、修補和摧毀每台伺服器，現在的管理員被期望能夠快速佈署新伺服器，要麼自動化、要麼最小化干預。大型 IT佈署現在可能涉及數百或數千台伺服器；在許多最大環境中，伺服器組態、組態和解除佈署都是完全自動化的。

現代基礎設施管理

隨著執行應用程式的系統變得越來越複雜且不可或缺，應用程式開發人員也開始更全面地將他們的工作與維運人員整合在一起。在許多公司中，開發和維運工作是整合的。實際上，這種整合是現代測試驅動應用程式設計的一項要求。

作為一名開發者出身且因需求成為系統管理員，我親眼見證了開發與維運結合（更常稱為 DevOps 或 Site Reliability Engineering）的力量。當開發者開始將基礎設施視為他們應用程式的一部分時，穩定性和效能成為常態。當系統管理員（他們對於他們所管理伺服器上的應用程式和語言有中級到高階知識）與開發人員緊密合作時，開發速度得以提升，並且花更多時間在「有趣」的活動上，如效能調整、實驗和完成任務，而不是滅火。

DevOps 是一個具有爭議性的詞語；有些人認為使用這個詞來標識開發和維運更緊密地協作來自動化基礎設施相關流程以及那些傾向於系統管理方面的人員，會削弱這個詞的意義。我認為這個詞已經成為那些把他的創業公司、小企業和企業推向新時代基礎設施增長和穩定性的人們的口號。我不太在意這個詞已經成為現代基礎設施管理的一個綜合詞語。我的建議是：花少點時間爭論這個詞的定義，多花點時間讓它對你有意義。

Ansible 與 Red Hat

Ansible 是由 Michael DeHaan 在 2012 年推出的一款工具。Michael DeHaan 是一名開發者，多年來一直從事組態管理和基礎設施協調。透過他在 Puppet Labs 和 Red Hat 的工作（他在 Cobbler、Func 和其他專案中工作），他經歷了許多不同組織和系統管理員在簡化和自動化基礎設施管理操作上的困難與挑戰。

此外，Michael DeHaan 想要看到一些店家使用單獨工具來處理組態管理（Puppet、Chef、cfengine）、伺服器佈署（Capistrano、Fabric）以及臨時任務執行（Func、簡單 SSH），並想看看是否有更好的方法。Ansible 把這三項功能都整合到一個工具中，並以比其他專門工具更簡單且更一致的方式做到這一點！

Ansible 的目標是：

  graph TD;
    A[簡單易用] --> B[易於學習];
    A --> C[低侵入性];
    B --> D[資源需求少];
    C --> D;
    D --> E[快速佈署];

此圖示解說

上述圖表展示了 Ansible 的核心價值：簡單易用、易於學習、低侵入性以及低資源需求。這些特點使得 Ansible 能夠快速佈署並在不影響現有系統執行情況下進行基礎設施管理。

Ansible 旨在提供一個簡單且強大的工具來自動化組態和佈署任務。它不需要任何客戶端軟體安裝在遠端機器上，只需要 SSH 接入即可完成所有操作。這使得 Ansible 在跨平台環境中的應用非常靈活。此外，Ansible Playbook 是以 YAML 語法編寫的宣告式組態檔案，易於閱讀和編輯，並且支援模組化設計，使得複雜任務可以被拆解成可重用的部分。

內容解密：

簡單易用：Ansible 的設計理念是簡單直觀，即使對於不熟悉自動化工具的人也能輕鬆上手。
易於學習：因為其簡單直觀的設計以及豐富的檔案資源。
低侵入性：不需要在受控節點上安裝任何代理軟體。
資源需求少：對系統資源需求低。
快速佈署：由於其簡潔明瞭並且無需額外軟體安裝。

這些特點使得 Ansible 在各種環境中都能高效執行。無論是小型團隊還是大型企業, Ansible都能提供強大而靈活的解決方案來自動化基礎設施管理。

玄貓

技術愛好者，專注於分享程式開發、雲端技術與 AI 應用的心得體會。