一、实验环境

沿用前两天的环境

使用 template 模板机 克隆下方 4 台虚拟机，配置好 IP 地址后，通过 WindTerm 远程连接虚拟机，作为 Ansible 控制节点与被管理节点。

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二、Ansible 模块进阶

2.1 setup 模块

• setup 模块 用于采集被管理主机的系统事实信息，这些信息被称为 Facts。
• ansible_facts 变量用于存储采集到的系统信息，供后续任务调用。
• 每次执行 Playbook 时，默认第一个任务就是 Gathering Facts（收集事实信息）。
  
• 使用 setup 模块可以手动查看或过滤这些 Facts 信息。

常用命令示例：

# 查看所有 Facts 信息
ansible test -m setup
192.168.8.11 | SUCCESS => {
    "ansible_facts": {
        "ansible_all_ipv4_addresses": [
            "192.168.1.11"
… 省略部分内容…

• 找出下列facts信息（有父子关系时使用.分隔）
  • ansible_bios_version（版本号）
  • ansible_memtotal_mb（内存）
  • ansible_hostname（主机名）

# 过滤指定 Facts（使用 filter 参数）
ansible web1 -m setup -a "filter=ansible_bios_version" #过滤版本号
ansible web1 -m setup -a "filter=ansible_memtotal_mb"  #过滤内存
ansible web1 -m setup -a "filter=ansible_hostname"     #过滤主机名

常用 Facts 变量（有父子关系时使用 . 分隔调用）：

• ansible_bios_version
• ansible_memtotal_mb
• ansible_hostname
• ansible_all_ipv4_addresses
• ansible_ens160.ipv4.address

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2.2 debug 模块

debug 模块 可以显示变量的值。debug取的值源自于与setup模块获取的Facts。主要用于辅助排错和验证变量内容。

常用参数：

• msg：要输出的信息（引用变量时需要使用 {{ }}）

示例 Playbook：

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- hosts: web1
  tasks:
    - debug:
        msg: "主机名是:{{ ansible_hostname }}"

    - debug:
        msg: "总内存大小:{{ ansible_memtotal_mb }}"

补充：var模块也可以直接调用变量且不需要加双花括号，但是不能和字符串一起使用，只能单独调用字符串

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三、Ansible 变量

Ansible 支持十几种定义变量的方式，本节介绍其中最常用的四种，并按优先级从高到低排序：

• Playbook 变量（在 Play 中使用 vars: 定义， Play 级别的变量，单个play生效）
• Inventory 变量（主机变量和组变量）
• 变量文件（通过 vars_files: 加载的外部变量文件）
• Host Facts 变量（由 setup 模块收集的系统信息）

补充：详细的优先级顺序（了解）：

1. 命令行 -e 变量（最高）
2. Playbook 中 vars: 定义的变量
3. vars_files: 加载的变量文件
4. role 中 vars/ 目录下的变量
5. Host Facts（setup 模块采集的变量）
6. Inventory 主机变量（host_vars/）
7. Inventory 组变量（group_vars/）
8. Playbook 中 include_vars 导入的变量
9. role 中 defaults/ 目录下的变量（最低）

3.1 Inventory 变量

Inventory 变量是在主机清单配置文件（hosts）中为特定主机（组）定义的变量。

hosts 文件示例：

[webserver]
web[1:2]

[db]
db1 myvar1="hello the world"    myvar2="content"       #为db1生成两个变量
#写在哪个主机后边，这个变量就属于谁

[cluster:children]                       #children代表下面是组成员
webserver
db

[webserver:vars]                        # 为webserver组定义变量，改组成员均可调用。vars 是固定关键字，代表下面的是变量
yourname="tina"

编写调用 Inventory 变量的 Playbook，执行playbook验证：

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- hosts: db1
  tasks:
    - name: use inventory vars
      shell: echo {{ myvar1 }} > /tmp/{{ myvar2 }}  # 这里 {{}} 不在开头，所以不需要加双引号

- hosts: webserver
  tasks:
    - name: use inventory vars yourname
      user:
        name: "{{ yourname }}"          # {{}} 开头时需要加双引号

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3.2 Host Facts 变量

Host Facts 变量可以直接调用 setup 模块收集到的系统信息。

示例 Playbook：

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- hosts: web1
  tasks:
    - name: Host Facts 变量应用
      copy:
        content: "{{ ansible_hostname }}:{{ ansible_bios_version }}"
        dest: /tmp/facts.txt

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3.3 Playbook 变量

在 Playbook 中使用 vars 关键字定义变量。
注意：仅在当前 play 内有效

示例 Playbook：

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- hosts: web1
  vars:
    iname: heal
    ipass: '123456'                     # 密码必须是字符串，需要加引号
  tasks:
    - name: Use variables create user.
      user:
        name: "{{ iname }}"
        password: "{{ ipass | password_hash('sha512') }}"

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3.4 变量文件

将变量单独定义在一个 YAML 文件中，在 Playbook 中通过 vars_files 调用。

变量文件 variables.yml：
注意格式为键值对

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iname: cloud
ipass: '123456'

调用变量文件的 Playbook：

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- hosts: web1
  vars_files: variables.yml  #调用YAML变量文件
  tasks:
    - name: create user.
      user:
        name: "{{ iname }}"                                  # iname 来自变量文件
        password: "{{ ipass | password_hash('sha512') }}"    # ipass 来自变量文件

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四、Ansible 进阶

4.1 template 模块

• template 模块作用类似于copy，都可以拷贝文件。

• copy 模块只能复制静态文件。

• template 模块主要用于生成动态文件，并且可以调用文件中的变量
  如果希望每个主机拷贝的文件内容不一样（例如包含各自的 IP 或主机名），就需要使用 template 模块。

• template 模块结合 Jinja2 模板引擎，可以实现动态内容生成。

  • Jinja2 表达式语法： {{ 变量 }}
  • 之前在 Playbook 中调用变量，实际上也是 Jinja2 的功能。
  • template 模块的主要作用是生成动态配置文件。

示例 1：为 webserver 组中的主机生成不同内容的首页

模板文件 index.html：

Welcome to {{ ansible_hostname }} on {{ ansible_ens160.ipv4.address }}.
# 模板文件中调用变量不需要双引号

Playbook：

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- hosts: webserver
  tasks:
    - name: use template copy index.html to webserver.
      template:
        src: ~/ansible/template/index.html
        dest: /usr/local/nginx/html/index.html

示例 2：使用自定义变量

• template 使用 .j2 后缀模板文件
  • 例如：nginx.conf.j2
  • 里面可以写 {{ 变量名 }}

模板文件 source.j2：

{{ welcome }} {{ iname }} ...

Playbook：

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- hosts: webserver
  vars:
    welcome: 'hello'      #为变量赋值  
    iname: 'jack'         #为变量赋值  
  tasks:
    - name: 使用template模块将文件复制到远程主机
      template:
        src: ~/ansible/template/source.j2    #调用文件，调用文件中的变量
        dest: /tmp/

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4.2 Ansible 高级语法（重要）

4.2.1 error 处理机制

默认情况下，Ansible 遇到错误会立即停止 Playbook 的执行。

忽略单个任务的错误：

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- hosts: web1
  tasks:
    - name: start a service that does not exist.
      service:
        name: hehe                              
        state: started
      ignore_errors: true                        # 与模块对齐，则仅针对当前模块任务，忽略错误

    - name: touch a file.
      file:
        path: /tmp/service.txt
        state: touch

忽略整个play的错误：

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- hosts: web1
  ignore_errors: true                            # 当前 Play 内忽略错误
  tasks:
    - name: start a service that does not exist.
      service:
        name: hehe
        state: started

    - name: touch a file.
      file:
        path: /tmp/service.txt
        state: touch

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4.2.2 handlers

handlers是一种特殊的任务，只在被其他任务通过 notify 通知后（任务处于changed状态时），才在 Playbook 结束时执行一次，通常用于触发服务的重启或重载等收尾操作。

注意：即使被多次 notify，也只执行一次。

handlers 的特点：

• 仅当任务触发（notify）handlers 时才执行（不触发不执行）。
• 多个任务 notify 同一个 handler 时，只会执行一次。
• 仅当任务的执行状态为 changed 时，handlers 才会执行。
• handlers 任务在当前play内的所有其他 tasks 执行完毕后才执行。

注意：一个play只能有一个handlers（但一个剧本可以有多个）

示例：

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- hosts: web1
  tasks:
    - name: 创建一个目录          #多次执行该任务，playbook状态将不再是changed
      file:
        path: /tmp/parents/subdir/
        state: directory
      notify: touch file          # notify 后面的名称必须与 handlers 中的任务名称一致
      #notify和模块处于同一层级
  
  handlers:       #handlers和tasks属于同一层级
    - name: touch file
      file:
        path: /tmp/parents/subdir/new.txt
        state: touch

注意：notify 后面的名称必须与 handlers 中的任务名称一致

细节补充：即使使用了ignore_errors: true，也不会影响handlers的触发条件

4.2.3 when 条件判断

使用 when 可以为任务添加执行条件，只有条件为真时才执行该任务。

常用比较操作符：==、!=、>、>=、<、<=

多个条件可以使用 and 或 or 连接。

注意：when 表达式中引用变量时不需要使用 {{ }}。

示例 1：内存不足 700MB 时停止 NetworkManager 服务

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- hosts: web1
  tasks:
    - name: 检查内存，内存不足 700MB 时停止 NetworkManager 服务
      service:
        name: NetworkManager
        state: stopped
      when: ansible_memfree_mb < 700

示例 2：判断操作系统为 Rocky 8 时创建文件（多行条件）

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- hosts: web1
  tasks:
    - name: 判断操作系统为 Rocky 8 时创建文件
      file:
        path: /tmp/when.txt
        state: touch
      when: >
        ansible_distribution == "Rocky" #注意：字符串要加双引号
        and
        ansible_distribution_major_version == "8"

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4.2.4 block 任务块

使用 block 可以将多个任务组合成一个组，方便统一管理。

block 还支持 rescue 和 always 子句：

• rescue：block 中任务执行失败时执行的补救任务。
• always：无论 block 是否成功，都会执行的任务。

基础 block 示例：

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- hosts: db1
  tasks:
    - name: 定义一组任务
      block:   
        - name: 安装 httpd
          yum:
            name: httpd
            state: present
        - name: start httpd
          service:
            name: httpd
            state: started
      when: ansible_distribution == "Rocky" #满足此条件时，执行block任务块

rescue + always 示例：

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- hosts: web1
  tasks:
    - block:
        - name: 任务块创建 test1.txt
          file:
            path: /tmp/test1.txt
            state: touch
      rescue:
        - name: 任务块执行失败会创建 test2.txt
          file:
            path: /tmp/test2.txt
            state: touch
      always:
        - name: 任何情况下都会创建 test3.txt
          file:
            path: /tmp/test3.txt
            state: touch

直接运行剧本，会有test1.txt和test3.txt
将block改成： path: /tmp/abc/test1.txt，会有test2.txt和test3.txt

为什么当block报错整个任务不会停止？因为整个 block: + rescue: + always: 算 Ansible 的「一个任务单元」，单个任务失败不会让剧本停止，且rescue 就是专门用来捕获 block 里的失败，不让任务中断

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4.2.5 loop 循环

当多个任务使用相同模块时，可以使用 loop 循环来避免重复编写。

简单列表循环：

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- hosts: test
  tasks:
    - name: 借助loop循环依次创建school，legend，life目录
      file:
        path: /tmp/{{ item }}                # item 是循环中的固定关键字
        state: directory
      loop:                                  #loop中的所有元素会逐个丢给item
        - School
        - Legend
        - Life

复杂字典列表循环：

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- hosts: web1
  tasks:
    - name: 使用loop循环完成用户的批量创建，并设置密码
      user:
        name: "{{ item.iname }}"  #注意，这里'tiem'属于固定格式
        password: "{{ item.ipass | password_hash('sha512') }}"
      loop:                                  # 循环成员为字典
        - { iname: 'term', ipass: '123456' }
        - { iname: 'amy', ipass: '654321' }

这里item是固定格式，必须通过 item.元素 来调用定义的字典元素

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五、Ansible Roles

5.1 Roles 概述

在实际生产环境中，随着功能增多，Playbook 文件会越来越多，且可能互相调用变量文件等，管理起来非常困难。

Ansible 从 1.2 版本开始支持 Roles。
Roles 是管理ansible文件的一种规范（目录结构），用于更好地组织和管理 Playbook、变量、模板、handlers 等文件。

ansible的角色（role）像是做软件开发一样。开发是做一堆配置文件，功能文件，然后再main文件中进行集成；role就像是把配置文件，资源文件放到对应目录，然后在剧本中集成/调用

5.2 Roles 规范的目录结构

目录 / 文件	作用说明
defaults/main.yml	定义变量的默认值（优先级较低）
files/	存放静态文件
handlers/main.yml	定义 handlers
meta/main.yml	角色元数据（作者、版本、依赖等）
README.md	整个角色的说明文档
tasks/main.yml	定义任务的核心文件
templates/	存放 Jinja2 动态模板文件
vars/main.yml	定义变量（优先级较高）

不同模块会自动到对应目录下查找数据。

标准的目录结构：

role_name/
├── defaults/      # 默认变量（优先级最低）
│   └── main.yml
├── vars/          # 角色变量（优先级高于 defaults）
│   └── main.yml
├── tasks/         # 主要任务列表（必须有）
│   └── main.yml
├── handlers/      # 处理器，用于触发服务重启等
│   └── main.yml
├── templates/     # Jinja2 模板文件（.j2）
│   └── *.j2
├── files/         # 静态文件，直接拷贝
│   └── *
├── meta/          # 角色元数据（依赖、作者、版本等）
│   └── main.yml
└── README.md      # 角色说明文档（可选）

5.3 Roles 应用

5.3.1 创建 Role

使用 ansible-galaxy init <rolename> 命令可以创建、管理自己的roles

mkdir ~/ansible/roles
ansible-galaxy init ~/ansible/roles/issue
tree ~/ansible/roles/issue/

会发现生成了这样结构的目录：

5.3.2 修改 Role

• 定义issue文件的模板文件

模板文件 templates/issue.j2：

[root@control ansible]# vim   ~/ansible/roles/issue/templates/issue.j2
This is the system {{ ansible_hostname }}
Today's date is: {{ ansible_date_time.date }}
Contact to {{ admin }}

定义变量文件 vars/main.yml：

[root@control ansible]# vim ~/ansible/roles/issue/vars/main.yml
---
admin: yoyo@test.com

任务文件 tasks/main.yml（Role 中的任务文件不需要写 tasks: 关键词）：
Role的各个文件之间相互调用不需要写路径

[root@control ansible]#vim ~/ansible/roles/issue/tasks/main.yml

---
- name: delever issue file
  template:
    src: issue.j2
    dest: /etc/issue

5.3.3 在 Playbook 中调用 Role

方法一：在role同级目录创建 Playbook 直接调用。

方法二：在 ansible.cfg 中指定 roles_path=路径。

[root@control ansible]# vim  ~/ansible/ansible.cfg 
[defaults]
remote_user = alice
inventory = ~/ansible/hosts
roles_path = ~/ansible/roles        #指定Roles读取位置
[privilege_escalation]
become=True
become_method=sudo
become_user=root
become_ask_pass=False

编写playbook文件,通过roles关键词调用role

[root@control ansible]# cat  ~/ansible/issue.yml
---
- hosts: web2
  roles:                 #调用Role
    - issue
#   - role2              #支持加载多个Role
[root@control ansible]# ansible-playbook  issue.yml

调用 Role 的 Playbook：

---
- hosts: web2
  roles:
    - issue
    # - role2          # 支持同时加载多个 Role

---

六、总结

本节重点掌握内容：

• 特殊模块：setup、debug、template
• 变量管理：Inventory 变量、Host Facts 变量、Playbook 变量、变量文件
• 高级语法：error 处理机制（ignore_errors）、handlers、when 条件判断、block 任务块、loop 循环
• Roles：角色作用、标准目录结构、角色创建与调用

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