如何编写yaml格式的Ansible主机清单(inventory)及清单变量使用Demo

陆晓博

2023-12-01

写在前面

嗯，学习Ansible高级特性，整理这部分笔记
博文内容涉及：
- ini&yaml格式的inventory相互转化
- inventory 中的变量管理Demo
- inventory 常见报错Demo
食用方式：
- 需要有ansible基础，了解ansible主机清单的基本配置
- 了解yaml/yml格式的基本语法
理解不足小伙伴帮忙指正

傍晚时分，你坐在屋檐下，看着天慢慢地黑下去，心里寂寞而凄凉，感到自己的生命被剥夺了。当时我是个年轻人，但我害怕这样生活下去，衰老下去。在我看来，这是比死亡更可怕的事。--------王小波

编写 YAML 清单文件

Ansible主机清单对于运维小伙应该不陌生，一般情况下，主机清单的是在名为inventory文件下编写的，默认使用的是ini的格式，我们一般编写时不写文件后缀名，在ansible.cfg里面配置主机清单的位置。

[defaults]
# 主机清单文件，就是要控制的主机列表
inventory=inventory

今天和小伙伴们介绍的是另一种主机清单的配置，通过yaml文件来配置主机清单。

清单插件

在 Ansible 2.4 的时候，Ansible 支持的不同格式的清单文件，不过是作为插件扩展的方式实现。

通过插件扩展清单后，Ansible 可以通过提供新插件来支持生成清单数据的新格式和方法。传统的INI样式静态清单文件和动态清单脚本都插件来实现。

大多数清单插件在默认情况下是禁用的。可以通过ansible.cfg配置文件中的inventory部分中的 enable_plugins 指令来启用具体的插件：

inventory_plugins = /usr/share/ansible/plugins/inventory

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$cat  /etc/ansible/ansible.cfg | grep -A 3 '\[inventory\]'
[inventory]
# enable inventory plugins, default: 'host_list', 'script', 'auto', 'yaml', 'ini', 'toml'
#enable_plugins = host_list, virtualbox, yaml, constructed

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$

当Ansible解析清单资源时，它将尝试按enable_plugins指令中出现的顺序使用每个插件。
如果不指定 enable_plugins 指令，则使用上面的默认值。 script 插件提供对标准动态清单，ini 插件提供对标准 INI 格式静态文件的支持。

Ansible 附带的一些清单插件提供了动态清单脚本的标准化替代者。如，openstack 可以获取红帽 OpenStack 平台环境中实例的相关信息，aws_ec2 可获取 AWS EC2 中的实例信息。

YAML 静态清单文件

基于 yaml 清单插件（此插件默认启用）可以编写基于 YAML 语法的静态清单。

创建 YAML 清单插件的原因是其易于用户阅读，易于软件解析，并且允许将 YAML 用于 playbook、变量文件和清单。

INI 静态清单示例

[lb_servers]
servera.lab.example.com

[web_servers]
serverb.Lab.example.com
serverc.lab.example.com

[backend_server_pool]
server[b:f].1ab.example.com

以下为采用 YAML 格式的同一清单文件：

1b_servers: 
  hosts: 
    servera.lab.example.com: 
web_servers: 
  hosts: 
    serverb.lab.example.com:
    serverc.lab.example.com: 
backend_server_pool: 
  hosts: 
    server[b:f].lab.example.com:

YAML 清单使用块来组织相关的配置项。每个块以清单组的名称开头，后跟冒号 (。组名称下方缩进的所有内容都从属于该组。

如果在组名称下缩进，则主机名块将以关键字hosts开始。hosts 下缩进的所有服务器名称都从属于这个组。这些服务器本⾝形成自己的组，因此它们必须以冒号 (:) 结尾。

当然可以在组块中使用关键字 children。属于该组成员的组列表以此关键字开始。这些成员组可以有自己的hosts和 children块。

YAML 语法与 INI 语法相比有⼀个优势，它将服务器列表和嵌套组列表组织在静态清单文件中的同一位置。

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$ansible-inventory -i inventory.yaml  --graph
@all:
  |--@1b_servers:
  |  |--servera.lab.example.com
  |--@backend_server_pool:
  |  |--serverb.lab.example.com
  |  |--serverc.lab.example.com
  |  |--serverd.lab.example.com
  |  |--servere.lab.example.com
  |  |--serverf.lab.example.com
  |--@ungrouped:
  |--@web_servers:
  |  |--serverb.lab.example.com
  |  |--serverc.lab.example.com

all 组隐式存在顶级，并包含其余的清单作为其子集。也可以在 YAML 清单中明确列出，但非必需：

all: 
  children:
    lb_servers: 
      hosts: 
        servera.1ab.example.com: 
    web_servers: 
      hosts: 
        serverb.1ab.example.com:

某些基于 INI 的清单包含不是任何组的成员的主机

notinagroup.1ab.example.com
[mailserver]
mai1.1ab.example.com

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$ansible-inventory -i  ungroupwd.ini --graph
@all:
  |--@mailserver:
  |  |--mai1.1ab.example.com
  |--@ungrouped:
  |  |--notinagroup.1ab.example.com

在基于 YAML 的静态清单中可以明确的将主机分配到 ungrouped：

all:
  children:
    ungrouped:
      hosts:
        notinagroup.lab.example.com:
    mailserver:
      hosts:
        mail.1ab.example.com:

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$ansible-inventory -i  ungroupwd.yaml --graph
@all:
  |--@mailserver:
  |  |--mail.1ab.example.com
  |--@ungrouped:
  |  |--notinagroup.lab.example.com

若要测试清单，可使⽤ ansible 命令 ping 所有服务器：

[student@workstation inventory-yaml]$ansible -i inventory.yml all_servers -m ping

设置清单变量

ini格式中我们可以设置清单变量，在基于 YAML 的清单文件中我们也可以设置清单变量。

在许多情形中，最佳做法是避免将变量存储在静态清单文件中

许多经验丰富的Ansible开发人员更喜欢使用静态清单文件来简单存储有关管理主机标识以及它们属于哪些组的信息。变量及其值存储在清单的host_vars或group_vars文件中。

在某些情况下，如果希望将诸如ansible_port或ansible_connection之类的变量与清单本身保留在同一文件中，从而将此信息保留在一个位置。如果将变量设置在太多不同的位置，则更难记住要在哪个位置设置特定变量。

在组的yaml块中，可以使用var关键字直接在YAML清单文件中设置组变量。下面我们看一下ini和yaml清单文件的变量定义

组变量

INI 格式设置组变量：

[monitoring]
watcher.1ab.example.com

[monitoring:vars]
smtp_relay=smtp.lab.example.com

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$ansible-inventory -i vars.ini  --graph
@all:
  |--@monitoring:
  |  |--watcher.1ab.example.com
  |--@ungrouped:
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$ansible monitoring -m debug -a 'var=smtp_relay' -i vars.ini
watcher.1ab.example.com | SUCCESS => {
    "smtp_relay": "smtp.lab.example.com"
}
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$

YAML 格式设置组变量：

monitoring: 
  hosts: 
    watcher.1ab.example.com: 
  vars: 
    smtp_relay: smtp.1ab.example.com

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$ansible  monitoring  -m debug -a 'var=smtp_relay' -i vat.yaml
watcher.1ab.example.com | SUCCESS => {
    "smtp_relay": "smtp.1ab.example.com"
}

主机变量

INI 格式设置主机变量：

[workstations]
workstation.lab.example.com 
localhost ansible_connection=local 
host.1ab.example.com

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$ansible localhost -m debug -a 'var=ansible_connection' -i locat.ini
localhost | SUCCESS => {
    "ansible_connection": "local"
}
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$

YAML 格式设置主机变量：

workstations: 
  hosts: 
    workstation.lab.example.com: 
    localhost: 
      ansible_connection: local 
    host.lab.example.com:

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$ansible localhost -m debug -a 'var=ansible_connection' -i local.yaml
localhost | SUCCESS => {
    "ansible_connection": "local"
}
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible/inventorys]
└─$

从 INI 转换到 YAML

可以使用 ansible-inventory 命令，将基于 INI 格式的清单转换为 YAML 格式。

此工具旨在以 Ansible 所见的方式显示整个已配置清单，结果可能与原始清单文件中不同。ansible-inventory 命令会解析和测试清单文件的格式，但不会尝试验证清单中的主机名是否确实存在。
假设存在一个 INI 格式的清单：

[lb_servers]
servera.lab.example.com

[web_servers]
serverb.Lab.example.com
serverc.lab.example.com

[web_servers:vars]
alternate_server=serverd.lab.example.com

[backend_server_pool]
server[b:f].1ab.example.com

我们可以通过--graph 参数显示主机清单

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible-inventory  -i hosts.yaml  --graph
@all:
  |--@backend_server_pool:
  |  |--serverb.1ab.example.com
  |  |--serverc.1ab.example.com
  |  |--serverd.1ab.example.com
  |  |--servere.1ab.example.com
  |  |--serverf.1ab.example.com
  |--@lb_ervers:
  |  |--servera.lab.example.com
  |--@ungrouped:
  |--@web_servers:
  |  |--serverb.Lab.example.com
  |  |--serverc.lab.example.com

通过 ansible-inventory 命令转换的结果：

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$ansible-inventory  --yaml -i inventory --list --output dest_inventory.yaml
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$cat dest_inventory.yaml
all:
  children:
    1b_servers:
      hosts:
        servera.lab.example.com: {}
    backend_server_pool:
      hosts:
        serverb.1ab.example.com: {}
        serverc.1ab.example.com: {}
        serverd.1ab.example.com: {}
        servere.1ab.example.com: {}
        serverf.1ab.example.com: {}
    ungrouped: {}
    web_servers:
      hosts:
        serverb.Lab.example.com:
          alternate_server: serverd.lab.example.com
        serverc.lab.example.com:
          alternate_server: serverd.lab.example.com
┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$

可以发现，转化还是有一定的问题的，一般通过手动修改其中的内容，其结果应如下：

┌──[root@vms81.liruilongs.github.io]-[~/ansible]
└─$cat dest_inventory.yaml
all:
  children:
    1b_servers:
      hosts:
        servera.lab.example.com: {}
    backend_server_pool:
      hosts:
        server[b:f]1ab.example.com: {}
    ungrouped: {}
    web_servers:
      hosts:
        serverb.Lab.example.com:
        serverc.lab.example.com:
      vars:
        alternate_server: serverd.lab.example.com

转换非常大的清单文件时，使用ansible-inventory命令可以节省大量时间，但是重从host_vars和 group_vars 中获取变量，会获得更好的效果。

YAML 故障排除提示

保护后面跟着空格的冒号

在未加引号的字符串中，冒号后跟空格将导致错误

all:
  children:
    1b_servers:
      hosts:
        servera.lab.example.com: {}
    backend_server_pool:
      hosts:
        server[b:f]1ab.example.com: {}
    ungrouped: {}
    web_servers:
      hosts:
        serverb.Lab.example.com:
        serverc.lab.example.com:
      vars:
        alternate_server:serverd.lab.example.com

保护作为某一个值的开头的变量

Ansible 通过{{ variable }}进行变量替换。但 YAML 中以 { 开头的内容解释为字典的开头。
在使用任何保留字符{} [] > | * & ! % # @ 时，应在值的两旁使用双引号`。

了解字符串和布尔值或浮点值之间的区别

用作变量值的布尔值和浮点数不应加引号。带引号的值被视为字典。

布尔值和字符串：

active: yes # Boolean value
default_answer: "yes" # string containing yes

浮点值和字符串：

temperature: 36.5  # Floating point value 
version: "2.e" #string containing a dot