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你無(wú)需熟悉或?qū)懭魏未a就可以明確地看出它將要做什么！

注意：

這個(gè)報(bào)告的下半部分涉到 Ansible 術(shù)語(yǔ)（劇本playbook、劇集play、任務(wù)task、模塊module等等）的細(xì)節(jié)。在我們使用 Ansible 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化時(shí)，提及這些關(guān)鍵概念時(shí)我們會(huì)有一些簡(jiǎn)短的示例。

無(wú)代理

如果你看過(guò)市面上的其它工具，比如 Puppet 和 Chef，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，一般情況下，它們要求每個(gè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的設(shè)備必須安裝特定的軟件。這種情況在 Ansible 上 并不需要，這就是為什么 Ansible 是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的最佳選擇的主要原因。

這很好理解，那些 IT 自動(dòng)化工具，包括 Puppet、Chef、CFEngine、SaltStack、和 Ansible，它們最初構(gòu)建是為管理和自動(dòng)化配置 Linux 主機(jī)，以跟得上部署的應(yīng)用程序增長(zhǎng)的步伐。因?yàn)?Linux 系統(tǒng)是被配置成自動(dòng)化的，要安裝代理并不是一個(gè)技術(shù)難題。如果有的話，它也只會(huì)延誤安裝過(guò)程，因?yàn)?，現(xiàn)在有 N 多個(gè)（你希望去實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的）主機(jī)需要在它們上面部署軟件。

再加上，當(dāng)使用代理時(shí)，它們需要的 DNS 和 NTP 配置更加復(fù)雜。這些都是大多數(shù)環(huán)境中已經(jīng)配置好的服務(wù)，但是，當(dāng)你希望快速地獲取一些東西或者只是簡(jiǎn)單地想去測(cè)試一下它能做什么的時(shí)候，它將極大地耽誤整個(gè)設(shè)置和安裝的過(guò)程。

由于本報(bào)告只是為介紹利用 Ansible 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化，我們希望指出，Ansible 作為一個(gè)無(wú)代理平臺(tái)，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理員來(lái)說(shuō)，其比對(duì)系統(tǒng)管理員更具有吸引力。這是為什么呢？

正如前面所說(shuō)的那樣，對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理員來(lái)說(shuō)，它是非常有吸引力的，Linux 操作系統(tǒng)是開(kāi)源的，并且，任何東西都可以安裝在它上面。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，卻并非如此，雖然它正在逐漸改變。如果我們更廣泛地部署網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，如 Cisco IOS，它就是這樣的一個(gè)例子，并且問(wèn)一個(gè)問(wèn)題， “第三方軟件能否部署在基于 IOS （LCTT 譯注：此處的 IOS，指的是思科的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) IOS）的平臺(tái)上嗎？”毫無(wú)疑問(wèn)，它的回答是 NO。

在過(guò)去的二十多年里，幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)都是閉源的，并且，垂直整合到底層的網(wǎng)絡(luò)硬件中。沒(méi)有供應(yīng)商的支持，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中（路由器、交換機(jī)、負(fù)載均衡、防火墻、等等）載入一個(gè)代理并不那么輕松。有一個(gè)像 Ansible 這樣的自動(dòng)化平臺(tái)，從頭開(kāi)始去構(gòu)建一個(gè)無(wú)代理、可擴(kuò)展的自動(dòng)化平臺(tái)，就像是它專門為網(wǎng)絡(luò)行業(yè)訂制的一樣。我們最終將開(kāi)始減少并消除與網(wǎng)絡(luò)的人工交互。

可擴(kuò)展

Ansible 的可擴(kuò)展性也非常的好。從開(kāi)源、代碼開(kāi)始在網(wǎng)絡(luò)行業(yè)中發(fā)揮重要的作用時(shí)起，有一個(gè)可擴(kuò)展的平臺(tái)是必需的。這意味著如果供應(yīng)商或社區(qū)不提供一個(gè)特定的特性或功能，開(kāi)源社區(qū)、終端用戶、消費(fèi)者、顧問(wèn)，或者任何的人能夠 擴(kuò)展 Ansible 來(lái)啟用一個(gè)給定的功能集。過(guò)去，網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商或者工具供應(yīng)商通過(guò)一個(gè) hook 去提供新的插件和集成。想像一下，使用一個(gè)像 Ansible 這樣的自動(dòng)化平臺(tái)，并且，你選擇的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商發(fā)布了你 真正 需要的一個(gè)自動(dòng)化的新特性。從理論上說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商或者 Ansible 可以發(fā)行一個(gè)新的插件去實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化這個(gè)獨(dú)特的特性，這是一件非常好的事情，從你的內(nèi)部工程師到你的增值分銷商（VAR）或者你的顧問(wèn)中的任何一個(gè)人，都可以去提供這種集成。

正如前面所說(shuō)的那樣，Ansible 實(shí)際上是極具擴(kuò)展性的，Ansible 最初就是為自動(dòng)化應(yīng)用程序和系統(tǒng)構(gòu)建的。這是因?yàn)?，Ansible 的可擴(kuò)展性來(lái)自于其集成性是為網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商編寫的，包括但不限于 Cisco、Arista、Juniper、F5、HP、A10、Cumulus 和 Palo Alto Networks。

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化，為什么要使用 Ansible？

我們已經(jīng)簡(jiǎn)單了解除了 Ansible 是什么，以及一些網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的好處，但是，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化，我們?yōu)槭裁匆褂?Ansible？

大家很清楚，使得 Ansible 成為如此偉大的一個(gè)自動(dòng)化應(yīng)用部署平臺(tái)的許多原因已經(jīng)被大家所提及了。但是，我們現(xiàn)在要深入一些，更多地關(guān)注于網(wǎng)絡(luò)，并且繼續(xù)總結(jié)一些更需要注意的其它關(guān)鍵點(diǎn)。

無(wú)代理

在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的時(shí)候，無(wú)代理架構(gòu)的重要性并不是重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的，特別是當(dāng)它適用于現(xiàn)有的自動(dòng)化設(shè)備時(shí)。如果，我們看一下當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)安裝的各種設(shè)備時(shí)，從 DMZ 和園區(qū)，到分支機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)中心，最大份額的設(shè)備 并不 具有最新 API 的設(shè)備。從自動(dòng)化的角度來(lái)看，API 可以使做一些事情變得很簡(jiǎn)單，像 Ansible 這樣的無(wú)代理平臺(tái)有可能去自動(dòng)化和管理那些 老舊（傳統(tǒng)） 的設(shè)備。例如，基于 CLI 的設(shè)備，它的工具可以被用于任何網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。

注意：

如果僅支持 CLI 的設(shè)備已經(jīng)集成進(jìn) Ansible，它的機(jī)制就像是，怎么在設(shè)備上通過(guò)協(xié)議如 telnet、SSH 和 SNMP 去進(jìn)行只讀訪問(wèn)和讀寫操作。

作為一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，像路由器、交換機(jī)、和防火墻正在持續(xù)去增加 API 的支持，SDN 解決方案也正在出現(xiàn)。SDN 解決方案的其中一個(gè)常見(jiàn)主題是，它們都提供一個(gè)單點(diǎn)集成和策略管理，通常是以一個(gè) SDN 控制器的形式出現(xiàn)。這對(duì)于 Cisco ACI、VMware NSX、Big Switch Big Cloud Fabric 和 Juniper Contrail，以及其它的 SDN 提供者，比如 Nuage、Plexxi、Plumgrid、Midokura 和 Viptela，是一個(gè)真實(shí)的解決方案。這甚至包含開(kāi)源的控制器，比如 OpenDaylight。

所有的這些解決方案都簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)管理，就像它們可以讓一個(gè)管理員開(kāi)始從“box-by-box”管理（LCTT 譯者注：指的是單個(gè)設(shè)備挨個(gè)去操作的意思）遷移到網(wǎng)絡(luò)范圍的管理。這是在正確方向上邁出的很大的一步，這些解決方案并不能消除在變更期間中人類犯錯(cuò)的機(jī)率。例如，比起配置 N 個(gè)交換機(jī)，你可能需要去配置一個(gè)單個(gè)的 GUI，它需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)所需要的配置改變 —— 它甚至可能更復(fù)雜，畢竟，相對(duì)于一個(gè) CLI，他們更喜歡 GUI！另外，你可能有不同類型的 SDN 解決方案部署在每個(gè)應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域或者數(shù)據(jù)中心。

在需要自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于配置管理、監(jiān)視和數(shù)據(jù)收集，當(dāng)行業(yè)開(kāi)始向基于控制器的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中遷移時(shí)，這些需求并不會(huì)消失。

大量的軟件定義網(wǎng)絡(luò)中都部署有控制器，幾乎所有的控制器都提供expose一個(gè)最新的 REST API。并且，因?yàn)?Ansible 是一個(gè)無(wú)代理架構(gòu)，它實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是非常簡(jiǎn)單的，而不僅僅是對(duì)那些沒(méi)有 API 的傳統(tǒng)設(shè)備，但也有通過(guò) REST API 的軟件定義網(wǎng)絡(luò)解決方案，在所有的終端上不需要有額外的軟件（LCTT 譯注：指的是代理）。最終的結(jié)果是，使用 Ansible，無(wú)論有或沒(méi)有 API，可以使任何類型的設(shè)備都能夠自動(dòng)化。

自由開(kāi)源軟件（FOSS)

Ansible 是一個(gè)開(kāi)源軟件，它的全部代碼在 GitHub 上都是公開(kāi)可訪問(wèn)的，使用 Ansible 是完全免費(fèi)的。它可以在幾分鐘內(nèi)完成安裝并為網(wǎng)絡(luò)工程師提供有用的價(jià)值。Ansible 這個(gè)開(kāi)源項(xiàng)目，或者 Ansible 公司，在它們交付軟件之前，你不會(huì)遇到任何一個(gè)銷售代表。那是顯而易見(jiàn)的事實(shí)，因?yàn)樗且粋€(gè)真正的開(kāi)源項(xiàng)目，但是，作為開(kāi)源的、社區(qū)驅(qū)動(dòng)的軟件項(xiàng)目在網(wǎng)絡(luò)行業(yè)中的使用是非常少的，但是，也在逐漸增加，我們想明確指出這一點(diǎn)。

同樣需要指出的一點(diǎn)是，Ansible, Inc. 也是一個(gè)公司，它也需要去賺錢，對(duì)嗎？雖然 Ansible 是開(kāi)源的，它也有一個(gè)叫 Ansible Tower 的企業(yè)產(chǎn)品，它增加了一些特性，比如，基于規(guī)則的訪問(wèn)控制（RBAC）、報(bào)告、 web UI、REST API、多租戶等等，（相比 Ansible）它更適合于企業(yè)去部署。并且，更重要的是，Ansible Tower 甚至可以最多在 10 臺(tái)設(shè)備上 免費(fèi) 使用，至少，你可以去體驗(yàn)一下，它是否會(huì)為你的組織帶來(lái)好處，而無(wú)需花費(fèi)一分錢，并且，也不需要與無(wú)數(shù)的銷售代表去打交道。

可擴(kuò)展性

我們?cè)谇懊嬲f(shuō)過(guò)，Ansible 主要是為部署 Linux 應(yīng)用程序而構(gòu)建的自動(dòng)化平臺(tái)，雖然從早期開(kāi)始已經(jīng)擴(kuò)展到 Windows。需要指出的是，Ansible 開(kāi)源項(xiàng)目并沒(méi)有“自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施”的目標(biāo)。事實(shí)上是，Ansible 社區(qū)更明白如何在底層的 Ansible 架構(gòu)上更具靈活性和可擴(kuò)展性，對(duì)于他們的自動(dòng)化需要（包括網(wǎng)絡(luò)）更容易成為一個(gè) 擴(kuò)展 的 Ansible。在過(guò)去的兩年中，部署有許多的 Ansible 集成，許多是有行業(yè)獨(dú)立人士進(jìn)行的，比如，Matt Oswalt、Jason Edelman、Kirk Byers、Elisa Jasinska、David Barroso、Michael Ben-Ami、Patrick Ogenstad 和 Gabriele Gerbino，也有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供應(yīng)商的領(lǐng)導(dǎo)者，比如，Arista、Juniper、Cumulus、Cisco、F5、和 Palo Alto Networks。

集成到已存在的 DevOps 工作流中

Ansible 在 IT 組織中被用于應(yīng)用程序部署。它被用于需要管理部署、監(jiān)視和管理各種類型的應(yīng)用程序的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)中。通過(guò)將 Ansible 集成到網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中，當(dāng)新應(yīng)用程序到來(lái)或遷移后，它擴(kuò)展了可能的范圍。而不是去等待一個(gè)新的頂架交換機(jī)（LCTT 譯注：TOR，一種數(shù)據(jù)中心設(shè)備接入的方式）的到來(lái)、去添加一個(gè) VLAN、或者去檢查接口的速度/雙工，所有的這些以網(wǎng)絡(luò)為中心的任務(wù)都可以被自動(dòng)化，并且可以集成到 IT 組織內(nèi)已經(jīng)存在的工作流中。

冪等性

術(shù)語(yǔ)冪等性idempotency （讀作 item-potency）經(jīng)常用于軟件開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域中，尤其是當(dāng)使用 REST API 工作的時(shí)候，以及在 DevOps 自動(dòng)化和配置管理框架的領(lǐng)域中，包括 Ansible。Ansible 的其中一個(gè)信念是，所有的 Ansible 模塊（集成的）應(yīng)該是冪等的。那么，對(duì)于一個(gè)模塊來(lái)說(shuō)，冪等是什么意思呢？畢竟，對(duì)大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)工程師來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)新的術(shù)語(yǔ)。

答案很簡(jiǎn)單。冪等性的本質(zhì)是允許定義的任務(wù)，運(yùn)行一次或者上千次都不會(huì)在目標(biāo)系統(tǒng)上產(chǎn)生不利影響，僅僅是一種一次性的改變。換句話說(shuō)，如果有一個(gè)要做的改變?nèi)ナ瓜到y(tǒng)進(jìn)入到它期望的狀態(tài)，這種改變完成之后，并且，如果這個(gè)設(shè)備已經(jīng)達(dá)到這種狀態(tài)，就不會(huì)再發(fā)生改變。這不像大多數(shù)傳統(tǒng)的定制腳本和拷貝、黏貼到那些終端窗口中的 CLI 命令。當(dāng)相同的命令或者腳本在同一個(gè)系統(tǒng)上重復(fù)運(yùn)行，（有時(shí)候）會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。即使是粘貼一組命令到一個(gè)路由器中，也可能會(huì)遇到一些使你的其余的配置失效的錯(cuò)誤。好玩吧?

另外的例子是，如果你有一個(gè)配置 10 個(gè) VLAN 的文件文件或者腳本，那么 每次 運(yùn)行這個(gè)腳本，相同的命令命令會(huì)被輸入 10 次。如果使用一個(gè)冪等的 Ansible 模塊，首先會(huì)從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中采集已存在的配置，并且，每個(gè)新的 VLAN 被配置后會(huì)再次檢查當(dāng)前配置。僅僅當(dāng)這個(gè)新的 VLAN 需要被添加（或者，比如說(shuō)改變 VLAN 名字）是一個(gè)變更，命令才會(huì)真實(shí)地推送到設(shè)備。

當(dāng)一個(gè)技術(shù)越來(lái)越復(fù)雜，冪等性的價(jià)值就越高，在你修改的時(shí)候，你并不能注意到 已存在 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的狀態(tài)，而僅僅是從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)配置和策略角度去嘗試達(dá)到 期望的 狀態(tài)。

網(wǎng)絡(luò)范圍的和臨時(shí)（Ad Hoc）的改變

用配置管理工具解決的其中一個(gè)問(wèn)題是，配置“飄移”（當(dāng)設(shè)備的期望配置逐漸漂移，或者改變，隨著時(shí)間的推移，手動(dòng)改變和/或在一個(gè)環(huán)境中使用了多個(gè)不同的工具），事實(shí)上，這也是像 Puppet 和 Chef 所使用的地方。代理商電聯(lián)phone home到前端服務(wù)器，驗(yàn)證它的配置，并且，如果需要變更，則改變它。這個(gè)方法是非常簡(jiǎn)單的。如果有故障了，需要去排除怎么辦？你通常需要跳過(guò)管理系統(tǒng)，直接連到設(shè)備，找到并修復(fù)它，然后，馬上離開(kāi)，對(duì)不對(duì)？果然，在下次當(dāng)代理電連回來(lái)，這個(gè)修復(fù)問(wèn)題的改變被覆蓋了（基于主/前端服務(wù)器是怎么配置的）。在高度自動(dòng)化的環(huán)境中，一次性的改變應(yīng)該被限制，但是，仍然允許使用它們（LCTT 譯注：指的是一次性改變）的工具是非常有價(jià)值的。正如你想到的，其中一個(gè)這樣的工具是 Ansible。

因?yàn)?Ansible 是無(wú)代理的，這里并沒(méi)有一個(gè)默認(rèn)的推送或者拉取去防止配置漂移。自動(dòng)化任務(wù)被定義在 Ansible

缺省運(yùn)行一次的劇本對(duì)網(wǎng)絡(luò)工程師是很具有吸引力的，讓人欣慰的是，在設(shè)備上手動(dòng)進(jìn)行的改變不會(huì)自動(dòng)被覆蓋。另外，當(dāng)需要的時(shí)候，一個(gè)劇本所運(yùn)行的設(shè)備范圍很容易被改變，即使是對(duì)一個(gè)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化的單次變更，Ansible 仍然可以用，設(shè)備的 范圍 由一個(gè)被稱為 Ansible 清單inventory的文件決定；這個(gè)清單可以是一臺(tái)設(shè)備或者是一千臺(tái)設(shè)備。

下面展示的一個(gè)清單文件示例，它定義了兩組共六臺(tái)設(shè)備：

[core-switches]
dc-core-1
dc-core-2

[leaf-switches]
leaf1
leaf2
leaf3
leaf4

為了自動(dòng)化所有的主機(jī)，你的劇本中的劇集play定義的一個(gè)片段看起來(lái)應(yīng)該是這樣的：

hosts: all

并且，要只自動(dòng)化一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)交換機(jī)，它看起來(lái)應(yīng)該像這樣：

hosts: leaf1

這是一個(gè)核心交換機(jī)：

hosts: core-switches

注意

正如前面所說(shuō)的那樣，這個(gè)報(bào)告的后面部分將詳細(xì)介紹劇本、劇集、和清單。

因?yàn)槟軌蚝苋菀椎貙?duì)一臺(tái)設(shè)備或者 N 臺(tái)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化，所以在需要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行一次性變更時(shí)，Ansible 成為了最佳的選擇。在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的變更它也做的很好：可以是關(guān)閉給定類型的所有接口、配置接口描述、或者是在一個(gè)跨企業(yè)園區(qū)布線的網(wǎng)絡(luò)中添加 VLAN。

使用 Ansible 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)自動(dòng)化

這個(gè)報(bào)告從兩個(gè)方面逐漸深入地講解一些技術(shù)。第一個(gè)方面是圍繞 Ansible 架構(gòu)和它的細(xì)節(jié)，第二個(gè)方面是，從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的角度，講解使用 Ansible 可以完成什么類型的自動(dòng)化。在這一章中我們將帶你去詳細(xì)了解第二方面的內(nèi)容。

自動(dòng)化一般被認(rèn)為是速度快，但是，考慮到一些任務(wù)并不要求速度，這就是為什么一些 IT 團(tuán)隊(duì)沒(méi)有認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化的價(jià)值所在。VLAN 配置是一個(gè)非常好的例子，因?yàn)?，你可能?huì)想，“創(chuàng)建一個(gè) VLAN 到底有多快？一般情況下每天添加多少個(gè) VLAN？我真的需要自動(dòng)化嗎？”

在這一節(jié)中，我們專注于另外幾種有意義的自動(dòng)化任務(wù)，比如，設(shè)備準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)收集、報(bào)告和遵從情況。但是，需要注意的是，正如我們前面所說(shuō)的，自動(dòng)化為你、你的團(tuán)隊(duì)、以及你的精確的更可預(yù)測(cè)的結(jié)果和更多的確定性，提供了更快的速度和敏捷性。

設(shè)備準(zhǔn)備

為網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化開(kāi)始使用 Ansible 的最容易也是最快的方法是，為設(shè)備的最初投入使用創(chuàng)建設(shè)備配置文件，并且將配置文件推送到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中。

如果我們?nèi)ネ瓿蛇@個(gè)過(guò)程，它將分解為兩步，第一步是創(chuàng)建一個(gè)配置文件，第二步是推送這個(gè)配置到設(shè)備中。

首先，我們需要去從供應(yīng)商配置文件的底層專用語(yǔ)法（CLI）中解耦 輸入。這意味著我們需要對(duì)配置參數(shù)中分離出文件和值，比如，VLAN、域信息、接口、路由、和其它的內(nèi)容等等，然后，當(dāng)然是一個(gè)配置的模塊文件。在這個(gè)示例中，這里有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模板，它可以用于所有設(shè)備的初始部署。Ansible 將幫助提供配置模板中需要的輸入和值之間的部分。幾秒鐘之內(nèi)，Ansible 可以生成數(shù)百個(gè)可靠的和可預(yù)測(cè)的配置文件。

讓我們快速的看一個(gè)示例，它使用當(dāng)前的配置，并且分解它到一個(gè)模板和單獨(dú)的一個(gè)（作為一個(gè)輸入源的）變量文件中。

這是一個(gè)配置文件片斷的示例：

hostname leaf1
ip domain-name ntc.com
!
vlan 10
   name web
!
vlan 20
   name app
!
vlan 30
   name db
!
vlan 40
   name test
!
vlan 50
   name misc

如果我們提取輸入值，這個(gè)文件將被轉(zhuǎn)換成一個(gè)模板。

注意：

Ansible 使用基于 Python 的 Jinja2 模板化語(yǔ)言，因此，這個(gè)被命名為 leaf.j2 的文件是一個(gè) Jinja2 模板。

注意，下列的示例中，雙大括號(hào)（{{}}） 代表一個(gè)變量。

模板看起來(lái)像這些，并且給它命名為  leaf.j2：

!
hostname {{ inventory_hostname }}
ip domain-name {{ domain_name }}
!
!
{% for vlan in vlans %}
vlan {{ vlan.id }}
  name {{ vlan.name }}
{% endfor %}
!

因?yàn)殡p大括號(hào)代表變量，并且，我們看到這些值并不在模板中，所以它們需要將值保存在一個(gè)地方。值被保存在一個(gè)變量文件中。正如前面所說(shuō)的，一個(gè)相應(yīng)的變量文件看起來(lái)應(yīng)該是這樣的：

---
hostname: leaf1
domain_name: ntc.com
vlans:
  - { id: 10, name: web }
  - { id: 20, name: app }
  - { id: 30, name: db }
  - { id: 40, name: test }
  - { id: 50, name: misc }

這意味著，如果管理 VLAN 的團(tuán)隊(duì)希望在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中添加一個(gè) VLAN，很簡(jiǎn)單，他們只需要在變量文件中改變它，然后，使用 Ansible 中一個(gè)叫 template 的模塊，去重新生成一個(gè)新的配置文件。這整個(gè)過(guò)程也是冪等的；僅僅是在模板或者值發(fā)生改變時(shí)，它才會(huì)去生成一個(gè)新的配置文件。

一旦配置文件生成，它需要去 推送 到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。推送配置文件到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用一個(gè)叫做 napalm_install_config的開(kāi)源的 Ansible 模塊。

接下來(lái)的示例是一個(gè) 構(gòu)建并推送 一個(gè)配置文件到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的簡(jiǎn)單劇本。同樣地，該劇本使用一個(gè)名叫 template 的模塊去構(gòu)建配置文件，然后使用一個(gè)名叫 napalm_install_config 的模塊去推送它們，并且激活它作為設(shè)備上運(yùn)行的新的配置文件。

雖然沒(méi)有詳細(xì)解釋示例中的每一行，但是，你仍然可以看明白它們實(shí)際上做了什么。

注意：

下面的劇本介紹了新的概念，比如，內(nèi)置變量 inventory_hostname。這些概念包含在 Ansible 術(shù)語(yǔ)和入門 中。

---

  - name: BUILD AND PUSH NETWORK CONFIGURATION FILES
    hosts: leaves
    connection: local
    gather_facts: no

    tasks:
      - name: BUILD CONFIGS
      template:
        src=templates/leaf.j2
        dest=configs/{{inventory_hostname }}.conf

      - name: PUSH CONFIGS
        napalm_install_config:
          hostname={{ inventory_hostname }}
          username={{ un }}
          password={{ pwd }}
          dev_os={{ os }}
          config_file=configs/{{ inventory_hostname }}.conf
          commit_changes=1
          replace_config=0

這個(gè)兩步的過(guò)程是一個(gè)使用 Ansible 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化入門的簡(jiǎn)單方法。通過(guò)模板簡(jiǎn)化了你的配置，構(gòu)建配置文件，然后，推送它們到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 — 因此，被稱為 BUILD 和 PUSH 方法。

注意：

像這樣的更詳細(xì)的例子，請(qǐng)查看 Ansible 網(wǎng)絡(luò)集成。

數(shù)據(jù)收集和監(jiān)視

監(jiān)視工具一般使用 SNMP —— 這些工具拉取某些管理信息庫(kù)（MIB），然后給監(jiān)視工具返回?cái)?shù)據(jù)?；诜祷氐臄?shù)據(jù)，它可能多于也可能少于你真正所需要的數(shù)據(jù)。如果接口基于返回的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)你正在拉取的內(nèi)容，你可能會(huì)返回在 show interface 命令中顯示的計(jì)數(shù)器。如果你僅需要 interface resets 并且，希望去看到與重置相關(guān)的鄰接 CDP/LLDP 的接口，那該怎么做呢？當(dāng)然，這也可以使用當(dāng)前的技術(shù)；可以運(yùn)行多個(gè)顯示命令去手動(dòng)解析輸出信息，或者，使用基于 SNMP 的工具，在 GUI 中切換不同的選項(xiàng)卡（Tab）找到真正你所需要的數(shù)據(jù)。Ansible 怎么能幫助我們?nèi)ネ瓿蛇@些工作呢？

由于 Ansible 是完全開(kāi)源并且是可擴(kuò)展的，它可以精確地去收集和監(jiān)視所需要的計(jì)數(shù)器或者值。這可能需要一些預(yù)先的定制工作，但是，最終這些工作是非常有價(jià)值的。因?yàn)椴杉臄?shù)據(jù)是你所需要的，而不是供應(yīng)商提供給你的。Ansible 也提供了執(zhí)行某些條件任務(wù)的直觀方法，這意味著基于正在返回的數(shù)據(jù)，你可以執(zhí)行子任務(wù)，它可以收集更多的數(shù)據(jù)或者產(chǎn)生一個(gè)配置改變。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有 許多 統(tǒng)計(jì)和隱藏在里面的臨時(shí)數(shù)據(jù)，而 Ansible 可以幫你提取它們。

你甚至可以在 Ansible 中使用前面提到的 SNMP 的模塊，模塊的名字叫 snmp_device_version。這是在社區(qū)中存在的另一個(gè)開(kāi)源模塊：

  - name: GET SNMP DATA
    snmp_device_version:
      host=spine
      community=public
      version=2c

運(yùn)行前面的任務(wù)返回非常多的關(guān)于設(shè)備的信息，并且添加一些級(jí)別的發(fā)現(xiàn)能力到 Ansible中。例如，那個(gè)任務(wù)返回下列的數(shù)據(jù)：

{"ansible_facts": {"ansible_device_os": "nxos", "ansible_device_vendor": "cisco", "ansible_device_version": "7.0(3)I2(1)"}, "changed": false}

你現(xiàn)在可以決定某些事情，而不需要事先知道是什么類型的設(shè)備。你所需要知道的僅僅是設(shè)備的只讀通訊字符串。

遷移

從一個(gè)平臺(tái)遷移到另外一個(gè)平臺(tái)，可能是從同一個(gè)供應(yīng)商或者是從不同的供應(yīng)商，遷移從來(lái)都不是件容易的事。供應(yīng)商可能提供一個(gè)腳本或者一個(gè)工具去幫助你遷移。Ansible 可以被用于去為所有類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建配置模板，然后，操作系統(tǒng)用這個(gè)方法去為所有的供應(yīng)商生成一個(gè)配置文件，然后作為一個(gè)（通用數(shù)據(jù)模型的）輸入設(shè)置。當(dāng)然，如果有供應(yīng)商專用的擴(kuò)展，它也是會(huì)被用到的。這種靈活性不僅對(duì)遷移有幫助，而且也可以用于災(zāi)難恢復(fù)disaster recovery（DR），它在生產(chǎn)系統(tǒng)中不同的交換機(jī)型號(hào)之間和災(zāi)備數(shù)據(jù)中心中是經(jīng)常使用的，即使是在不同的供應(yīng)商的設(shè)備上。

配置管理

正如前面所說(shuō)的，配置管理是最常用的自動(dòng)化類型。Ansible 可以很容易地做到創(chuàng)建角色role去簡(jiǎn)化基于任務(wù)的自動(dòng)化。從更高的層面來(lái)看，角色是指針對(duì)一個(gè)特定設(shè)備組的可重用的自動(dòng)化任務(wù)的邏輯分組。關(guān)于角色的另一種說(shuō)法是，認(rèn)為角色就是相關(guān)的工作流workflow。首先，在開(kāi)始自動(dòng)化添加值之前，需要理解工作流和過(guò)程。不論是開(kāi)始一個(gè)小的自動(dòng)化任務(wù)還是擴(kuò)展它，理解工作流和過(guò)程都是非常重要的。

例如，一組自動(dòng)化地配置路由器和交換機(jī)的任務(wù)是非常常見(jiàn)的，并且它們也是一個(gè)很好的起點(diǎn)。但是，配置在哪臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上？配置的 IP 地址是什么？或許需要一個(gè) IP 地址管理方案？一旦用一個(gè)給定的功能分配了 IP 地址并且已經(jīng)部署，DNS 也更新了嗎？DHCP 的范圍需要?jiǎng)?chuàng)建嗎？

你可以看到工作流是怎么從一個(gè)小的任務(wù)開(kāi)始，然后逐漸擴(kuò)展到跨不同的 IT 系統(tǒng)？因?yàn)楣ぷ髁鞒掷m(xù)擴(kuò)展，所以，角色也一樣（持續(xù)擴(kuò)展）。

遵從性

和其它形式的自動(dòng)化工具一樣，用任何形式的自動(dòng)化工具產(chǎn)生配置改變都被視為風(fēng)險(xiǎn)。手工去產(chǎn)生改變可能看上去風(fēng)險(xiǎn)更大，正如你看到的和親身經(jīng)歷過(guò)的那樣，Ansible 有能力去做自動(dòng)數(shù)據(jù)收集、監(jiān)視、和配置構(gòu)建，這些都是“只讀的”和“低風(fēng)險(xiǎn)”的動(dòng)作。其中一個(gè) 低風(fēng)險(xiǎn) 使用案例是，使用收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行配置遵從性檢查和配置驗(yàn)證。部署的配置是否滿足安全要求？是否配置了所需的網(wǎng)絡(luò)？協(xié)議 XYZ 禁用了嗎？因?yàn)槊總€(gè)模塊、或者用 Ansible 返回?cái)?shù)據(jù)的整合，它只是非常簡(jiǎn)單地 聲明 那些事是 TRUE 還是 FALSE。然后接著基于 它 是 TRUE 或者是 FALSE， 接著由你決定應(yīng)該發(fā)生什么 —— 或許它只是被記錄下來(lái)，或者，也可能執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜操作。

報(bào)告

我們現(xiàn)在知道，Ansible 也可以用于去收集數(shù)據(jù)和執(zhí)行遵從性檢查。Ansible 可以根據(jù)你想要做的事情去從設(shè)備中返回和收集數(shù)據(jù)?；蛟S返回的數(shù)據(jù)成為其它的任務(wù)的輸入，或者你想去用它創(chuàng)建一個(gè)報(bào)告。從模板中生成報(bào)告，并將真實(shí)的數(shù)據(jù)插入到模板中，創(chuàng)建和使用報(bào)告模板的過(guò)程與創(chuàng)建配置模板的過(guò)程是相同的。

從一個(gè)報(bào)告的角度看，這些模板或許是純文本文件，就像是在 GitHub 上看到的 markdown 文件、放置在 Web 服務(wù)器上的 HTML 文件，等等。用戶有權(quán)去創(chuàng)建一個(gè)她希望的報(bào)告類型，插入她所需要的真實(shí)數(shù)據(jù)到報(bào)告中。

創(chuàng)建報(bào)告的用處很多，不僅是為行政管理，也為了運(yùn)營(yíng)工程師，因?yàn)樗鼈兺ǔＳ须p方都需要的不同指標(biāo)。

Ansible 怎么工作

從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的角度理解了 Ansible 能做什么之后，我們現(xiàn)在看一下 Ansible 是怎么工作的。你將學(xué)習(xí)到從一個(gè) Ansible 管理主機(jī)到一個(gè)被自動(dòng)化的節(jié)點(diǎn)的全部通訊流。首先，我們回顧一下，Ansible 是怎么開(kāi)箱即用out of the box的，然后，我們看一下 Ansible 怎么去做到的，具體說(shuō)就是，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自動(dòng)化時(shí)，Ansible 模塊是怎么去工作的。

開(kāi)箱即用

到目前為止，你已經(jīng)明白了，Ansible 是一個(gè)自動(dòng)化平臺(tái)。實(shí)際上，它是一個(gè)安裝在一臺(tái)單個(gè)服務(wù)器上或者企業(yè)中任何一位管理員的筆記本中的輕量級(jí)的自動(dòng)化平臺(tái)。當(dāng)然，（安裝在哪里？）這是由你來(lái)決定的。在基于 Linux 的機(jī)器上，使用一些實(shí)用程序（比如 pip、apt、和 yum）安裝 Ansible 是非常容易的。

注意：

在本報(bào)告的其余部分，安裝 Ansible 的機(jī)器被稱為控制主機(jī)control host。

控制主機(jī)將執(zhí)行定義在 Ansible 的劇本playbook （不用擔(dān)心，稍后我們將講到劇本和其它的 Ansible 術(shù)語(yǔ)）中的所有自動(dòng)化任務(wù)?，F(xiàn)在，我們只需要知道，一個(gè)劇本是簡(jiǎn)單的一組自動(dòng)化任務(wù)和在給定數(shù)量的主機(jī)上執(zhí)行的指令。

當(dāng)一個(gè)劇本創(chuàng)建之后，你還需要去定義它要自動(dòng)化的主機(jī)。映射一個(gè)劇本和要自動(dòng)化運(yùn)行的主機(jī)，是通過(guò)一個(gè)被稱為 Ansible 清單inventory的文件。這是一個(gè)前面展示的示例，但是，這里是同一個(gè)清單文件的另外兩個(gè)組：cisco 和 arista：

[cisco]
nyc1.acme.com
nyc2.acme.com

[arista]
sfo1.acme.com
sfo2.acme.com

注意：

你也可以在清單文件中使用 IP 地址，而不是主機(jī)名。對(duì)于這樣的示例，主機(jī)名將是通過(guò) DNS 可解析的。

正如你所看到的，Ansible 清單文件是一個(gè)文本文件，它列出了主機(jī)和主機(jī)組。然后，你可以在劇本中引用一個(gè)具體的主機(jī)或者組，以此去決定對(duì)給定的劇集play和劇本在哪臺(tái)主機(jī)上進(jìn)行自動(dòng)化。下面展示了兩個(gè)示例。

展示的第一個(gè)示例它看上去像是，你想去自動(dòng)化 cisco 組中所有的主機(jī)，而展示的第二個(gè)示例只對(duì) nyc1.acme.com 主機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化：

---

  - name: TEST PLAYBOOK
    hosts: cisco

    tasks:
      - TASKS YOU WANT TO AUTOMATE

---

  - name: TEST PLAYBOOK
    hosts: nyc1.acme.com

    tasks:
      - TASKS YOU WANT TO AUTOMATE

現(xiàn)在，我們已經(jīng)理解了基本的清單文件，我們可以看一下（在控制主機(jī)上的）Ansible 是怎么與 開(kāi)箱即用 的設(shè)備通訊的，和在 Linux 終端上自動(dòng)化的任務(wù)。這里需要明白一個(gè)重要的觀點(diǎn)就是，需要去自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通常是不一樣的。（LCTT 譯注：指的是設(shè)備的類型、品牌、型號(hào)等等）

Ansible 對(duì)基于 Linux 的系統(tǒng)去開(kāi)箱即用自動(dòng)化工作有兩個(gè)要求。它們是 SSH 和 Python。

首先，終端必須支持 SSH 傳輸，因?yàn)?Ansible 使用 SSH 去連接到每個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。因?yàn)?Ansible 支持一個(gè)可拔插的連接架構(gòu)，也有各種類型的插件去實(shí)現(xiàn)不同類型的 SSH。

第二個(gè)要求是，Ansible 并不要求在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)上預(yù)先存在一個(gè) 代理，Ansible 并不要求一個(gè)軟件代理，它僅需要一個(gè)內(nèi)置的 Python 執(zhí)行引擎。這個(gè)執(zhí)行引擎用于去執(zhí)行從 Ansible 管理主機(jī)發(fā)送到被自動(dòng)化的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的 Python 代碼。

如果我們?cè)敿?xì)解釋這個(gè)開(kāi)箱即用工作流，它將分解成如下的步驟：

1. 當(dāng)執(zhí)行一個(gè) Ansible 劇集時(shí)，控制主機(jī)使用 SSH 連接到基于 Linux 的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
2. 對(duì)于每個(gè)任務(wù)，也就是說(shuō)，Ansible 模塊將在這個(gè)劇集中被執(zhí)行，通過(guò) SSH 發(fā)送 Python 代碼并直接在遠(yuǎn)程系統(tǒng)中執(zhí)行。
3. 在遠(yuǎn)程系統(tǒng)上運(yùn)行的每個(gè) Ansible 模塊將返回 JSON 數(shù)據(jù)到控制主機(jī)。這些數(shù)據(jù)包含有信息，比如，配置改變、任務(wù)成功/失敗、以及其它模塊特定的數(shù)據(jù)。
4. JSON 數(shù)據(jù)返回給 Ansible，然后被用于去生成報(bào)告，或者被用作接下來(lái)模塊的輸入。
5. 在劇集中為每個(gè)任務(wù)重復(fù)第 3 步。
6. 在劇本中為每個(gè)劇集重復(fù)第 1 步。

是不是意味著每個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都可以被 Ansible 開(kāi)箱即用？因?yàn)樗鼈円捕贾С?SSH，確實(shí)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都支持 SSH，但是，第一個(gè)和第二要求的組合限制了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可能的功能。

剛開(kāi)始時(shí)，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并不支持 Python，因此，使用默認(rèn)的 Ansible 連接機(jī)制是無(wú)法進(jìn)行的。換句話說(shuō)，在過(guò)去的幾年里，供應(yīng)商在幾個(gè)不同的設(shè)備平臺(tái)上增加了 Python 支持。但是，這些平臺(tái)中的大多數(shù)仍然缺乏必要的集成，以允許 Ansible 去直接通過(guò) SSH 訪問(wèn)一個(gè) Linux shell，并以適當(dāng)?shù)臋?quán)限去拷貝所需的代碼、創(chuàng)建臨時(shí)目錄和文件、以及在設(shè)備中執(zhí)行代碼。盡管 Ansible 中所有的這些部分都可以在基于 Linux 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上使用 SSH/Python 在本地運(yùn)行，它仍然需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商去更進(jìn)一步開(kāi)放他們的系統(tǒng)。

注意：

值的注意的是，Arista 確實(shí)也提供了原生的集成，因?yàn)樗梢詿o(wú)需 SSH 用戶，直接進(jìn)入到一個(gè) Linux shell 中訪問(wèn) Python 引擎，它可以允許 Ansible 去使用其默認(rèn)連接機(jī)制。因?yàn)槲覀冋{(diào)用了 Arista，我們也需要著重強(qiáng)調(diào)與 Ansible 默認(rèn)連接機(jī)制一起工作的 Cumulus。這是因?yàn)?Cumulus Linux 是原生 Linux，并且它并不需要為 Cumulus Linux 操作系統(tǒng)使用供應(yīng)商 API。

Ansible 網(wǎng)絡(luò)集成

前面的節(jié)講到過(guò) Ansible 默認(rèn)的工作方式。我們看一下，在開(kāi)始一個(gè) 劇集 之后，Ansible 是怎么去設(shè)置一個(gè)到設(shè)備的連接、通過(guò)拷貝 Python 代碼到設(shè)備、運(yùn)行代碼、和返回結(jié)果給 Ansible 控制主機(jī)來(lái)執(zhí)行任務(wù)。

在這一節(jié)中，我們將看一看，當(dāng)使用 Ansible 進(jìn)行自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)都做了什么。正如前面講過(guò)的，Ansible 是一個(gè)可拔插的連接架構(gòu)。對(duì)于 大多數(shù) 的網(wǎng)絡(luò)集成， connection 參數(shù)設(shè)置為 local。在劇本中大多數(shù)的連接類型都設(shè)置為 local，如下面的示例所展示的：

---

  - name: TEST PLAYBOOK
    hosts: cisco
    connection: local

    tasks:
      - TASKS YOU WANT TO AUTOMATE

注意在劇集中是怎么定義的，這個(gè)示例增加 connection 參數(shù)去和前面節(jié)中的示例進(jìn)行比較。

這告訴 Ansible 不要通過(guò) SSH 去連接到目標(biāo)設(shè)備，而是連接到本地機(jī)器運(yùn)行這個(gè)劇本?；旧?，這是把連接職責(zé)委托給劇本中任務(wù)task 節(jié)中使用的真實(shí)的 Ansible 模塊。每個(gè)模塊類型的委托權(quán)利允許這個(gè)模塊在必要時(shí)以各種形式去連接到設(shè)備。這可能是 Juniper 和 HP Comware7 的 NETCONF、Arista 的 eAPI、Cisco Nexus 的 NX-API、或者甚至是基于傳統(tǒng)系統(tǒng)的 SNMP，它們沒(méi)有可編程的 API。

注意：

網(wǎng)絡(luò)集成在 Ansible 中是以 Ansible 模塊的形式帶來(lái)的。盡管我們持續(xù)使用術(shù)語(yǔ)來(lái)吊你的胃口，比如，劇本、劇集、任務(wù)、和講到的關(guān)鍵概念模塊，這些術(shù)語(yǔ)中的每一個(gè)都會(huì)在 Ansible 術(shù)語(yǔ)和入門 和 動(dòng)手實(shí)踐使用 Ansible 去進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化 中詳細(xì)解釋。

讓我們看一看另外一個(gè)劇本的示例：

---

  - name: TEST PLAYBOOK
    hosts: cisco
    connection: local

    tasks:
      - nxos_vlan: vlan_id=10 name=WEB_VLAN

你注意到了嗎，這個(gè)劇本現(xiàn)在包含一個(gè)任務(wù)，并且這個(gè)任務(wù)使用了 nxos_vlan 模塊。nxos_vlan 模塊是一個(gè) Python 文件，并且，在這個(gè)文件中它是使用 NX-API 連接到 Cisco 的 NX-OS 設(shè)備?？墒?，這個(gè)連接可能是使用其它設(shè)備 API 設(shè)置的，這就是為什么供應(yīng)商和用戶像我們這樣能夠去建立自己的集成的原因。集成（模塊）通常是以每特性per-feature為基礎(chǔ)完成的，雖然，你已經(jīng)看到了像 napalm_install_config 這樣的模塊，它們也可以被用來(lái) 推送 一個(gè)完整的配置文件。

主要區(qū)別之一是使用的默認(rèn)連接機(jī)制，Ansible 啟動(dòng)一個(gè)持久的 SSH 連接到設(shè)備，并且對(duì)于一個(gè)給定的劇集而已該連接將持續(xù)存在。當(dāng)在一個(gè)模塊中發(fā)生連接設(shè)置和拆除時(shí)，與許多使用 connection=local 的網(wǎng)絡(luò)模塊一樣，對(duì)發(fā)生在劇集級(jí)別上的 每個(gè) 任務(wù)，Ansible 將登入/登出設(shè)備。

而在傳統(tǒng)的 Ansible 形式下，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊返回 JSON 數(shù)據(jù)。僅有的區(qū)別是相對(duì)于目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)的推取發(fā)生在本地的 Ansible 控制主機(jī)上。相對(duì)于每供應(yīng)商per vendor和模塊類型，數(shù)據(jù)返回到劇本，但是作為一個(gè)示例，許多的 Cisco NX-OS 模塊返回已存在的狀態(tài)、建議狀態(tài)、和最終狀態(tài)，以及發(fā)送到設(shè)備的命令（如果有的話）。

作為使用 Ansible 進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的開(kāi)始，最重要的是，為 Ansible 的連接設(shè)備/拆除過(guò)程，記著去設(shè)置連接參數(shù)為 local，并且將它留在模塊中。這就是為什么模塊支持不同類型的供應(yīng)商平臺(tái)，它將與設(shè)備使用不同的方式進(jìn)行通訊。

Ansible 術(shù)語(yǔ)和入門

這一章我們將介紹許多 Ansible 的術(shù)語(yǔ)和報(bào)告中前面部分出現(xiàn)過(guò)的關(guān)鍵概念。比如， 清單文件inventory file、劇本playbook、劇集play、任務(wù)task和模塊module。我們也會(huì)去回顧一些其它的概念，這些術(shù)語(yǔ)和概念對(duì)我們學(xué)習(xí)使用 Ansible 去進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化非常有幫助。

在這一節(jié)中，我們將引用如下的一個(gè)簡(jiǎn)單的清單文件和劇本的示例，它們將在后面的章節(jié)中持續(xù)出現(xiàn)。

清單示例 ：

# sample inventory file
# filename inventory

[all:vars]
user=admin
pwd=admin

[tor]
rack1-tor1   vendor=nxos
rack1-tor2   vendor=nxos
rack2-tor1   vendor=arista
rack2-tor2   vendor=arista

[core]
core1
core2

劇本示例 ：

---
# sample playbook
# filename site.yml

  - name: PLAY 1 - Top of Rack (TOR) Switches
    hosts: tor
    connection: local

    tasks:
      - name: ENSURE VLAN 10 EXISTS ON CISCO TOR SWITCHES
        nxos_vlan:
          vlan_id=10
          name=WEB_VLAN
          host={{ inventory_hostname }}
          username=admin
          password=admin
        when: vendor == "nxos"

      - name: ENSURE VLAN 10 EXISTS ON ARISTA TOR SWITCHES
        eos_vlan:
          vlanid=10
          name=WEB_VLAN
          host={{ inventory_hostname }}
          username={{ user }}
          password={{ pwd }}
        when: vendor == "arista"

  - name: PLAY 2 - Core (TOR) Switches
    hosts: core
    connection: local

    tasks:
      - name: ENSURE VLANS EXIST IN CORE
        nxos_vlan:
          vlan_id={{ item }}
          host={{ inventory_hostname }}
          username={{ user }}
          password={{ pwd }}
        with_items:
          - 10
          - 20
          - 30
          - 40
          - 50

清單文件

使用一個(gè)清單文件，比如前面提到的那個(gè)，允許我們?nèi)樽詣?dòng)化任務(wù)指定主機(jī)、和使用每個(gè)劇集頂部節(jié)中（如果存在）的參數(shù) hosts 所引用的主機(jī)/組指定的主機(jī)組。

它也可能在一個(gè)清單文件中存儲(chǔ)變量。如這個(gè)示例中展示的那樣。如果變量在同一行視為一臺(tái)主機(jī)，它是一個(gè)具體主機(jī)變量。如果變量定義在方括號(hào)中（[ ]），比如，[all:vars]，它的意思是指變量在組中的范圍 all，它是一個(gè)默認(rèn)組，包含了清單文件中的 所有 主機(jī)。

注意：

清單文件是使用 Ansible 開(kāi)始自動(dòng)化的快速方法，但是，你應(yīng)該已經(jīng)有一個(gè)真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備源，比如一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理工具或者 CMDB，它可以去創(chuàng)建和使用一個(gè)動(dòng)態(tài)的清單腳本，而不是一個(gè)靜態(tài)的清單文件。

劇本

劇本是去運(yùn)行自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的頂級(jí)對(duì)象。在我們的示例中，它是 site.yml 文件，如前面的示例所展示的。一個(gè)劇本使用 YAML 去定義一組自動(dòng)化任務(wù)，并且，每個(gè)劇本由一個(gè)或多個(gè)劇集組成。這類似于一個(gè)橄欖球的劇本。就像在橄欖球賽中，團(tuán)隊(duì)有劇集組成的劇本，Ansible 的劇本也是由劇集組成的。

注意：

YAML 是一種被所有編程語(yǔ)言支持的數(shù)據(jù)格式。YAML 本身就是 JSON 的超集，并且，YAML 文件非常易于識(shí)別，因?yàn)樗偸侨齻€(gè)破折號(hào)（連字符）開(kāi)始，比如，---。

劇集

一個(gè) Ansible 劇本可以存在一個(gè)或多個(gè)劇集。在前面的示例中，它在劇本中有兩個(gè)劇集。每個(gè)劇集開(kāi)始的地方都有一個(gè) 頭部，它定義了具體的參數(shù)。

示例中兩個(gè)劇集都定義了下面的參數(shù)：

name

文件 PLAY 1 - Top of Rack (TOR) Switches 是任意內(nèi)容的，它在劇本運(yùn)行的時(shí)候，去改善劇本運(yùn)行和報(bào)告期間的可讀性。這是一個(gè)可選參數(shù)。

hosts

正如前面講過(guò)的，這是在特定的劇集中要去進(jìn)行自動(dòng)化的主機(jī)或主機(jī)組。這是一個(gè)必需參數(shù)。

connection

正如前面講過(guò)的，這是劇集連接機(jī)制的類型。這是個(gè)可選參數(shù)，但是，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化劇集，一般設(shè)置為 local。

每個(gè)劇集都是由一個(gè)或多個(gè)任務(wù)組成。

任務(wù)

任務(wù)是以聲明的方式去表示自動(dòng)化的內(nèi)容，而不用擔(dān)心底層的語(yǔ)法或者操作是怎么執(zhí)行的。

在我們的示例中，第一個(gè)劇集有兩個(gè)任務(wù)。每個(gè)任務(wù)確保存在 10 個(gè) VLAN。第一個(gè)任務(wù)是為 Cisco Nexus 設(shè)備的，而第二個(gè)任務(wù)是為 Arista 設(shè)備的：

tasks:
  - name: ENSURE VLAN 10 EXISTS ON CISCO TOR SWITCHES
    nxos_vlan:
      vlan_id=10
      name=WEB_VLAN
      host={{ inventory_hostname }}
      username=admin
      password=admin
    when: vendor == "nxos"

任務(wù)也可以使用 name 參數(shù)，就像劇集一樣。和劇集一樣，文本內(nèi)容是任意的，并且當(dāng)劇本運(yùn)行時(shí)顯示，去改善劇本運(yùn)行和報(bào)告期間的可讀性。它對(duì)每個(gè)任務(wù)都是可選參數(shù)。

示例任務(wù)中的下一行是以 nxos_vlan 開(kāi)始的。它告訴我們這個(gè)任務(wù)將運(yùn)行一個(gè)叫 nxos_vlan 的 Ansible 模塊。

現(xiàn)在，我們將進(jìn)入到模塊中。

模塊

在 Ansible 中理解模塊的概念是至關(guān)重要的。雖然任何編輯語(yǔ)言都可以用來(lái)寫 Ansible 模塊，只要它們能夠返回 JSON 鍵/值對(duì)即可，但是，幾乎所有的模塊都是用 Python 寫的。在我們示例中，我們看到有兩個(gè)模塊被運(yùn)行： nxos_vlan 和 eos_vlan。這兩個(gè)模塊都是 Python 文件；而事實(shí)上，在你不能看到劇本的時(shí)候，真實(shí)的文件名分別是 eos_vlan.py 和 nxos_vlan.py。

讓我們看一下前面的示例中第一個(gè)劇集中的第一個(gè)任務(wù)：

  - name: ENSURE VLAN 10 EXISTS ON CISCO TOR SWITCHES
    nxos_vlan:
      vlan_id=10
      name=WEB_VLAN
      host={{ inventory_hostname }}
      username=admin
      password=admin
    when: vendor == "nxos"

這個(gè)任務(wù)運(yùn)行 nxos_vlan，它是一個(gè)自動(dòng)配置 VLAN 的模塊。為了使用這個(gè)模塊，包含它，你需要為設(shè)備指定期望的狀態(tài)或者配置策略。這個(gè)示例中的狀態(tài)是：VLAN 10 將被配置一個(gè)名字 WEB_VLAN，并且，它將被自動(dòng)配置到每個(gè)交換機(jī)上。我們可以看到，使用 vlan_id 和 name 參數(shù)很容易做到。模塊中還有三個(gè)其它的參數(shù)，它們分別是：host、username、和 password：

host

這是將要被自動(dòng)化的主機(jī)名（或者 IP 地址）。因?yàn)?，我們希望去自?dòng)化的設(shè)備已經(jīng)被定義在清單文件中，我們可以使用內(nèi)置的 Ansible 變量 inventory_hostname。這個(gè)變量等價(jià)于清單文件中的內(nèi)容。例如，在第一個(gè)循環(huán)中，在清單文件中的主機(jī)是 rack1-tor1，然后，在第二個(gè)循環(huán)中，它是 rack1-tor2。這些名字是進(jìn)入到模塊的，并且包含在模塊中的，在每個(gè)名字到 IP 地址的解析中，都發(fā)生一個(gè) DNS 查詢。然后與這個(gè)設(shè)備進(jìn)行通訊。

username

用于登入到交換機(jī)的用戶名。

password

用于登入到交換機(jī)的密碼。

示例中最后的片斷部分使用了一個(gè) when 語(yǔ)句。這是在一個(gè)劇集中使用的 Ansible 的執(zhí)行條件任務(wù)。正如我們所了解的，在這個(gè)劇集的 tor 組中有多個(gè)設(shè)備和設(shè)備類型。使用 when 基于任意標(biāo)準(zhǔn)去提供更多的選擇。這里我們僅自動(dòng)化 Cisco 設(shè)備，因?yàn)?，我們?cè)谶@個(gè)任務(wù)中使用了 nxos_vlan 模塊，在下一個(gè)任務(wù)中，我們僅自動(dòng)化 Arista 設(shè)備，因?yàn)椋覀兪褂昧?nbsp;eos_vlan 模塊。

注意：

這并不是區(qū)分設(shè)備的唯一方法。這里僅是演示如何使用 when，并且可以在清單文件中定義變量。

在清單文件中定義變量是一個(gè)很好的開(kāi)端，但是，如果你繼續(xù)使用 Ansible，你將會(huì)為了擴(kuò)展性、版本控制、對(duì)給定文件的改變最小化而去使用基于 YAML 的變量。這也將簡(jiǎn)化和改善清單文件和每個(gè)使用的變量的可讀性。在設(shè)備準(zhǔn)備的構(gòu)建/推送方法中講過(guò)一個(gè)變量文件的示例。

在最后的示例中，關(guān)于任務(wù)有幾點(diǎn)需要去搞清楚：

• 劇集 1 任務(wù) 1 展示了硬編碼了 username 和 password 作為參數(shù)進(jìn)入到具體的模塊中（nxos_vlan）。
• 劇集 1 任務(wù) 1 和 劇集 2 在模塊中使用了變量，而不是硬編碼它們。這掩飾了 username 和 password 參數(shù)，但是，需要值得注意的是，（在這個(gè)示例中）這些變量是從清單文件中提取出現(xiàn)的。
• 劇集 1 中為進(jìn)入到模塊中的參數(shù)使用了一個(gè) 水平的 的 key=value 語(yǔ)法，雖然劇集 2 使用了垂直的 key=value 語(yǔ)法。它們都工作的非常好。你也可以使用垂直的 YAML “key: value” 語(yǔ)法。
• 最后的任務(wù)也介紹了在 Ansible 中怎么去使用一個(gè)循環(huán)。它通過(guò)使用 with_items 來(lái)完成，并且它類似于一個(gè) for 循環(huán)。那個(gè)特定的任務(wù)是循環(huán)進(jìn)入五個(gè) VLAN 中去確保在交換機(jī)中它們都存在。注意：它也可能被保存在一個(gè)外部的 YAML 變量文件中。還需要注意的一點(diǎn)是，不使用 with_items 的替代方案是，每個(gè) VLAN 都有一個(gè)任務(wù) —— 如果這樣做，它就失去了彈性！

動(dòng)手實(shí)踐使用 Ansible 去進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化

在前面的章節(jié)中，提供了 Ansible 術(shù)語(yǔ)的一個(gè)概述。它已經(jīng)覆蓋了大多數(shù)具體的 Ansible 術(shù)語(yǔ)，比如劇本、劇集、任務(wù)、模塊和清單文件。這一節(jié)將繼續(xù)提供示例去講解使用 Ansible 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化，而且將提供在不同類型的設(shè)備中自動(dòng)化工作的模塊的更多細(xì)節(jié)。示例中的將要進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)備由多個(gè)供應(yīng)商提供，包括 Cisco、Arista、Cumulus、和 Juniper。

在本節(jié)中的示例，假設(shè)的前提條件如下：

• Ansible 已經(jīng)安裝。
• 在設(shè)備中（NX-API、eAPI、NETCONF）適合的 APIs 已經(jīng)啟用。
• 用戶在系統(tǒng)上有通過(guò) API 去產(chǎn)生改變的適當(dāng)權(quán)限。
• 所有的 Ansible 模塊已經(jīng)在系統(tǒng)中存在，并且也在庫(kù)的路徑變量中。

注意：

可以在 ansible.cfg 文件中設(shè)置模塊和庫(kù)路徑。在你運(yùn)行一個(gè)劇本時(shí)，你也可以使用 -M 標(biāo)志從命令行中去改變它。

在本節(jié)中示例使用的清單如下。（刪除了密碼，IP 地址也發(fā)生了變化）。在這個(gè)示例中，（和前面的示例一樣）某些主機(jī)名并不是完全合格域名（FQDN）。

清單文件

[cumulus]
cvx  ansible_ssh_host=1.2.3.4 ansible_ssh_pass=PASSWORD

[arista]
veos1

[cisco]
nx1  hostip=5.6.7.8 un=USERNAME pwd=PASSWORD

[juniper]
vsrx hostip=9.10.11.12 un=USERNAME pwd=PASSWORD

注意：

正如你所知道的，Ansible 支持將密碼存儲(chǔ)在一個(gè)加密文件中的功能。如果你想學(xué)習(xí)關(guān)于這個(gè)特性的更多內(nèi)容，請(qǐng)查看在 Ansible 網(wǎng)站上的文檔中的 Ansible Vault 部分。

這個(gè)清單文件有四個(gè)組，每個(gè)組定義了一臺(tái)單個(gè)的主機(jī)。讓我們?cè)敿?xì)回顧一下每一節(jié)：

Cumulus

主機(jī) cvx 是一個(gè) Cumulus Linux (CL) 交換機(jī)，并且它是 cumulus 組中的唯一設(shè)備。記住，CL 是原生 Linux，因此，這意味著它是使用默認(rèn)連接機(jī)制（SSH）連到到需要自動(dòng)化的 CL 交換機(jī)。因?yàn)?nbsp;cvx 在 DNS 或者 /etc/hosts 文件中沒(méi)有定義，我們將讓 Ansible 知道不要在清單文件中定義主機(jī)名，而是在 ansible_ssh_host 中定義的名字/IP。登陸到 CL 交換機(jī)的用戶名被定義在 playbook 中，但是，你可以看到密碼使用變量 ansible_ssh_pass 定義在清單文件中。

Arista

被稱為 veos1 的是一臺(tái)運(yùn)行 EOS 的 Arista 交換機(jī)。它是在 arista 組中唯一的主機(jī)。正如你在 Arista 中看到的，在清單文件中并沒(méi)有其它的參數(shù)存在。這是因?yàn)?Arista 為它們的設(shè)備使用了一個(gè)特定的配置文件。在我們的示例中它的名字為 .eapi.conf，它存在在 home 目錄中。下面是正確使用配置文件的這個(gè)功能的示例：

[connection:veos1]
host: 2.4.3.4
username: unadmin
password: pwadmin

這個(gè)文件包含了定義在配置文件中的 Ansible 連接到設(shè)備（和 Arista 的被稱為 pyeapi 的 Python 庫(kù)）所需要的全部信息。

Cisco

和 Cumulus 和 Arista 一樣，這里僅有一臺(tái)主機(jī)（nx1）存在于 cisco 組中。這是一臺(tái) NX-OS-based Cisco Nexus 交換機(jī)。注意在這里為 nx1 定義了三個(gè)變量。它們包括 un 和 pwd，這是為了在 playbook 中訪問(wèn)和為了進(jìn)入到 Cisco 模塊去連接到設(shè)備。另外，這里有一個(gè)稱為 hostip 的參數(shù)，它是必需的，因?yàn)椋?code>nx1 沒(méi)有在 DNS 中或者是 /etc/hosts 配置文件中定義。

注意：

如果自動(dòng)化一個(gè)原生的 Linux 設(shè)備，我們可以將這個(gè)參數(shù)命名為任何東西。ansible_ssh_host 被用于到如我們看到的那個(gè) Cumulus 示例（如果在清單文件中的定義不能被解析）。在這個(gè)示例中，我們將一直使用 ansible_ssh_host，但是，它并不是必需的，因?yàn)槲覀儗⑦@個(gè)變量作為一個(gè)參數(shù)進(jìn)入到 Cisco 模塊，而 ansible_ssh_host 是在使用默認(rèn)的 SSH 連接機(jī)制時(shí)自動(dòng)檢查的。

Juniper

和前面的三個(gè)組和主機(jī)一樣，在 juniper 組中有一個(gè)單個(gè)的主機(jī) vsrx。它在清單文件中的設(shè)置與 Cisco 相同，因?yàn)閮烧咴?playbook 中使用了相同的方式。

劇本

接下來(lái)的劇本有四個(gè)不同的劇集。每個(gè)劇集是基于特定的供應(yīng)商類型的設(shè)備組的自動(dòng)化構(gòu)建的。注意，那是在一個(gè)單個(gè)的劇本中執(zhí)行這些任務(wù)的唯一的方法。這里還有其它的方法，它可以使用條件（when 語(yǔ)句）或者創(chuàng)建 Ansible 角色（它在這個(gè)報(bào)告中沒(méi)有介紹）。

這里有一個(gè)劇本的示例：

---

  - name: PLAY 1 - CISCO NXOS
    hosts: cisco
    connection: local

    tasks:
      - name: ENSURE VLAN 100 exists on Cisco Nexus switches
        nxos_vlan:
          vlan_id=100
          name=web_vlan
          host={{ hostip }}
          username={{ un }}
          password={{ pwd }}

  - name: PLAY 2 - ARISTA EOS
    hosts: arista
    connection: local

    tasks:
      - name: ENSURE VLAN 100 exists on Arista switches
        eos_vlan:
          vlanid=100
          name=web_vlan
          connection={{ inventory_hostname }}

  - name: PLAY 3 - CUMULUS
    remote_user: cumulus
    sudo: true
    hosts: cumulus

    tasks:
      - name: ENSURE 100.10.10.1 is configured on swp1
        cl_interface: name=swp1  ipv4=100.10.10.1/24

      - name: restart networking without disruption
        shell: ifreload -a

  - name: PLAY 4 - JUNIPER SRX changes
    hosts: juniper
    connection: local

    tasks:
    - name: INSTALL JUNOS CONFIG
      junos_install_config:
        host={{ hostip }}
        file=srx_demo.conf
        user={{ un }}
        passwd={{ pwd }}
        logfile=deploysite.log
        overwrite=yes
        diffs_file=junpr.diff

你將注意到，前面的兩個(gè)劇集是非常類似的，我們已經(jīng)在最初的 Cisco 和 Arista 示例中講過(guò)了。唯一的區(qū)別是每個(gè)要自動(dòng)化的組（cisco and arista) 定義了它們自己的劇集，我們?cè)谇懊娼榻B使用 when 條件時(shí)比較過(guò)。

這里有一個(gè)不正確的或者是錯(cuò)誤的方式去做這些。這取決于你預(yù)先知道的信息是什么和適合你的環(huán)境和使用的最佳案例是什么，但我們的目的是為了展示做同一件事的幾種不同的方法。

第三個(gè)劇集是在 Cumulus Linux 交換機(jī)的 swp1 接口上進(jìn)行自動(dòng)化配置。在這個(gè)劇集中的第一個(gè)任務(wù)是去確認(rèn) swp1 是一個(gè)三層接口，并且它配置的 IP 地址是 100.10.10.1。因?yàn)?Cumulus Linux 是原生的 Linux，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在改變后需要重啟才能生效。這也可以使用 Ansible 的操作來(lái)達(dá)到這個(gè)目的（這已經(jīng)超出了本報(bào)告討論的范圍），這里有一個(gè)被稱為 service 的 Ansible 核心模塊來(lái)做這些，但它會(huì)中斷交換機(jī)上的網(wǎng)絡(luò)；使用 ifreload 重新啟動(dòng)則不會(huì)中斷。

本節(jié)到現(xiàn)在為止，我們已經(jīng)講解了專注于特定任務(wù)的 Ansible 模塊，比如，配置接口和 VLAN。第四個(gè)劇集使用了另外的選項(xiàng)。我們將看到一個(gè) pushes 模塊，它是一個(gè)完整的配置文件并且立即激活它作為正在運(yùn)行的新的配置。這里將使用 napalm_install_config 來(lái)展示前面的示例，但是，這個(gè)示例使用了一個(gè) Juniper 專用的模塊。

junos_install_config 模塊接受幾個(gè)參數(shù)，如下面的示例中所展示的。到現(xiàn)在為止，你應(yīng)該理解了什么是 user、passwd、和 host。其它的參數(shù)定義如下：

file：

這是一個(gè)從 Ansible 控制主機(jī)拷貝到 Juniper 設(shè)備的配置文件。

logfile：

這是可選的，但是，如果你指定它，它會(huì)被用于存儲(chǔ)運(yùn)行這個(gè)模塊時(shí)生成的信息。

overwrite：

當(dāng)你設(shè)置為 yes/true 時(shí)，完整的配置將被發(fā)送的配置覆蓋。（默認(rèn)是 false）

diffs_file：

這是可選的，但是，如果你指定它，當(dāng)應(yīng)用配置時(shí)，它將存儲(chǔ)生成的差異。當(dāng)應(yīng)用配置時(shí)將存儲(chǔ)一個(gè)生成的差異。當(dāng)正好更改了主機(jī)名，但是，仍然發(fā)送了一個(gè)完整的配置文件時(shí)會(huì)生成一個(gè)差異，如下的示例：

# filename: junpr.diff
[edit system]
-  host-name vsrx;
+  host-name vsrx-demo;

上面已經(jīng)介紹了劇本概述的細(xì)節(jié)?，F(xiàn)在，讓我們看看當(dāng)劇本運(yùn)行時(shí)發(fā)生了什么：

注意：

-i 標(biāo)志是用于指定使用的清單文件。也可以設(shè)置環(huán)境變量 ANSIBLE_HOSTS，而不用每次運(yùn)行劇本時(shí)都去使用一個(gè) -i 本文題目：用Ansible實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化
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