2025年09月29日玄貓（BlackCat）

Ansible自動化容器佈署與管理

本文介紹如何使用 Ansible 自動化佈署和管理容器，涵蓋了角色與集合的運用、Ansible 執行環境的建立與執行，以及在不同 Linux 發行版上安裝 Docker 的方法。文章詳細說明瞭 Ansible 如何簡化容器工作流程，並提供具體的 Playbook 範例和程式碼片段，方便讀者理解和實踐。

DevOps 容器化

Ansible Docker Podman 容器佈署自動化 Ansible 集合

Ansible 在現代軟體開發流程中扮演著重要的自動化角色，尤其在容器化技術的應用上，更能展現其強大的效率和靈活性。本文除了介紹 Ansible 角色與集合的概念，更探討瞭如何利用 Ansible 執行環境確保開發和生產環境的一致性。同時，針對不同 Linux 發行版（如 Debian、Red Hat）上的 Docker 安裝，提供了完整的 Playbook 範例，包含了新增軟體源、下載 GPG 金鑰、安裝 Docker 引擎等關鍵步驟，讓讀者可以快速上手，並將 Ansible 應用於實際的容器化佈署和管理工作中。

Ansible 角色與集合：程式碼重用的利器

在 Ansible 中，角色（Role）與集合（Collection）是實作程式碼重用和模組化的重要工具。它們使得使用者能夠更輕鬆地分享和管理 Ansible 程式碼，從而提高自動化任務的效率和可維護性。

建立 Ansible 角色

要建立一個 Ansible 角色，可以使用 ansible-galaxy 命令列工具。以下是一個建立名為 role-example 的角色的範例：

$ ansible-galaxy role init role-example

內容解密：

ansible-galaxy role init 是用於建立新角色的基本命令。
role-example 是角色的名稱，可以根據實際需求進行更改。

執行此命令後，Ansible 將在當前目錄下建立一個名為 role-example 的目錄，其中包含多個子目錄和檔案，如 defaults、files、handlers、meta、tasks、templates、tests 和 vars。

角色目錄結構解析

defaults：包含預設變數的 main.yml 檔案，這些變數可以在使用角色時被覆寫。
files：存放靜態檔案，這些檔案會被角色任務參照。
handlers：包含處理程式定義的 main.yml 檔案。
meta：包含角色的元資料，如作者、許可證、支援的平台等。
tasks：包含任務定義的 main.yml 檔案，這是角色的核心。
templates：存放 Jinja2 範本檔案，這些範本會被角色任務參照。
tests：可用於測試角色的目錄，可以包含庫存檔案和測試 Playbook。
vars：包含角色內部變數的 main.yml 檔案，這些變數具有較高的優先順序。

內容解密：

每個目錄都有其特定的用途，幫助組織和管理角色中的不同元素。其中，tasks/main.yml 是最關鍵的檔案，它包含了角色的主要任務定義。

在 Playbook 中使用角色

要在 Ansible Playbook 中使用角色，可以透過 roles 陳述式來引入。以下是一個範例：

---
- name: role example
  hosts: all
  roles:
    - role-example

內容解密：

hosts: all 指定了該 Playbook 將在所有主機上執行。
roles 列表中包含了要使用的角色名稱，在此範例中是 role-example。

從 Ansible Galaxy 安裝角色

Ansible Galaxy 是 Ansible 資源的公共倉函式庫，提供了大量的現成角色和集合。要從 Ansible Galaxy 安裝角色，可以使用以下命令：

$ ansible-galaxy role install geerlingguy.redis

或者，可以透過建立一個 requirements.yml 檔案來安裝多個角色：

---
roles:
  - src: geerlingguy.redis

然後執行：

$ ansible-galaxy role install -r roles/requirements.yml

內容解密：

geerlingguy.redis 是要安裝的角色名稱。
-r 引數指定了包含角色需求的檔案路徑。

Ansible 集合

Ansible 集合是比角色更全面的一種程式碼分發方式，包含了角色、模組和外掛程式。可以使用以下命令安裝集合：

$ ansible-galaxy collection install community.general

或者，也可以使用 requirements.yml 檔案來安裝多個集合：

---
collections:
  - name: community.general
    source: https://galaxy.ansible.com

然後執行：

$ ansible-galaxy collection install -r collections/requirements.yml

內容解密：

community.general 是要安裝的集合名稱。
source 指定了集合的來源 URL。

Ansible 執行環境

Ansible 執行環境是一種容器化的解決方案，旨在簡化依賴管理和環境一致性問題。它允許開發人員在本地和生產環境中使用相同的容器，從而減少因環境差異導致的問題。

圖表翻譯：

此圖示展示了 Ansible 執行環境的概念：

@startuml
skinparam backgroundColor #FEFEFE
skinparam componentStyle rectangle

title Ansible自動化容器佈署與管理

package "Docker 架構" {
    actor "開發者" as dev

    package "Docker Engine" {
        component [Docker Daemon] as daemon
        component [Docker CLI] as cli
        component [REST API] as api
    }

    package "容器運行時" {
        component [containerd] as containerd
        component [runc] as runc
    }

    package "儲存" {
        database [Images] as images
        database [Volumes] as volumes
        database [Networks] as networks
    }

    cloud "Registry" as registry
}

dev --> cli : 命令操作
cli --> api : API 呼叫
api --> daemon : 處理請求
daemon --> containerd : 容器管理
containerd --> runc : 執行容器
daemon --> images : 映像檔管理
daemon --> registry : 拉取/推送
daemon --> volumes : 資料持久化
daemon --> networks : 網路配置

@enduml

圖表翻譯：

此圖表說明瞭 Ansible 執行環境如何提供開發和生產環境之間的一致性，透過容器化技術實作。

使用Ansible Builder與Ansible Runner建立與執行Ansible執行環境

在2022年，Ansible引入了ansible-builder與ansible-runner兩個命令列工具，以簡化Ansible執行環境（Ansible Execution Environments, EE）的建立與執行。本文將探討這兩個工具的使用方法及其背後的運作原理。

安裝Ansible Builder與Ansible Runner

首先，您需要安裝ansible-builder和ansible-runner。這兩個工具可以透過Red Hat Ansible Automation訂閱的Ansible工具鏈套件安裝：

$ dnf install ansible-builder ansible-runner

或者，您也可以使用PyPI儲存函式庫中的pip工具進行安裝：

$ pip install ansible-builder ansible-runner

建立自訂的Ansible執行環境

假設您想要建立一個名為my_ee的自訂Ansible執行環境，用於執行Amazon Web Services（AWS）相關的Ansible任務。以下是建立此環境的步驟：

定義執行環境組態
首先，您需要建立一個名為execution-environment.yml的檔案，用於描述如何構建Ansible執行環境。該檔案的內容如下所示：

version: 1 dependencies: galaxy: requirements.yml python: requirements.txt system: bindep.txt additional_build_steps: prepend: | RUN pip3 install –upgrade pip setuptools append: - RUN ls -al /


#### 內容解密：
- `version`: 指定組態檔案的版本。
- `dependencies`: 定義了三種型別的依賴：Ansible Galaxy集合（galaxy）、Python函式庫（python）和系統依賴（system）。
- `additional_build_steps`: 允許在構建過程中新增額外的步驟。`prepend`部分在構建開始時執行，用於升級`pip`和`setuptools`。`append`部分在構建結束時執行，列出根目錄下的所有檔案。

2. **指定Ansible集合依賴**

在`requirements.yml`檔案中指定所需的Ansible集合：

```yml

---
collections:
  - name: community.aws

內容解密：

collections: 列出了所需的Ansible集合。在此例中，我們需要community.aws集合來與AWS互動。

指定Python函式庫依賴
在requirements.txt檔案中指定所需的Python函式庫：
```
botocore>=1.18.0
boto3>=1.15.0
boto>=2.49.0
```
內容解密：
- 這裡列出了三個Python函式庫及其版本要求，分別是botocore、boto3和boto，它們對於與AWS互動是必要的。
指定系統依賴
在bindep.txt檔案中指定所需的系統級依賴：
```
git [platform:rpm]
git [platform:dpkg]
```
內容解密：
- 這裡根據不同的包管理系統（RPM或DPKG）指定了所需的git包。

構建Ansible執行環境

使用以下命令構建Ansible執行環境：

$ ansible-builder build -t my_ee -v 3

內容解密：

-t my_ee: 指定了所構建的執行環境的名稱為my_ee。
-v 3: 設定了構建過程的詳細程度為級別3，提供較為詳細的輸出。

登入Red Hat容器登入檔（若需要）

如果您使用的是RHEL UBI8基礎映像並具有Red Hat Ansible Automation訂閱，則可能需要登入Red Hat容器登入檔：

$ podman login registry.redhat.io

執行Ansible Playbook

構建完成後，您可以使用ansible-runner命令執行您的Ansible Playbook：

$ ansible-runner run -p ping.yml --inventory inventory --container-image=my_ee .

內容解密：

-p ping.yml: 指定要執行的Ansible Playbook。
--inventory inventory: 指定了用於執行Playbook的inventory檔案。
--container-image=my_ee: 指定了用於執行的Ansible執行環境映像名稱。
.: 表示當前目錄作為基礎路徑。

在容器中使用Ansible

在組織中管理容器可能是一項艱鉅的任務，尤其是當手動執行且涉及重複性任務時。有時，您需要在工作站或伺服器群中執行容器。

Ansible簡化容器工作流程

Ansible可以簡化此工作流程並自動化繁瑣的任務。您還可以建立新的方法，以平台無關的格式分發您的應用程式。此外，一個常見的安全使用案例是以容器形式執行Web伺服器，以確保內容免受任何篡改。

Ansible與容器

Ansible是簡化容器執行旅程的得力助手。在接下來的章節中，您將瞭解如何簡化Docker容器引擎的安裝以及如何在工作站中自動化flatpak和snap。

選擇容器引擎：Docker與Podman

作為容器引擎，Podman在Linux上是首選方式，因為它具有多個優點，尤其是可以無根執行。然而，Mac上的Podman需要額外的機器來執行程式碼，而Windows則需要虛擬化的Windows系統for Linux（WSL）。

在Linux和Windows上安裝Docker

Docker是許多平台的首選容器引擎。您可以透過自動化Docker的安裝開始您的Ansible之旅。這在啟動新的虛擬機器時非常有用。在本文的以下章節中，我們將重點介紹Docker引擎，這是執行容器的關鍵部分。

Docker支援的平台

Docker Desktop支援多個平台，如下表所示：

平台	x86_64 / amd64	arm64 / aarch64
Debian	是
Fedora	是
Ubuntu	是
Binaries	是
Windows	是
MacOS	是	是

本章重點介紹容器引擎，即Docker引擎，只討論Docker執行時，稱為docker-engine，並根據下表支援的平台：

平台	x86_64 / amd64	arm64 / aarch64	arm32	s390x
CentOS	是	是
Debian	是	是	是
Fedora	是	是
Raspbian	是
RHEL (1)	是
SLES (2)	是
Ubuntu	是	是	是	是
Binaries	是	是	是

在Debian Linux上安裝Docker

以下步驟適用於所有根據Debian和Ubuntu的Linux發行版。您將使用Ansible自動化以下三個步驟：

新增Docker GPG金鑰
新增Docker儲存函式庫
更新apt快取並安裝Docker

第一步：下載GPG簽名金鑰

使用ansible.builtin.apt_key模組下載儲存函式庫的GPG簽名金鑰。

- name: Add signing key
  ansible.builtin.apt_key:
    url: "https://download.docker.com/linux/{{ ansible_distribution | lower }}/gpg"
    state: present

內容解密：

此步驟使用ansible.builtin.apt_key模組下載Docker官方GPG金鑰，以驗證軟體包的真實性。url引數指定GPG金鑰的下載位置，state引數確保金鑰在系統中存在。

第二步：新增Docker儲存函式庫

使用ansible.builtin.apt_repository模組新增Docker儲存函式庫。

- name: Add repository into sources list
  ansible.builtin.apt_repository:
    repo: "deb [arch={{ ansible_architecture }}] https://download.docker.com/linux/{{ ansible_distribution | lower }} {{ ansible_distribution_release }} stable"
    state: present
    filename: docker

內容解密：

此步驟使用ansible.builtin.apt_repository模組將Docker官方儲存函式庫新增到系統中。repo引數指定了儲存函式庫的位置和架構，state引數確保儲存庫存在，filename引數指定了儲存函式庫組態檔案的名稱。

第三步：更新apt快取並安裝Docker

使用ansible.builtin.apt模組更新apt快取並安裝Docker。

- name: Install Docker
  ansible.builtin.apt:
    name:
      - docker-ce
      - docker-ce-cli
      - containerd.io
      - docker-compose-plugin
    state: latest
    update_cache: true

內容解密：

此步驟使用ansible.builtin.apt模組安裝Docker及其相關元件。name引數指定了要安裝的軟體包，state引數確保軟體包是最新版本，update_cache引數在安裝前更新apt快取。

在Red Hat Linux上安裝Docker

在根據Fedora或Red Hat的Linux發行版上安裝Docker的步驟與Debian類別似，但使用的Ansible模組不同，以處理rpm軟體包。

完整的Ansible Playbook程式碼如下所示（以Debian為例）：

---
- name: Install Docker
  hosts: all
  become: true
  tasks:
    - name: Install apt-transport-https
      ansible.builtin.apt:
        name:
          - apt-transport-https
          - ca-certificates
          - lsb-release
          - gnupg
        state: latest
        update_cache: true

    - name: Add signing key
      ansible.builtin.apt_key:
        url: "https://download.docker.com/linux/{{ ansible_distribution | lower }}/gpg"
        state: present

    - name: Add repository into sources list
      ansible.builtin.apt_repository:
        repo: "deb [arch={{ ansible_architecture }}] https://download.docker.com/linux/{{ ansible_distribution | lower }} {{ ansible_distribution_release }} stable"
        state: present
        filename: docker

    - name: Install Docker
      ansible.builtin.apt:
        name:
          - docker-ce
          - docker-ce-cli
          - containerd.io
          - docker-compose-plugin
        state: latest
        update_cache: true

執行此Playbook後，可以透過執行docker run hello-world命令來驗證Docker是否成功安裝。