Molecule 项目使用教程：Ansible 自动化测试的终极指南-优快云博客

Molecule 项目使用教程：Ansible 自动化测试的终极指南

【免费下载链接】molecule Molecule aids in the development and testing of Ansible content: collections, playbooks and roles 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mo/molecule

还在为Ansible playbook的测试而烦恼吗？面对复杂的部署环境和难以复现的bug，你是否渴望一个可靠的测试框架？Molecule正是你需要的解决方案！本文将带你全面掌握Molecule的使用方法，从基础安装到高级场景测试，让你轻松构建可靠的Ansible自动化测试流程。

🚀 什么是Molecule？

Molecule是一个专为Ansible内容（collections、playbooks和roles）开发和测试设计的框架。它利用标准的Ansible特性，包括inventory（清单）、playbooks和collections，提供灵活的测试工作流。

核心优势

多环境支持：从容器、虚拟机到云基础设施、API、数据库和网络设备
生命周期管理：完整的测试生命周期（创建、收敛、验证、清理、销毁）
Ansible原生：无缝集成现有Ansible工作流
灵活配置：支持多种驱动程序和测试场景

📦 安装与配置

系统要求

确保已安装支持的ansible-core版本，并根据选择的驱动程序安装必要的操作系统包。

# Ubuntu/Debian系统
sudo apt update
sudo apt install -y python3-pip libssl-dev

# CentOS/RHEL系统
sudo dnf install -y gcc python3-pip python3-devel openssl-devel python3-libselinux

安装Molecule

推荐使用虚拟环境安装：

# 创建虚拟环境
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate

# 安装Molecule和ansible-core
python3 -m pip install molecule ansible-core

# 可选：安装ansible-lint进行代码检查
python3 -m pip install ansible-lint

# 安装Podman驱动程序（如需使用容器测试）
python3 -m pip install "molecule-plugins[podman]"

验证安装

molecule --version
python3 -m molecule --version

🏗️ 项目结构初始化

使用ansible-creator创建项目

# 安装ansible-creator
pip install ansible-creator

# 初始化playbook项目
ansible-creator init my-ansible-project --init-path /tmp/my-project
cd /tmp/my-project

生成的项目结构：

my-project/
├── ansible.cfg
├── ansible-navigator.yml
├── collections/
│   └── requirements.yml
├── inventory/
│   ├── group_vars/
│   ├── host_vars/
│   └── hosts.yml
├── linux_playbook.yml
├── network_playbook.yml
└── site.yml

创建Molecule需求文件

mkdir molecule
cat > molecule/requirements.yml << 'EOF'
---
collections:
  - name: containers.podman
    version: ">=1.10.0"
  - name: arista.eos
    version: ">=6.0.0"
EOF

🔧 测试场景配置

初始化测试场景

# Linux容器测试场景
molecule init scenario linux

# 网络设备测试场景  
molecule init scenario network

场景配置文件详解

Linux场景配置 (molecule/linux/molecule.yml)

---
dependency:
  name: galaxy
  options:
    requirements-file: ../requirements.yml

ansible:
  cfg:
    defaults:
      collections_path: collections
      inventory: inventory/hosts.yml

scenario:
  test_sequence:
    - dependency      # 安装依赖
    - create         # 创建测试实例
    - prepare        # 准备实例环境
    - converge       # 执行主要playbook
    - idempotence    # 检查幂等性
    - verify         # 验证结果
    - cleanup        # 清理临时文件
    - destroy        # 销毁实例

网络场景配置 (molecule/network/molecule.yml)

---
dependency:
  name: galaxy
  options:
    requirements-file: ../requirements.yml

ansible:
  cfg:
    defaults:
      collections_path: collections
      inventory: inventory/hosts.yml
      host_key_checking: false  # 网络设备通常需要禁用主机密钥检查

scenario:
  name: network
  description: Test against network devices
  test_sequence:
    - dependency
    - create
    - converge
    - verify
    - cleanup
    - destroy

🐳 容器测试实战

创建测试容器

# molecule/linux/create.yml
---
- name: Create container instances
  hosts: localhost
  gather_facts: false
  tasks:
    - name: Create container network
      containers.podman.podman_network:
        name: molecule-linux-test
        state: present

    - name: Create test containers
      containers.podman.podman_container:
        name: "{{ hostvars[item].ansible_host }}"
        image: "{{ hostvars[item].container_image }}"
        command: "{{ hostvars[item].container_command }}"
        privileged: "{{ hostvars[item].container_privileged }}"
        state: started
        networks:
          - molecule-linux-test
        systemd: true
      loop: "{{ groups['all'] }}"

    - name: Wait for containers to be ready
      ansible.builtin.wait_for_connection:
        timeout: 300
      delegate_to: "{{ hostvars[item].ansible_host }}"
      loop: "{{ groups['all'] }}"

准备测试环境

# molecule/linux/prepare.yml
---
- name: Prepare container instances
  hosts: all
  gather_facts: false
  become: true
  tasks:
    - name: Install required packages
      ansible.builtin.dnf:
        name: "{{ required_packages }}"
        state: present
      when: required_packages is defined

验证测试结果

# molecule/linux/verify.yml
---
- name: Verify
  hosts: all
  gather_facts: true
  tasks:
    - name: Check required packages are installed
      ansible.builtin.package_facts:
        manager: auto

    - name: Verify python3 is installed
      ansible.builtin.assert:
        that:
          - "'python3' in ansible_facts.packages"
        fail_msg: "Python3 package not found"

    - name: Verify systemd service is running
      ansible.builtin.systemd:
        name: systemd-logind
        state: started
      check_mode: true
      register: systemd_check
      failed_when: false

    - name: Assert systemd is active
      ansible.builtin.assert:
        that:
          - systemd_check is not failed
        fail_msg: "Systemd service not running"

🌐 网络设备测试实战

网络设备清单配置

# molecule/network/inventory.yml
---
all:
  children:
    arista_switches:
      hosts:
        eos-switch-01:
          ansible_host: eos-switch-01
          ansible_network_os: eos
          ansible_user: admin
          ansible_password: admin
          ansible_connection: ansible.netcommon.network_cli
          container_image: ceos:latest
          container_privileged: true
          container_env:
            CEOS: 1
            EOS_PLATFORM: ceoslab
            container: docker
      vars:
        ansible_python_interpreter: "{{ ansible_playbook_python }}"

网络设备验证

# molecule/network/verify.yml
---
- name: Verify network devices
  hosts: arista_switches
  gather_facts: false
  connection: ansible.netcommon.network_cli
  tasks:
    - name: Get EOS version
      arista.eos.eos_command:
        commands:
          - show version
      register: version_output

    - name: Verify EOS version contains expected info
      ansible.builtin.assert:
        that:
          - "'Arista' in version_output.stdout[0]"
        fail_msg: "EOS version check failed"

    - name: Gather EOS facts
      arista.eos.eos_facts:
        gather_subset: min
      register: eos_facts

    - name: Verify system facts
      ansible.builtin.assert:
        that:
          - eos_facts.ansible_facts.ansible_net_version is defined
          - eos_facts.ansible_facts.ansible_net_hostname is defined
        fail_msg: "Required EOS facts not available"

🎯 测试执行与管理

基本测试命令

# 运行完整测试生命周期
molecule test --scenario-name linux

# 仅执行收敛测试
molecule converge --scenario-name linux

# 仅执行验证
molecule verify --scenario-name linux

# 查看测试实例状态
molecule list --scenario-name linux

# 登录到测试实例
molecule login --scenario-name linux

# 清理测试环境
molecule destroy --scenario-name linux

高级测试选项

# 并行测试多个场景
molecule test --parallel

# 生成详细测试报告
molecule test --scenario-name linux --report --command-borders

# 使用特定inventory文件
molecule converge --scenario-name linux --inventory inventory/production.yml

# 调试模式（显示详细输出）
molecule test --scenario-name linux --debug

测试流程示意图

mermaid

📊 测试结果分析

成功测试输出示例

INFO     linux ➜ discovery: scenario test matrix: dependency, create, prepare, converge, idempotence, verify, cleanup, destroy
INFO     linux ➜ dependency: Executing
INFO     linux ➜ create: Executing
INFO     linux ➜ create: Executed: Successful
INFO     linux ➜ prepare: Executing
INFO     linux ➜ prepare: Executed: Successful
INFO     linux ➜ converge: Executing
INFO     linux ➜ idempotence: Executing
INFO     linux ➜ verify: Executing
INFO     linux ➜ cleanup: Executing
INFO     linux ➜ destroy: Executing

SCENARIO RECAP
linux                       : actions=8  successful=8  disabled=0  skipped=0  missing=0  failed=0

常见问题排查

问题类型	症状	解决方案
依赖安装失败	Galaxy collection下载超时	检查网络连接，使用国内镜像源
容器启动失败	Podman权限问题	配置rootless容器或使用sudo
网络连接超时	SSH连接失败	检查防火墙设置，增加超时时间
幂等性检查失败	重复执行产生变化	检查playbook的幂等性设计

🛠️ 最佳实践

1. 项目结构组织

project/
├── molecule/
│   ├── requirements.yml
│   ├── linux/
│   │   ├── molecule.yml
│   │   ├── create.yml
│   │   ├── converge.yml
│   │   ├── verify.yml
│   │   └── destroy.yml
│   └── network/
│       └── .../
├── inventory/
├── group_vars/
├── host_vars/
└── playbooks/

2. 测试场景设计原则

单一职责：每个场景专注于一种测试类型
环境隔离：不同测试环境使用不同场景
可重复性：确保测试结果的一致性和可重复性
快速反馈：优化测试执行时间，提供快速反馈

3. 性能优化技巧

# 在molecule.yml中配置优化选项
ansible:
  cfg:
    defaults:
      forks: 10           # 增加并行执行数
      timeout: 30         # 设置合理的超时时间
      gather_timeout: 10  # 事实收集超时

🔍 高级特性

矩阵测试

# 显示测试矩阵
molecule matrix --scenario-name linux

# 自定义测试序列
molecule test --scenario-name linux --test-sequence create,converge,verify

动态Inventory支持

Molecule支持Ansible所有Inventory类型，包括：

静态Inventory文件
动态Inventory脚本
Inventory插件
构造式Inventory

多驱动程序支持

Molecule支持多种驱动程序：

驱动程序	用途	安装方式
delegated	默认驱动，委托给现有系统	内置
docker	Docker容器	`molecule-plugins[docker]`
podman	Podman容器	`molecule-plugins[podman]`
vagrant	Vagrant虚拟机	`molecule-plugins[vagrant]`

📈 测试覆盖率统计

集成测试覆盖率工具

# 安装覆盖率工具
pip install coverage

# 运行带覆盖率的测试
coverage run -m molecule test --scenario-name linux
coverage report -m
coverage html  # 生成HTML报告

测试质量指标

指标	目标值	说明
测试通过率	100%	所有测试场景都应通过
代码覆盖率	>80%	关键逻辑应有充分测试覆盖
执行时间	<5分钟	单个场景测试时间
资源使用	合理范围	避免测试消耗过多系统资源

🎓 学习路径建议

初学者路径

基础安装 → 掌握Molecule安装和基本配置
简单测试 → 学习单个场景的测试流程
结果分析 → 理解测试输出和问题排查

进阶路径

多场景管理 → 掌握多个测试场景的协调
自定义验证 → 编写复杂的验证逻辑
性能优化 → 优化测试执行效率和资源使用

专家路径

插件开发 → 开发自定义驱动和验证器
CI/CD集成 → 将Molecule集成到自动化流水线
大规模测试 → 管理数百个测试场景的最佳实践

💡 总结与展望

Molecule作为Ansible生态系统中强大的测试框架，为自动化代码的质量保障提供了完整解决方案。通过本教程，你已经掌握了：

✅ Molecule的安装和基本配置
✅ 测试场景的创建和管理
✅ 容器和网络设备测试实战
✅ 测试执行和结果分析
✅ 高级特性和最佳实践

随着Ansible技术的不断发展，Molecule也在持续进化。建议关注以下发展方向：

云原生集成：更好的Kubernetes和云服务测试支持
AI辅助测试：智能测试用例生成和优化
性能监控：集成更详细的性能指标收集
安全测试：增强安全合规性验证能力

开始使用Molecule，让你的Ansible自动化代码更加可靠、可维护！记住，好的测试是高质量自动化的重要保障。🚀

【免费下载链接】molecule Molecule aids in the development and testing of Ansible content: collections, playbooks and roles 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mo/molecule

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考