24、Ansible网络自动化：从模块发现到条件语句应用

最新推荐文章于 2025-09-21 12:20:21 发布

html8

最新推荐文章于 2025-09-21 12:20:21 发布

阅读量71

点赞数

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： Ansible自动化实战精要文章标签： Ansible 网络自动化模块查找

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/html8/article/details/151346580

Ansible自动化实战精要专栏收录该内容

28 篇文章 ¥499.90

订阅专栏¥69.90

会员秒杀 ¥9.9 重磅福利

超级会员免费看

Ansible网络自动化：从模块发现到条件语句应用

1. 网络自动化基础与模块查找

在网络自动化领域，Ansible是一个强大的工具，它支持多种网络设备，包括使用Cumulus Linux操作系统的白盒交换机。使用Cumulus Linux的白盒交换机，可通过标准SSH协议连接，还能使用内置的setup模块收集设备信息。例如，成功执行操作后，能获取关于Cumulus VX虚拟交换机端口接口的详细信息，部分输出如下：

vx01.example.com | SUCCESS => {
    "ansible_facts": {
        "ansible_swp1": {
            "active": false,
            "device": "swp1",
            "features": {
                "esp_hw_offload": "off [fixed]",
                "esp_tx_csum_hw_offload": "off [fixed]",
                "fcoe_mtu": "off [fixed]",
                "generic_receive_offload": "on",
                "generic_segmentation_offload": "on",
                "highdma": "off [fixed]",
...

要发现适合自动化任务的Ansible网络模块，可按以下步骤操作：
1. 确定设备类型 ：访问 Ansible设备类型页面，查找Ansible支持的不同设备类型及其指定名称。以Cisco IOS为例。
2. 查找模块 ：在 Ansible网络模块列表页面，搜索所需交换机系列的类别，查看可用模块。

目前，Ansible在20多个不同的网络平台上有数千个模块，且每个版本都会新增大量模块。以下是一些Cisco IOS模块示例：
| 模块名称 | 功能描述 |
| ---- | ---- |
| ios_banner | 用于调整和修改登录横幅（即很多系统中的motd） |
| ios_bgp | 配置BGP路由 |
| ios_command | 类似于Ansible的command模块，可执行多种命令，但建议优先使用特定模块 |
| ios_config | 可对设备配置文件进行几乎任何更改，使用时建议优先使用特定模块，且不使用缩写命令时才能保证幂等性 |
| ios_vlan | 配置VLAN |

如果使用Cumulus Linux交换机，只有一个模块nclu，因为Cumulus Linux的所有配置工作都由该命令处理。若需自定义Linux操作系统的其他方面，可使用常规方法，如template或copy模块。

2. 连接到网络设备

Ansible网络连接有一些特殊要求，需要进行特定配置。假设我们有一个Cisco IOS系统，可按以下步骤配置Ansible以管理IOS设备：
1. 创建库存文件 ：创建包含设备信息的库存文件，例如：

[routers]
n1.example.com
n2.example.com
[cumulusvx]
vx01.example.com

设置连接变量 ：在playbook的group_vars子目录中创建group_vars/routers.yml文件，内容如下：

---
ansible_connection: network_cli
ansible_network_os: ios
ansible_become: True
ansible_become_method: enable

这些特殊的Ansible变量作用如下：
- ansible_connection ：决定Ansible连接设备的方式，选择network_cli表示通过SSH模式连接到CLI。
- ansible_network_os ：让Ansible了解要使用的设备家族，选择ios表示期望是Cisco IOS设备。
- ansible_become ：决定是否在设备上执行权限提升，设置为True表示执行权限提升。
- ansible_become_method ：指定权限提升的方式，对于Cisco IOS，需设置为enable。

为验证连接是否正常，可运行以下简单的playbook（ios_facts.yaml）：

---
- name: Play to return facts from a Cisco IOS device
  hosts: routers
  gather_facts: False
  tasks:
    - name: Gather IOS facts
      ios_facts:
        gather_subset: all

使用以下命令运行：

$ ansible-playbook -i hosts ios_facts.yml --ask-pass

若成功返回结果，说明配置正确，Ansible已获得管理IOS设备的必要授权。

若要连接Cumulus VX设备，可创建group_vars/cumulusvx.yml文件，内容如下：

---
ansible_user: cumulus
become: false

对应的playbook（cumulusvx_facts.yml）如下：

---
- name: Simply play to gather Cumulus VX switch facts
  hosts: cumulusvx
  gather_facts: no
  tasks:
    - name: Gather facts
      setup:
        gather_subset: all

使用以下命令运行：

$ ansible-playbook -i hosts cumulusvx_facts.yml --ask-pass

若成功，将看到类似以下的输出：

SSH password:
PLAY [Simply play to gather Cumulus VX switch facts]
***************************************************************************
*********************
TASK [Gather facts]
***************************************************************************
*********************
ok: [vx01.example.com]
PLAY RECAP
***************************************************************************
*********************
vx01.example.com : ok=1 changed=0 unreachable=0 failed=0 skipped=0
rescued=0 ignored=0

3. 设置网络设备的环境变量

网络系统通常复杂多样，Ansible有大量变量可帮助调整以适应不同环境。假设存在两个不同的网络（计算网络和网络设备网络），它们无法直接通信，需通过堡垒主机连接，且目标交换机需要代理才能访问互联网。

为连接数据库网络中的IOS路由器，需创建新的设备组，并设置相应的环境变量。具体步骤如下：
1. 更新库存文件 ：

[bastion_routers]
n1.example.com
n2.example.com
[bastion_cumulusvx]
vx01.example.com

创建组变量文件 ：
- 对于Cisco IOS设备，创建group_vars/bastion_routers.yaml文件，内容如下：

---
ansible_connection: network_cli
ansible_network_os: ios
ansible_become: True
ansible_become_method: enable
ansible_ssh_common_args: '-o ProxyCommand="ssh -W %h:%p -q bastion.example.com"'
proxy_env:
    http_proxy: http://proxy.example.com:8080

- 对于Cumulus VX设备，创建group_vars/bastion_cumulusvx.yml文件，内容如下：

---
ansible_user: cumulus
ansible_become: false
ansible_ssh_common_args: '-o ProxyCommand="ssh -W %h:%p -q bastion.example.com"'
proxy_env:
    http_proxy: http://proxy.example.com:8080

新增的两个选项作用如下：
- ansible_ssh_common_args ：可向SSH连接添加额外选项，如设置ProxyCommand以通过堡垒主机安全连接目标主机。
- http_proxy ：在网络隔离较强的环境中，设备需通过代理才能访问互联网时使用。

假设已设置无密码（如基于SSH密钥）访问堡垒主机，可运行以下命令对Cumulus VX主机执行Ansible ping测试：

$ ansible -i hosts -m ping -u cumulus --ask-pass bastion_cumulusvx

若成功，将看到类似以下输出：

SSH password:
vx01.example.com | SUCCESS => {
    "ansible_facts": {
        "discovered_interpreter_python": "/usr/bin/python"
    },
    "changed": false,
    "ping": "pong"
}

4. 网络设备的条件语句应用

虽然Ansible没有特定的网络条件语句，但在网络相关的Ansible使用中，条件语句很常见。在网络中，启用和禁用端口是常见操作，为使数据通过电缆传输，电缆两端的端口都应启用并处于“连接”状态。

以下是两个不同设备的条件语句应用示例：
- Arista Networks EOS设备 ：假设我们对两个Arista Networks EOS设备的端口设置了ON状态，需要等待连接建立后再继续操作。可在playbook中添加以下任务：

- name: Wait for interface to be enabled
  eos_command:
      commands:
          - show interface Ethernet4 | json
      wait_for:
          - "result[0].interfaces.Ethernet4.interfaceStatus eq connected"

eos_command 模块可向Arista Networks EOS设备发出自由格式的命令， wait_for 选项可指定条件，Ansible会重复执行任务直到条件满足。由于命令输出被重定向到json工具，输出为JSON格式，可使用Ansible处理JSON数据的能力遍历其结构。

Cumulus VX设备 ：可查询交换机收集的事实，判断端口swp2是否启用。若未启用，则启用它；若已启用，则跳过该命令。以下是一个简单的playbook示例：

---
- name: Simple play to demonstrate conditional on Cumulus Linux
  hosts: cumulusvx
  tasks:
    - name: Enable swp2 if it is disabled
      nclu:
        commands:
          - add int swp2
        commit: yes
      when: ansible_swp2.active == false

注意任务中 when 子句的使用，只有当swp2未激活时才会执行配置指令。首次在未配置的Cumulus Linux交换机上运行此playbook时，输出可能如下：

PLAY [Simple play to demonstrate conditional on Cumulus Linux]
***************************************************************
TASK [Gathering Facts]
***************************************************************
ok: [vx01.example.com]
TASK [Enable swp2 if it is disabled]
***************************************************************
changed: [vx01.example.com]
PLAY RECAP
***************************************************************
vx01.example.com : ok=2 changed=1 unreachable=0 failed=0 skipped=0
rescued=0 ignored=0

再次运行时，由于Ansible事实显示端口swp2已启用，任务将被跳过，输出如下：

PLAY [Simple play to demonstrate conditional on Cumulus Linux]
***************************************************************
TASK [Gathering Facts]
***************************************************************
ok: [vx01.example.com]
TASK [Enable swp2 if it is disabled]
***************************************************************
skipping: [vx01.example.com]
PLAY RECAP
***************************************************************
vx01.example.com : ok=1 changed=0 unreachable=0 failed=0 skipped=1
rescued=0 ignored=0

综上所述，Ansible可有效自动化和配置各种网络设备，通过掌握模块查找、设备连接、环境变量设置和条件语句应用等技能，能更高效地管理网络配置。

5. 总结与展望

Ansible在网络自动化领域展现出了强大的功能和广泛的适用性。它支持多种网络设备，无论是像基于Cisco IOS的专有硬件，还是运行Cumulus Linux等操作系统的白盒交换机，都能通过Ansible实现快速、安全的配置更改。借助Ansible的playbooks，我们甚至可以在替换网络中的整个设备时，确保新设备能正确配置。

在本章中，我们深入探讨了网络自动化管理的多个方面：
- 模块查找 ：通过Ansible官方文档，我们可以轻松找到适用于不同网络设备的模块，为自动化任务提供了丰富的工具。
- 设备连接 ：通过设置特殊的Ansible变量，我们能够顺利连接到各种网络设备，并验证连接的正确性。
- 环境变量设置 ：针对复杂的网络环境，我们可以通过设置环境变量，实现跨网络的设备管理，如通过堡垒主机连接隔离网络中的设备。
- 条件语句应用 ：在网络操作中，条件语句的使用可以确保任务在满足特定条件时执行，提高了自动化的灵活性和可靠性。

6. 常见问题解答

为了帮助大家更好地理解和应用Ansible进行网络自动化，以下是一些常见问题的解答：
| 问题 | 答案 |
| ---- | ---- |
| Ansible连接网络设备的主要连接类型有哪些？ | Ansible主要使用netconf、network_cli、local、httpapi等连接类型，其中local已被弃用。 |
| ansible_network_os 变量的作用是什么？ | 该变量用于让Ansible了解要使用的设备家族，例如选择ios表示期望是Cisco IOS设备。 |
| 连接到单独网络中的IOS路由器需要做什么？ | 需要为该主机指定特殊的连接变量，通常作为库存组变量进行设置。 |

7. 未来发展趋势

随着网络技术的不断发展，网络自动化的需求也在不断增加。Ansible作为一款强大的自动化工具，未来可能会在以下几个方面得到进一步发展：
- 更多设备支持 ：随着新的网络设备和技术的出现，Ansible可能会支持更多类型的网络设备，为用户提供更广泛的选择。
- 集成更多功能 ：Ansible可能会与其他网络管理工具和平台进行更深入的集成，实现更全面的网络自动化管理。
- 智能化自动化 ：借助人工智能和机器学习技术，Ansible可能会实现更智能化的自动化任务，例如自动识别网络故障并进行修复。

8. 流程图总结

以下是一个mermaid格式的流程图，总结了使用Ansible进行网络自动化的主要步骤：

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px;
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    classDef decision fill:#FFF6CC,stroke:#FFBC52,stroke-width:2px;

    A([开始]):::startend --> B(确定网络设备类型):::process
    B --> C(查找适用的Ansible模块):::process
    C --> D(配置设备连接信息):::process
    D --> E{是否需要设置环境变量?}:::decision
    E -->|是| F(设置环境变量):::process
    E -->|否| G(编写Ansible playbook):::process
    F --> G
    G --> H{是否需要使用条件语句?}:::decision
    H -->|是| I(应用条件语句):::process
    H -->|否| J(运行Ansible playbook):::process
    I --> J
    J --> K([结束]):::startend

通过这个流程图，我们可以清晰地看到使用Ansible进行网络自动化的主要步骤，从确定设备类型到最终运行playbook，每个步骤都紧密相连，为网络自动化提供了一个清晰的操作指南。

总之，Ansible为网络自动化提供了一个强大而灵活的解决方案。通过不断学习和实践，我们可以充分发挥Ansible的优势，实现更高效、更智能的网络管理。希望本文能对大家有所帮助，让我们一起迎接网络自动化的未来！