Расширяем функционал Ansible с помощью модулей

Под капотом сервиса d2c.io мы активно используем Ansible – от создания виртуальных машин в облаках провайдеров и установки необходимого программного обеспечения, до управления Docker-контейнерами с приложениями клиентов.

В статье о раширении функциональности Ansible мы частично рассмотрели, чем отличаются плагины от модулей. Если вкратце, основное различие в том, что первые выполняются на локальной машине, где установлен Ansible, а вторые — на целевых.

Основная задача плагинов – влиять на ход выполнения плейбука, добавлять новые возможности загрузки и обработки данных. Задача же модулей – расширять перечень систем и сервисов, которыми Ansible может управлять. Например, создать сервер на площадке Vultr – модуль vultr, создать пользователя в самодельной системе авторизации для офисной WiFi сети – модуль mywifiauth_user.

Константин Суворов
Ansible ninja

Принцип работы модулей

Модуль – это небольшая программа, которая:

  • исполняется на целевом хосте
  • может принимать на вход параметры (через файл параметров)
  • выдает отчёт о своей работе на стандартный вывод в JSON формате

Процесс исполнения модуля выглядит так:

  • Из очереди исполнения Ansible берет следующую задачу. Определяет название модуля, который нужно использовать.
  • Если существует одноименный action-плагин, выполняет его (см. статью о плагинах ч.1).
    Плагин может выполнить подготовительную работу. Например, заранее скопирует на целевой хост файлы с машины управления.
  • Подготавливает файл параметров для модуля
  • В зависимости от типа модуля:
    • для модулей, которые не используют «Ansible Framework»: копирует файл параметров и исполняемый файл модуля на целевой хост.
    • для модулей на основе AnsibleModule: формирует и доставляет на целевой хост самораспаковывающийся Python-файл, содержащий все необходимые вспомогательные классы Ansible, файл параметров и файл самого модуля. Такой «пакет» необходим для работы режима pipelining (см. статью про ускорение Ansible).
  • Запускает на удаленном хосте модуль или «пакет».
  • Модуль выполняет полезную работу.
  • Ansible получает результат работы модуля в виде JSON-объекта со стандартного вывода.

Чаще всего целевыми хостами являются удаленные машины, серверы и устройства: например, модуль user управляет пользователями именно на том хосте, на котором запускается. Некоторые модули, наоборот, чаще запускаются на локальном хосте, используя connection: locallocal_action или delegate_to: localhost. Яркий пример тому модули управления облачными ресурсами, такие как ec2. Они требуют настройки учётных данных, которые чаще всего доступны именно на машине управления. Модуль wait_for для ожидания открытия TCP-портов тоже часто запускается на локальной машине. Он используется, например, для ожидания пока удаленный сервер перезагрузится и SSH-подключение станет доступно.

Простейший модуль

Модули можно создавать на любом языке. Начиная с Ansible 2.2 модули могут быть бинарными исполняемыми файлами. Сделаем простейший модуль на bash:

#!/bin/bash

echo '{"changed":false,"date":"'$(date)'"}'

Сохраните данный код в файл ./library/bash_mod.sh и проверьте:

$ ansible localhost -m bash_mod
localhost | SUCCESS => {
    "changed": false,
    "date": "среда, 6 сентября 2017 г. 17:00:32 (MSK)"
}

Ansible получает сведения о результатах работы модулей с их стандартного вывода. Весь вывод должен быть правильным JSON-объектом (поэтому нельзя отлаживать модули с помощью операторов print). В зависимости от значения служебных свойств Ansible может принимать разные решения. Одно из таких свойств: changed. Например, можете изменить в bash_mod его значение с false на true и увидеть, что Ansible теперь считает, что ваш модуль что-то изменил на целевом хосте, вывод стал желтого цвета.

Входные параметры

Есть несколько способов получать входные параметры для модуля:

  • Через файл с парами key=value, разделенных пробелами. Используется для модулей на интерпретируемых языках. Путь к файлу с параметрами передается модулю в качестве единственного параметра командной строки. Например, для нашего модуля на bash.
  • Через файл с JSON-объектом. Используется для бинарных модулей, модулей на основе AnsibleModule и модулей на интерпретируемых языках, в теле которых есть слово WANT_JSON. Например, в наш модуль на bash можно добавить комментарий # WANT_JSON.
  • Через иньекцию JSON-объекта в файл. Используется для модулей на интерпретируемых языках, в теле которых есть маркер <<INCLUDE_ANSIBLE_MODULE_JSON_ARGS>>. Перед отправкой модуля на целевой хост эта строка будет замена на JSON-объект с параметрами.

Если вы создаете модуль на основе AnsibleModule, то заботиться о том, как передаются параметры необходимости нет – всю подкапотную работу сделает базовый класс.

Класс AnsibleModule

Для упрощения разработки пользовательских модулей в Ansible есть класс AnsibleModule. Он берет на себя обработку параметров, проверку их типов и допустимых значений, а также предоставляет набор вспомогательных методов работы с файлами, контрольными суммами и прочим.

В качестве базового примера посмотрим на код модуля ping:

from ansible.module_utils.basic import AnsibleModule

def main():
    module = AnsibleModule(
        argument_spec=dict(
            data=dict(required=False, default=None),
        ),
        supports_check_mode=True
    )
    result = dict(ping='pong')
    if module.params['data']:
        if module.params['data'] == 'crash':
            raise Exception("boom")
        result['ping'] = module.params['data']
    module.exit_json(**result)

if __name__ == '__main__':
    main()

Описывается модуль, у которого единственный допустимый, но необязательный, параметр data. Он поддерживает режим проверки, ключ --check при запуске Ansible. В результате возвращает pong или значение параметра data. Если передать crash в качестве данных, модуль «упадет» с ошибкой.

Для более сложных примеров можно обратиться к коду других модулей. В этом плане удобно, что Ansible – проект с открытым исходным кодом.

Пример модуля

Один из удобных случаев для написания модуля – обертка для shell-команд. Если какую-то операцию на целевом хосте вы можете сделать через командную строку с использованием модулей shell/command, но при этом вам её нужно использовать часто в разных плейбуках и вы хотите сделать код красивым и читабельным. Я разберу немного мифический, но от этого не менее рабочий, пример с настройкой уровня громкости в операционной системе:

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-

DOCUMENTATION = '''
---
module: osx_volume
short_description: Set OS X volume level
description:
   - Set OS X volume level or mute flag
options:
    level:
        description:
            - Volume level to be applied
        aliases:
            - volume
        required: false
    muted:
        description:
            - Set mute on/off
        required: false
author:
    - Konstantin Suvorov
'''

EXAMPLES = '''
- name: Set volume to 25
  osx_volume:
    level: 25
- name: Mute
  osx_volume:
    muted: yes
'''

from ansible.module_utils.basic import AnsibleModule
from subprocess import call, check_output

def get_volume():
    level = check_output(['osascript','-e','output volume of (get volume settings)']).strip()
    muted = check_output(['osascript','-e','output muted of (get volume settings)']).strip()
    muted = (muted.lower() == "true")
    return (int(level), muted)

def set_volume(level=None, muted=None):
    if level is not None:
        call(['osascript','-e','set volume output volume {}'.format(level)])
    if muted is not None:
        mute_str = 'true' if muted else 'false'
        call(['osascript','-e','set volume output muted {}'.format(mute_str)])
    return get_volume()

def main():
    module = AnsibleModule(
        argument_spec=dict(
            level=dict(type='int', required=False, default=None, aliases=['volume']),
            muted=dict(type='bool', required=False, default=None)
        ),
        supports_check_mode=True
    )
    req_level = module.params['level']
    req_muted = module.params['muted']

    l, m = get_volume()
    result = dict(level=(req_level if req_level is not None else l),
                  muted=(req_muted if req_muted is not None else m),
                  changed=False)

    if req_level is not None and l != req_level:
        result['changed'] = True
    elif req_muted is not None and m != req_muted:
        result['changed'] = True

    if module.check_mode or not result['changed']:
        module.exit_json(**result)

    new_l, new_m = set_volume(level=req_level, muted=req_muted)

    if req_level is not None and new_l != req_level:
        module.fail_json(msg="Failed to set requested volume level {} (actual {})!".format(req_level, new_l))
    if req_muted is not None and new_m != req_muted:
        module.fail_json(msg="Failed to set requested mute flag {} (actual {})!".format(req_muted, new_m))

    module.exit_json(**result)

if __name__ == '__main__':
    main()

Я не буду подробно разбирать код модуля – можете посмотреть его самостоятельно. Модуль настраивает уровень громкости, управляет режимом mute в MacOS. Поддерживает режим проверки (dry-run). Он выведет статус changed=true, если значения должны поменяться. Модуль идемпотентен, и если применить его два раза с одинаковыми параметрами, он ничего не будет делать и выведет статус changed=false.

Отладка модулей

Вариант без какой-либо подготовительной работы – запустить Ansible с включенной настройкой ANSIBLE_KEEP_REMOTE_FILES=1 и уровнем протоколирования -vvv. В этом случае Ansible не будет удалять сгенерированные файлы модуля и параметров, а оставит их во временной папке на целевом хосте. Расширенный уровень протоколирования позволит увидеть путь каталога, в котором лежат файлы.

Заходим на целевой хост по SSH, переходим в нужную папку, например, cd /tmp/ansible-tmp-1488291604.43-129413612218427. Теперь можем локально запускать, изменять и отлаживать наш модуль. Если модуль написан на основе AnsibleModule, то его можно запустить с отладочными командами:

  • explode – распаковать «архив» в папку для дальнейшей модификации
  • execute – запуск модуля из полученной на предыдущем шаге папки

К примеру, если мы отлаживаем таким образом модуль ping, то:

  • ./ping.py – запустить модуль из «пакета»
  • ./ping.py explode – распакует модуль и параметры в папку debug_dir
  • ./ping.py execute – запустить модуль из папкуи debug_dir (со всеми изменениями, которые мы там сделаем)

Другой вариант – использование утилиты test-module. Она позволяет выполнять подготовку файла с параметрами и «упаковку» модуля аналогично тому, как это делает Ansible в реальной работе. Этот вариант позволяет тестировать модули локально и гораздо быстрее, чем через Ansible; проще подключить отладчик.

Распространение модулей

Чтобы Ansible «увидел» модуль – он должен находиться на локальной машине в путях поиска модулей. По умолчанию это каталог ./library рядом с плейбуком, но эту настройку можно изменить в конфигурационном файле или через переменные окружения.

Если вы используете роли, внутри роли также может быть папка library с вашим модулем, например, ./roles/myrole/library/mymodule.py. В таком случае, если в плейбуке была применена роль myrole, то и mymodule станет доступен. Роль даже может быть пустой, без файла tasks/main.yml.

Документирование модулей

Модули полезно документировать! Если документация внутри модулей на Python описана в переменных DOCUMENTATION и EXAMPLES в соответствии с определенным форматом (см. пример выше), то информацию о вашем модуле можно будет удобно просматривать при помощи утилиты ansible-docиз стандартного пакета Ansible.

Помимо справочной информации о модуле эта утилита может генерировать «сниппеты» для вставки в код плейбуков, например:

$ ansible-doc -s postgresql_db
- name: Add or remove PostgreSQL databases from a remote host.
  action: postgresql_db
      encoding               # Encoding of the database
      lc_collate             # Collation order (LC_COLLATE) to use in the data
      lc_ctype               # Character classification (LC_CTYPE) to use in t
      login_host             # Host running the database
      login_password         # The password used to authenticate with
      login_unix_socket      # Path to a Unix domain socket for local connecti
      login_user             # The username used to authenticate with
      name=                  # name of the database to add or remove
      owner                  # Name of the role to set as owner of the databas
      port                   # Database port to connect to.
      ssl_mode               # Determines whether or with what priority a secu
      ssl_rootcert           # Specifies the name of a file containing SSL cer
      state                  # The database state
      template               # Template used to create the database

Что ж, пора завершать статью о модулях. Учитывая предыдущие статьи вы теперь можете расширять функционал Ansible во всех направлениях! Stay tuned!