Ansible 是一个强大的 IT 自动化工具，可以帮助系统管理员和开发人员高效地管理基础设施。它的一个关键特性是能够收集关于目标系统的信息，这些信息被称为“facts”（事实）。Ansible 中的 gather_facts 选项决定了在 playbook 执行期间是否以及如何收集这些信息。
在这个实践实验（Lab）中，你将学习如何在 Ansible playbooks 中配置 gather_facts 选项。你将探索不同的设置，了解何时启用或禁用事实收集，并发现如何使用收集到的事实使你的 playbooks 更加动态和高效。通过完成这个实验，你将能够通过根据你的特定需求控制事实收集过程来优化你的 Ansible 工作流程。
让我们从安装 Ansible 并探索 gather_facts 选项的作用开始。在这一步中，我们将安装 Ansible，创建一个简单的 inventory（清单），并运行一个命令来查看收集了哪些 facts（事实）。
首先，让我们在我们的系统上安装 Ansible：
sudo apt update
sudo apt install -y ansible安装完成后，验证 Ansible 是否已正确安装：
ansible --version你应该看到类似这样的输出：
ansible [core 2.12.x]
config file = /etc/ansible/ansible.cfg
configured module search path = ['/home/labex/.ansible/plugins/modules', '/usr/share/ansible/plugins/modules']
ansible python module location = /usr/lib/python3/dist-packages/ansible
ansible collection location = /home/labex/.ansible/collections:/usr/share/ansible/collections
executable location = /usr/bin/ansible
python version = 3.10.x (default, Aug 14 2022, 00:00:00) [GCC 11.2.0]
jinja version = 3.0.3
libyaml = True现在，让我们创建一个简单的 inventory 文件来使用。inventory 文件定义了 Ansible 将要管理的主机。对于这个实验，我们将创建一个本地 inventory：
mkdir -p ~/project/ansible
cd ~/project/ansible使用编辑器创建一个名为 hosts 的 inventory 文件：
/home/labex/project/ansible 目录hosts[local]
localhost ansible_connection=local这个 inventory 设置了一个名为 local 的组，其中只有一个主机 - localhost。 ansible_connection=local 参数告诉 Ansible 直接在本地机器上执行命令，而无需使用 SSH。
让我们运行一个简单的 Ansible 命令来查看默认情况下收集了哪些 facts（事实）：
cd ~/project/ansible
ansible local -i hosts -m setup上面的命令使用：
local：来自我们 inventory 的组-i hosts：指定我们的 inventory 文件-m setup：运行 setup 模块，该模块收集 facts（事实）你将看到一个大型的 JSON 输出，其中包含有关你系统的详细信息，包括：
这些信息是 Ansible 在启用 gather_facts 时收集的（这是默认行为）。这些 facts（事实）可以在 playbooks 中使用，以便根据目标系统的特征做出决策或自定义任务。
在这一步中，我们将创建一个基本 Ansible playbook，它使用默认的事实收集行为并显示一些收集到的信息。
一个 Ansible playbook 是一个 YAML 文件，其中包含要在受管理主机上执行的任务列表。Playbooks 提供了一种以简单、人类可读的格式定义配置、部署和编排步骤的方法。
让我们创建一个简单的 playbook，它将显示 Ansible 默认收集的一些 facts（事实）：
/home/labex/project/ansible 目录facts_playbook.yml 的新文件---
- name: Show System Facts
hosts: local
## By default, gather_facts is set to 'true'
tasks:
- name: Display operating system
debug:
msg: "Operating System: {{ ansible_distribution }} {{ ansible_distribution_version }}"
- name: Display CPU information
debug:
msg: "CPU: {{ ansible_processor[1] }} with {{ ansible_processor_cores }} cores"
- name: Display memory information
debug:
msg: "Total Memory: {{ ansible_memtotal_mb }} MB"
- name: Display Python version
debug:
msg: "Python version: {{ ansible_python_version }}"这个 playbook：
local 组为目标现在让我们运行 playbook，看看收集到的 facts（事实）是如何运作的：
cd ~/project/ansible
ansible-playbook -i hosts facts_playbook.yml你应该看到类似这样的输出：
PLAY [Show System Facts] *****************************************************
TASK [Gathering Facts] *******************************************************
ok: [localhost]
TASK [Display operating system] **********************************************
ok: [localhost] => {
"msg": "Operating System: Ubuntu 22.04"
}
TASK [Display CPU information] ***********************************************
ok: [localhost] => {
"msg": "CPU: Intel(R) Xeon(R) CPU with 2 cores"
}
TASK [Display memory information] ********************************************
ok: [localhost] => {
"msg": "Total Memory: 3907 MB"
}
TASK [Display Python version] ************************************************
ok: [localhost] => {
"msg": "Python version: 3.10.6"
}
PLAY RECAP *******************************************************************
localhost : ok=5 changed=0 unreachable=0 failed=0 skipped=0 rescued=0 ignored=0注意输出中的第一个任务：TASK [Gathering Facts]。这是 Ansible 在运行我们定义的任何任务之前自动收集 facts（事实），因为 gather_facts 的默认值为 true。
然后，playbook 成功地使用收集到的 facts（事实）显示了关于你系统的信息。每个 fact（事实）都使用带有 ansible_ 前缀的变量来引用。
在这一步中，我们将学习如何禁用事实收集，以在不需要事实的情况下提高 playbook 的性能。
虽然收集事实很有用，但在某些情况下，它会增加不必要的开销：
禁用事实收集可以显著提高 playbook 的执行速度，尤其是在管理多个主机时。
让我们创建一个新的 playbook，它禁用了事实收集：
/home/labex/project/ansible 目录no_facts_playbook.yml 的新文件---
- name: Playbook with Disabled Fact Gathering
hosts: local
gather_facts: false
tasks:
- name: Display current time
command: date
register: current_time
- name: Show the current time
debug:
msg: "Current time is: {{ current_time.stdout }}"
- name: List files in the project directory
command: ls -la ~/project
register: file_list
- name: Show file list
debug:
msg: "Project directory contents:\n{{ file_list.stdout }}"这个 playbook：
gather_facts: false 显式地禁用事实收集register 关键字捕获命令输出debug 模块显示捕获的信息让我们运行 playbook 并观察差异：
cd ~/project/ansible
ansible-playbook -i hosts no_facts_playbook.yml你应该看到类似这样的输出：
PLAY [Playbook with Disabled Fact Gathering] *********************************
TASK [Display current time] **************************************************
changed: [localhost]
TASK [Show the current time] *************************************************
ok: [localhost] => {
"msg": "Current time is: Wed May 17 15:30:45 UTC 2023"
}
TASK [List files in the project directory] ***********************************
changed: [localhost]
TASK [Show file list] ********************************************************
ok: [localhost] => {
"msg": "Project directory contents:\ntotal 20\ndrwxr-xr-x 3 labex labex 4096 May 17 15:25 .\ndrwxr-xr-x 4 labex labex 4096 May 17 15:20 ..\ndrwxr-xr-x 2 labex labex 4096 May 17 15:25 ansible\n"
}
PLAY RECAP *******************************************************************
localhost : ok=4 changed=2 unreachable=0 failed=0 skipped=0 rescued=0 ignored=0注意，这次输出中没有 Gathering Facts 任务。Playbook 直接从我们定义的第一个任务开始。
为了查看性能差异，让我们创建一个简单的计时脚本：
/home/labex/project/ansible 目录compare_timing.sh 的新文件#!/bin/bash
echo "Running playbook with fact gathering enabled..."
time ansible-playbook -i hosts facts_playbook.yml > /dev/null
echo -e "\nRunning playbook with fact gathering disabled..."
time ansible-playbook -i hosts no_facts_playbook.yml > /dev/nullchmod +x compare_timing.sh./compare_timing.sh你应该看到输出显示禁用事实收集的 playbook 运行速度比启用事实收集的 playbook 快。在我们的简单示例中，差异可能很小，但在多个远程主机上运行复杂的 playbooks 时，差异可能很大。
在某些情况下，你可能只需要特定的 facts（事实），而不是所有系统信息。Ansible 允许选择性事实收集，以优化性能，同时仍然收集你需要的信息。
Ansible 将 facts（事实）组织成子集，例如：
all：所有 facts（默认）min / minimal：一组最少的 factshardware：CPU、内存和设备信息network：网络接口和路由信息virtual：虚拟化详细信息ohai：来自 Ohai 的 facts（如果可用）facter：来自 Facter 的 facts（如果可用）通过仅选择你需要的事实，你可以提高 playbook 的性能，同时仍然可以访问必要的信息。
让我们创建一个 playbook，它仅收集与硬件相关的事实：
/home/labex/project/ansible 目录selective_facts_playbook.yml 的新文件---
- name: Selective Fact Gathering
hosts: local
gather_facts: true
gather_subset:
- "!all" ## Exclude all facts by default
- "hardware" ## Then include only hardware facts
tasks:
- name: Display CPU information
debug:
msg: "CPU: {{ ansible_processor[1] }} with {{ ansible_processor_cores }} cores"
- name: Display memory information
debug:
msg: "Total Memory: {{ ansible_memtotal_mb }} MB"
- name: Try to access network facts (should fail)
debug:
msg: "Default IPv4 Address: {{ ansible_default_ipv4.address }}"
ignore_errors: true这个 playbook：
gather_facts: true 启用事实收集gather_subset 来限制收集哪些 facts（事实）!all 排除所有 factshardware 包含硬件 facts让我们运行 playbook，看看选择性事实收集是如何运作的：
cd ~/project/ansible
ansible-playbook -i hosts selective_facts_playbook.yml你应该看到类似这样的输出：
PLAY [Selective Fact Gathering] **********************************************
TASK [Gathering Facts] *******************************************************
ok: [localhost]
TASK [Display CPU information] ***********************************************
ok: [localhost] => {
"msg": "CPU: Intel(R) Xeon(R) CPU with 2 cores"
}
TASK [Display memory information] ********************************************
ok: [localhost] => {
"msg": "Total Memory: 3907 MB"
}
TASK [Try to access network facts (should fail)] *****************************
fatal: [localhost]: FAILED! => {"msg": "The task includes an option with an undefined variable. The error was: 'dict object' has no attribute 'address'..."}
...ignoring
PLAY RECAP *******************************************************************
localhost : ok=4 changed=0 unreachable=0 failed=0 skipped=0 rescued=0 ignored=1注意，前两个任务成功了，因为它们访问了已收集的硬件 facts，但第三个任务失败了，因为没有收集网络 facts。我们使用了 ignore_errors: true 来在发生此错误的情况下继续 playbook 的执行。
现在，让我们创建一个 playbook，它收集硬件和网络 facts：
multiple_subsets_playbook.yml 的新文件---
- name: Multiple Fact Subsets
hosts: local
gather_facts: true
gather_subset:
- "!all" ## Exclude all facts by default
- "hardware" ## Include hardware facts
- "network" ## Include network facts
tasks:
- name: Display CPU information
debug:
msg: "CPU: {{ ansible_processor[1] }} with {{ ansible_processor_cores }} cores"
- name: Display memory information
debug:
msg: "Total Memory: {{ ansible_memtotal_mb }} MB"
- name: Display network information
debug:
msg: "Default IPv4 Address: {{ ansible_default_ipv4.address }}"运行此 playbook：
ansible-playbook -i hosts multiple_subsets_playbook.yml这次，所有任务都应该成功，因为我们已经收集了硬件和网络 facts。
使用已收集的事实最强大的功能之一是在你的 playbooks 中实现条件逻辑。在这一步中，我们将创建一个 playbook，它使用 facts（事实）来决定运行哪些任务。
Ansible 允许你使用 when 关键字，根据变量、facts（事实）或任务结果有条件地执行任务。这使你能够创建更具动态性和适应性的 playbooks。
让我们创建一个 playbook，它根据操作系统执行不同的操作：
/home/labex/project/ansible 目录conditional_facts_playbook.yml 的新文件---
- name: Conditional Tasks Based on Facts
hosts: local
gather_facts: true
tasks:
- name: Display OS information
debug:
msg: "Running on {{ ansible_distribution }} {{ ansible_distribution_version }}"
- name: Task for Ubuntu systems
debug:
msg: "This is an Ubuntu system. Would run apt commands here."
when: ansible_distribution == "Ubuntu"
- name: Task for CentOS systems
debug:
msg: "This is a CentOS system. Would run yum commands here."
when: ansible_distribution == "CentOS"
- name: Task for systems with at least 2GB RAM
debug:
msg: "This system has {{ ansible_memtotal_mb }} MB RAM, which is sufficient for our application."
when: ansible_memtotal_mb >= 2048
- name: Task for systems with less than 2GB RAM
debug:
msg: "This system has only {{ ansible_memtotal_mb }} MB RAM, which may not be sufficient."
when: ansible_memtotal_mb < 2048这个 playbook：
让我们运行 playbook，看看条件任务是如何运作的：
cd ~/project/ansible
ansible-playbook -i hosts conditional_facts_playbook.yml由于我们正在 Ubuntu 上运行，你应该看到类似这样的输出：
PLAY [Conditional Tasks Based on Facts] **************************************
TASK [Gathering Facts] *******************************************************
ok: [localhost]
TASK [Display OS information] ************************************************
ok: [localhost] => {
"msg": "Running on Ubuntu 22.04"
}
TASK [Task for Ubuntu systems] ***********************************************
ok: [localhost] => {
"msg": "This is an Ubuntu system. Would run apt commands here."
}
TASK [Task for CentOS systems] ***********************************************
skipping: [localhost]
TASK [Task for systems with at least 2GB RAM] ********************************
ok: [localhost] => {
"msg": "This system has 3907 MB RAM, which is sufficient for our application."
}
TASK [Task for systems with less than 2GB RAM] *******************************
skipping: [localhost]
PLAY RECAP *******************************************************************
localhost : ok=4 changed=0 unreachable=0 failed=0 skipped=2 rescued=0 ignored=0注意，一些任务是如何执行的，而另一些任务是根据条件跳过的。CentOS 任务被跳过，因为我们正在 Ubuntu 上运行，并且“小于 2GB RAM”任务被跳过，因为我们的系统有超过 2GB RAM。
现在，让我们创建一个更实用的例子，可以在真实环境中使用的例子：
practical_conditional_playbook.yml 的新文件---
- name: Practical Conditional Playbook
hosts: local
gather_facts: true
vars:
app_dir: "/home/labex/project/app"
tasks:
- name: Create application directory
file:
path: "{{ app_dir }}"
state: directory
mode: "0755"
- name: Configure for production environment
copy:
dest: "{{ app_dir }}/config.yml"
content: |
environment: production
memory_limit: high
debug: false
when: ansible_memtotal_mb >= 4096
- name: Configure for development environment
copy:
dest: "{{ app_dir }}/config.yml"
content: |
environment: development
memory_limit: low
debug: true
when: ansible_memtotal_mb < 4096
- name: Display configuration
command: cat {{ app_dir }}/config.yml
register: config_content
- name: Show configuration
debug:
msg: "{{ config_content.stdout_lines }}"这个 playbook：
运行实用的 playbook：
ansible-playbook -i hosts practical_conditional_playbook.yml此示例演示了如何使用已收集的 facts（事实）根据系统特性自动调整配置。
在这个实验中，你已经学会了如何在 Ansible playbooks 中有效地配置和使用 gather_facts 选项。以下是你已经完成的工作的总结：
基本事实收集：你已经安装了 Ansible，并探索了默认的事实收集行为，看到了 Ansible 收集的各种系统信息。
禁用事实收集：你已经学会了如何禁用事实收集，以在不需要 facts（事实）时提高 playbook 的性能。
选择性事实收集：你已经发现了如何仅收集特定子集的 facts（事实），以在性能和拥有必要信息之间取得平衡。
条件任务：你已经在你的 playbooks 中实现了基于已收集 facts（事实）的条件逻辑，从而允许根据系统特性进行动态行为。
实际应用：你已经创建了实际的例子，演示了如何在实际场景中使用已收集的 facts（事实）。
通过掌握 gather_facts 选项，你可以优化你的 Ansible playbooks，以获得更好的性能，同时仍然可以访问你需要的系统信息。这些知识将帮助你创建更有效、更灵活、更强大的自动化工作流程。
一些需要记住的最佳实践：
有了这些技能，你已经为你的基础设施管理需求创建更复杂和更有效的 Ansible 自动化做好了充分准备。
