Ansible简介
Ansible是由Python开发的一个运维工具,因为工作需要接触到Ansible,经常会集成一些东西到Ansible,所以对Ansible的了解越来越多。 那Ansible到底是什么呢?在我的理解中,原来需要登录到服务器上,然后执行一堆命令才能完成一些操作。而Ansible就是来代替我们去执行那些命令。并且可以通过Ansible控制多台机器,在机器上进行任务的编排和执行,在Ansible中称为playbook。 那Ansible是如何做到的呢?简单点说,就是Ansible将我们要执行的命令生成一个脚本,然后通过sftp将脚本上传到要执行命令的服务器上,然后在通过ssh协议,执行这个脚本并将执行结果返回。 那Ansible具体是怎么做到的呢?下面从模块和插件来看一下Ansible是如何完成一个模块的执行 PS:下面的分析都是在对Ansible有一些具体使用经验之后,通过阅读源代码进一步得出的执行结论,所以希望在看本文时,是建立在对Ansible有一定了解的基础上,最起码对于Ansible的一些概念有了解,例如inventory,module,playbooks等
Ansible模块
模块是Ansible执行的最小单位,可以是由Python编写,也可以是Shell编写,也可以是由其他语言编写。模块中定义了具体的操作步骤以及实际使用过程中所需要的参数 执行的脚本就是根据模块生成一个可执行的脚本。 那Ansible是怎么样将这个脚本上传到服务器上,然后执行获取结果的呢?
Ansible插件
connection插件
连接插件,根据指定的ssh参数连接指定的服务器,并切提供实际执行命令的接口
shell插件
命令插件,根据sh类型,来生成用于connection时要执行的命令
strategy插件
执行策略插件,默认情况下是线性插件,就是一个任务接着一个任务的向下执行,此插件将任务丢到执行器去执行。
action插件
动作插件,实质就是任务模块的所有动作,如果ansible的模块没有特别编写的action插件,默认情况下是normal或者async(这两个根据模块是否async来选择),normal和async中定义的就是模块的执行步骤。例如,本地创建临时文件,上传临时文件,执行脚本,删除脚本等等,如果想在所有的模块中增加一些特殊步骤,可以通过增加action插件的方式来扩展。
Ansible执行模块流程
- ansible命令实质是通过ansible/cli/adhoc.py来运行,同时会收集参数信息
- 设置Play信息,然后通过TaskQueueManager进行run,
- TaskQueueManager需要Inventory(节点仓库),variable_manager(收集变量),options(命令行中指定的参数),stdout_callback(回调函数)
- 在task_queue_manager.py中找到run中
- 初始化时会设置队列
- 会根据options,,variable_manager,passwords等信息设置成一个PlayContext信息(playbooks/playcontext.py)
- 设置插件(plugins)信息callback_loader(回调), strategy_loader(执行策略), module_loader(任务模块)
- 通过strategy_loader(strategy插件)的run(默认的strategy类型是linear,线性执行),去按照顺序执行所有的任务(执行一个模块,可能会执行多个任务)
- 在strategy_loader插件run之后,会判断action类型。如果是meta类型的话会单独执行(不是具体的ansible模块时),而其他模块时,会加载到队列_queue_task
- 在队列中会调用WorkerProcess去处理,在workerproces实际的run之后,会使用TaskExecutor进行执行
- 在TaskExecutor中会设置connection插件,并且根据task的类型(模块。或是include等)获取action插件,就是对应的模块,如果模块有自定义的执行,则会执行自定义的action,如果没有的会使用normal或者async,这个是根据是否是任务的async属性来决定
- 在Action插件中定义着执行的顺序,及具体操作,例如生成临时目录,生成临时脚本,所以要在统一的模式下,集成一些额外的处理时,可以重写Action的方法
- 通过Connection插件来执行Action的各个操作步骤
扩展Ansible实例
执行节点Python环境扩展
实际需求中,我们扩展的一些Ansible模块需要使用三方库,但每个节点中安装这些库有些不易于管理。ansible执行模块的实质就是在节点的python环境下执行生成的脚本,所以我们采取的方案是,指定节点上的Python环境,将局域网内一个python环境作为nfs共享。通过扩展Action插件,增加节点上挂载nfs,待执行结束后再将节点上的nfs卸载。具体实施步骤如下: 扩展代码:
重写ActionBase的execute_module方法
1 |
# execute_module |
集成到normal.py和async.py中,记住要将这两个插件在ansible.cfg中进行配置
1 |
from __future__ import (absolute_import, division, print_function) |
- 配置ansible.cfg,将扩展的插件指定为ansible需要的action插件
- 重写插件方法,重点是execute_module
- 执行命令中需要指定Python环境,将需要的参数添加进去nfs挂载和卸载的参数
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ansible 51 -m mysql_db -a "state=dump name=all target=/tmp/test.sql" -i hosts -u root -v -e "ansible_nfs_src=172.16.30.170:/web/proxy_env/lib64/python2.7/site-packages ansible_nfs_dest=/root/.pyenv/versions/2.7.10/lib/python2.7/site-packages ansible_python_interpreter=/root/.pyenv/versions/2.7.10/bin/python" |




接下来我们在浏览器中打开
这里显示了主机、项目的状态,当然由于我们没有添加主机,所以所有的数目都是 0。 如果我们可以正常访问这个页面,那就证明 Gerapy 初始化都成功了。
需要添加 IP、端口,以及名称,点击创建即可完成添加,点击返回即可看到当前添加的 Scrapyd 服务列表,样例如下所示:
这样我们可以在状态一栏看到各个 Scrapyd 服务是否可用,同时可以一目了然当前所有 Scrapyd 服务列表,另外我们还可以自由地进行编辑和删除。
假设现在我们有一个 Scrapy 项目,如果我们想要进行管理和部署,还记得初始化过程中提到的 projects 文件夹吗?这时我们只需要将项目拖动到刚才 gerapy 运行目录的 projects 文件夹下,例如我这里写好了一个 Scrapy 项目,名字叫做 zhihusite,这时把它拖动到 projects 文件夹下:
这时刷新页面,我们便可以看到 Gerapy 检测到了这个项目,同时它是不可配置、没有打包的:
这时我们可以点击部署按钮进行打包和部署,在右下角我们可以输入打包时的描述信息,类似于 Git 的 commit 信息,然后点击打包按钮,即可发现 Gerapy 会提示打包成功,同时在左侧显示打包的结果和打包名称:
打包成功之后,我们便可以进行部署了,我们可以选择需要部署的主机,点击后方的部署按钮进行部署,同时也可以批量选择主机进行部署,示例如下:
可以发现此方法相比 Scrapyd-Client 的命令行式部署,简直不能方便更多。
我们可以通过点击新任务、停止等按钮来实现任务的启动和停止等操作,同时也可以通过展开任务条目查看日志详情:
另外我们还可以随时点击停止按钮来取消 Scrapy 任务的运行。 这样我们就可以在此页面方便地管理每个 Scrapyd 服务上的 每个 Scrapy 项目的运行了。
这样即使 Gerapy 部署在远程的服务器上,我们不方便用 IDE 打开,也不喜欢用 Vim 等编辑软件,我们可以借助于本功能方便地完成代码的编写。
再比如爬取规则,我们可以指定从哪个链接开始爬取,允许爬取的域名是什么,该链接提取哪些跟进的链接,用什么解析方法来处理等等配置。通过这些配置,我们可以完成爬取规则的设置。
最后点击生成按钮即可完成代码的生成。
生成的代码示例结果如图所示,可见其结构和 Scrapy 代码是完全一致的。
生成代码之后,我们只需要像上述流程一样,把项目进行部署、启动就好了,不需要我们写任何一行代码,即可完成爬虫的编写、部署、控制、监测。
在上图网络结构中,对于矩形块 A 的那部分,通过输入xt(t时刻的特征向量),它会输出一个结果ht(t时刻的状态或者输出)。网络中的循环结构使得某个时刻的状态能够传到下一个时刻。 这些循环的结构让 RNNs 看起来有些难以理解,但我们可以把 RNNs 看成是一个普通的网络做了多次复制后叠加在一起组成的,每一网络会把它的输出传递到下一个网络中。我们可以把 RNNs 在时间步上进行展开,就得到下图这样:
所以最基本的 RNN Cell 输入就是 xt,它还会输出一个隐含内容传递到下一个 Cell,同时还会生成一个结果 ht,其最基本的结构如如下:
仅仅是输入的 xt 和隐藏状态进行 concat,然后经过线性变换后经过一个 tanh 激活函数便输出了,另外隐含内容和输出结果是相同的内容。 我们来分析一下 TensorFlow 里面 RNN Cell 的实现。 TensorFlow 实现 RNN Cell 的位置在 python/ops/rnncellimpl.py,首先其实现了一个 RNNCell 类,继承了 Layer 类,其内部有三个比较重要的方法,state_size()、output_size()、__call() 方法,其中 state_size() 和 output_size() 方法设置为类属性,可以当做属性来调用,实现如下:
但是如果我们想依赖前文距离非常远的信息时,普通的 RNN 就非常难以做到了,随着间隔信息的增大,RNN 难以对其做关联:
但是 LSTM 可以用来解决这个问题。 LSTM,Long Short Term Memory Networks,是 RNN 的一个变种,经试验它可以用来解决更多问题,并取得了非常好的效果。 LSTM Cell 的结构如下:
LSTMs 最关键的地方在于 Cell 的状态 和 结构图上面的那条横穿的水平线。 Cell 状态的传输就像一条传送带,向量从整个 Cell 中穿过,只是做了少量的线性操作。这种结构能够很轻松地实现信息从整个 Cell 中穿过而不做改变。
若只有上面的那条水平线是没办法实现添加或者删除信息的,信息的操作是是通过一种叫做门的结构来实现的。 这里我们可以把门分为三个:遗忘门(Forget Gate)、传入门(Input Gate)、输出门(Output Gate)。
在经过 Forget Gate 和 Input Gate 处理后,我们就可以对输入的 Ct-1 做更新了,即把Ct−1 更新为 Ct,首先我们把旧的状态 Ct−1 和 ft 相乘, 把一些不想保留的信息忘掉。然后加上 it∗Ct~,这部分信息就是我们要添加的新内容,这样就可以完成对 Ct-1 的更新。 
到了最后,其输出结果有三个内容,其中输出结果就是最上面的箭头代指的内容,即最终计算的结果,隐层包括两部分内容,一个是 Ct,一个是最下方的 ht,我们可以将其合并为一个变量来表示。 接下来我们来看下 LSTMCell 的 TensorFlow 代码实现。 首先它的类是 BasicLSTMCell 类,继承了 RNNCell 类,其初始化方法 init() 实现如下:
另外还有一个变种就是将 Forget Gate 和 Input Gate 二者联合起来,做到要么遗忘老的输入新的,要么保留老的不输入新的。
但接下来还有一个更常用的变种,俺就是 GRU,它是由 Cho, et al. (2014) 提出的,在提出的同时他还提出了 Seq2Seq 模型,为 Generation Model 做好了铺垫。
接下来我们看下 TensorFlow 中 GRUCell 的实现,代码如下:
数据集中包含了图片和对应的标注,在 TensorFlow 中提供了这个数据集,我们可以用如下方法进行导入:
正如前面提到的一样,每一个 MNIST 数据单元有两部分组成:一张包含手写数字的图片和一个对应的标签。我们把这些图片设为 xs,把这些标签设为 ys。训练数据集和测试数据集都包含 xs 和 ys,比如训练数据集的图片是 mnist.train.images ,训练数据集的标签是 mnist.train.labels,每张图片是 28 x 28 像素,即 784 个像素点,我们可以把它展开形成一个向量,即长度为 784 的向量。 所以训练集我们可以转化为 [55000, 784] 的向量,第一维就是训练集中包含的图片个数,第二维是图片的像素点表示的向量。
展开等式右边的子式,可以得到:
比如判断一张图片中的动物是什么,可能的结果有三种,猫、狗、鸡,假如我们可以经过计算得出它们分别的得分为 3.2、5.1、-1.7,Softmax 的过程首先会对各个值进行次幂计算,分别为 24.5、164.0、0.18,然后计算各个次幂结果占总次幂结果的比重,这样就可以得到 0.13、0.87、0.00 这三个数值,所以这样我们就可以实现差别的放缩,即好的更好、差的更差。 如果要进一步求损失值可以进一步求对数然后取负值,这样 Softmax 后的值如果值越接近 1,那么得到的值越小,即损失越小,如果越远离 1,那么得到的值越大。
这里实际上是对输入的 x 乘以 w 权重,然后加上一个偏置项作为输出,而这两个变量实际是在训练的过程中动态调优的,所以我们需要指定它们的类型为 Variable,代码如下:
y 是我们预测的概率分布, y_label 是实际的分布,比较粗糙的理解是,交叉熵是用来衡量我们的预测用于描述真相的低效性。 我们可以首先定义 y_label,它的表达式是:










另外我们也可以单独添加单个 Node 或 Relationship,实例如下:
另外还可以利用 data() 方法来获取查询结果:
在这里我们用 NodeSelector 来筛选 age 为 21 的 Person Node,实例如下:

























在这里推荐安装CentOS7系统。 然后找到远程管理面板找到远程连接的用户名和密码,也就是SSH远程连接服务器的信息。 比如我这边的IP端口分别是 153.36.65.214:20063,用户名是root。 命令行下输入:
都提示成功之后就可以进行拨号了。 在拨号之前如果我们测试ping任何网站都是不通的,因为当前网络还没联通,输入拨号命令:
所以断线重播的命令就是二者组合起来,先执行
所以,到这里我们就可以知道它作为代理服务器的巨大优势了,如果将这台主机作为代理服务器,如果我们一直拨号换IP,就不怕遇到IP被封的情况了,即使某个IP被封了,重新拨一次号就好了。 所以接下来我们要做的就有两件事,一是怎样将主机设置为代理服务器,二是怎样实时获取拨号主机的IP。
如果有正常的结果输出并且origin的值为代理IP的地址,就证明TinyProxy配置成功了。 好,那到现在,我们接下来要做的就是需要动态实时获取主机的IP了。
获取最新代理:
获取所有代理:
请求接口获取可用代理即可,比如获取一个随机代理:















我们可以看到这里就是他的一些基本信息,我们需要抓取的就是这些,比如名字、签名、职业、关注数、赞同数等等。 接下来我们需要探索一下关注列表接口在哪里,我们点击关注选项卡,然后下拉,点击翻页,我们会在下面的请求中发现出现了 followees开头的Ajax请求。这个就是获取关注列表的接口。
我们观察一下这个请求结构
首先它是一个Get类型的请求,请求的URL是
可以看到有data和paging两个字段,data就是数据,包含20个内容,这些就是用户的基本信息,也就是关注列表的用户信息。 paging里面又有几个字段,is_end表示当前翻页是否结束,next是下一页的链接,所以在判读分页的时候,我们可以先利用is_end判断翻页是否结束,然后再获取next链接,请求下一页。 这样我们的关注列表就可以通过接口获取到了。 接下来我们再看下用户详情接口在哪里,我们将鼠标放到关注列表任意一个头像上面,观察下网络请求,可以发现又会出现一个Ajax请求。
可以看到这次的请求链接为
所以综上所述:
可以看到返回的结果非常全,在这里我们直接声明一个Item全保存下就好了。 在items里新声明一个UserItem
看下MongoDB,里面我们爬取的用户详情结果。
到现在为止,整个爬虫就基本完结了,我们主要通过递归的方式实现了这个逻辑。存储结果也通过适当的方法实现了去重。



























































