1、OpenStack快速入门OpenStack快速入门 第一部分:OpenStack及其构成简介 一、云计算 云计算是一种计算模型,它将诸如运算能力、存储、网络和软件等资源抽象成为服务,以便让用户通过互联网远程享用,付费的形式也如同传统公共服务设施一样。因需而定、提供方便、动态改变和无限的虚拟化扩展能力是云计算的几个重要特征。 不同的“云”对应着不同的基础设施。下面是三种广义的“云”: 1基础设施即服务IaaS 2平台即服务PaaS 3软件即服务SaaS 译者注:Open为开放之意,Stack则是堆栈,OpenStack合起来如其名,就是许多Open的Softwares堆积的集合,但1 + 1
2、2,系统的功能更为强大。 二、OpenStack概述 OpenStack是一整套开源软件项目的综合,它允许企业或服务提供者建立、运行自己的云计算和存储设施。Rackspace与NASA是最初重要的两个奉献者,前者提供了“云文件”平台代码,该平台增强了OpenStack对象存储部分的功能,而后者带来了“Nebula”平台形成了OpenStack其余的部分。而今,OpenStack基金会已经有150多个会员,包括很多知名公司。目前8个白金会员包括AT&T、Canonical、HP、IBM、Nebula、Rackspace、Red Hat和SUSE。黄金会员包括思科、戴尔、NetApp、Piston
3、云计算、雅虎、英特尔、NEC、VMware,等等。 以下是5个OpenStack的重要构成部分: 1Nova - 计算服务 2Swift - 存储服务 3Glance - 镜像服务 4Keystone - 认证服务 5Horizon - UI服务 OpenStack的基本架构如以下图:图1 OpenStack基本构架 以下图展示了Keystone、Dashboard二者与其它OpenStack部分的交互。图2 OpenStack各组件的交互 三、OpenStack计算设施-Nova Nova是OpenStack计算的弹性控制器。OpenStack云实例生命期所需的各种动作都将由Nova进行处理
4、和支撑,这就意味着Nova以管理平台的身份登场,负责管理整个云的计算资源、网络、授权及测度。虽然Nova本身并不提供任何虚拟能力,但是它将使用libvirt API与虚拟机的宿主机进行交互。Nova通过Web服务API来对外提供处理接口,而且这些接口与Amazon的Web服务接口是兼容的。 功能及特点:实例生命周期管理、计算资源管理、网络与授权管理、基于REST的API、异步连续通信、支持各种宿主:Xen、XenServer/XCP、KVM、UML、VMware vSphere及Hyper-V。 Nova弹性云包含以下主要部分:API Servernova-api、消息队列rabbit-mq
5、server、运算工作站nova-compute、网络控制器nova-network、卷管理nova-volume、调度器nova-scheduler。 1API服务器nova-api API服务器提供了云设施与外界交互的接口,它是外界用户对云实施管理的唯一通道。通过使用web服务来调用各种EC2的API,接着API服务器便通过消息队列把请求送达至云内目标设施进行处理。作为对EC2-api的替代,用户也可以使用OpenStack的原生API,我们把它叫做“OpenStack API”。 2消息队列Rabbit MQ Server OpenStack内部在遵循AMQP高级消息队列协议的基础上采用
6、消息队列进行通信。Nova对请求应答进行异步调用,当请求接收后便则立即触发一个回调。由于使用了异步通信,不会有用户的动作被长置于等待状态。例如,启动一个实例或上传一份镜像的过程较为耗时,API调用就将等待返回结果而不影响其它操作,在此异步通信起到了很大作用,使整个系统变得更加高效。 3运算工作站nova-compute 运算工作站的主要任务是管理实例的整个生命周期。他们通过消息队列接收请求并执行,从而对实例进行各种操作。在典型实际生产环境下,会架设许多运算工作站,根据调度算法,一个实例可以在可用的任意一台运算工作站上部署。 4网络控制器nova-network 网络控制器处理主机的网络配置,例
7、如IP地址分配,配置项目VLAN,设定安全群组以及为计算节点配置网络。 5卷工作站nova-volume 卷工作站管理基于LVM的实例卷,它能够为一个实例创建、删除、附加卷,也可以从一个实例中别离卷。卷管理为何如此重要?因为它提供了一种保持实例持续存储的手段,比方当结束一个实例后,根分区如果是非持续化的,那么对其的任何改变都将丧失。可是,如果从一个实例中将卷别离出来,或者为这个实例附加上卷的话,即使实例被关闭,数据仍然保存其中。这些数据可以通过将卷附加到原实例或其他实例的方式而重新访问。 因此,为了日后访问,重要数据务必要写入卷中。这种应用对于数据服务器实例的存储而言,尤为重要。 6调度器no
8、va-scheduler 调度器负责把nova-API调用送达给目标。调度器以名为“nova-schedule”的守护进程方式运行,并根据调度算法从可用资源池中恰当地选择运算服务器。有很多因素都可以影响调度结果,比方负载、内存、子节点的远近、CPU架构等等。强大的是nova调度器采用的是可插入式架构。 目前nova调度器使用了几种基本的调度算法: 随机化:主机随机选择可用节点; 可用化:与随机相似,只是随机选择的范围被指定; 简单化:应用这种方式,主机选择负载最小者来运行实例。负载数据可以从别处获得,如负载均衡服务器。 四、OpenStack镜像服务器-Glance OpenStack镜像服务
9、器是一套虚拟机镜像发现、注册、检索系统,我们可以将镜像存储到以下任意一种存储中: 1本地文件系统默认 2OpenStack对象存储 3S3直接存储 4S3对象存储作为S3访问的中间渠道 5 只读 功能及特点:提供镜像相关服务 Glance构件:Glance控制器、Glance注册器 五、OpenStack存储设施-Swift Swift为OpenStack提供一种分布式、持续虚拟对象存储,它类似于Amazon Web Service的S3简单存储服务。Swift具有跨节点百级对象的存储能力。Swift内建冗余和失效备援管理,也能够处理归档和媒体流,特别是对大数据千兆字节和大容量多对象数量的测度
10、非常高效。 功能及特点:海量对象存储、大文件/大对象存储、数据冗余管理、归档能力处理大数据集、为虚拟机和云应用提供数据容器、处理流媒体、对象安全存储、备份与归档、良好的可伸缩性。 Swift组件:Swift代理、Swift对象、Swift容器、Swift账户、Swift RING。 1Swift代理服务器 用户都是通过Swift-API与代理服务器进行交互,代理服务器正是接收外界请求的门卫,它检测合法的实体位置并路由它们的请求。此外,代理服务器也同时处理实体失效而转移时,故障切换的实体重复路由请求。 2Swift对象服务器 对象服务器是一种二进制存储,它负责处理本地存储中的对象数据的存储、检索
11、和删除。对象都是文件系统中存放的典型的二进制文件,具有扩展文件属性的元数据xattr。 注意:xattr格式被Linux中的ext3/4,XFS,Btrfs,JFS和ReiserFS所支持,但是并没有有效测试证明在XFS,JFS,ReiserFS,Reiser4和ZFS下也同样能运行良好。不过,XFS被认为是当前最好的选择。 3Swift容器服务器 容器服务器将列出一个容器中的所有对象,默认对象列表将存储为SQLite文件译者注:也可以修改为MySQL,安装中就是以MySQL为例。容器服务器也会统计容器中包含的对象数量及容器的存储空间消耗。 4Swift账户服务器 账户服务器与容器服务器类似,
12、将列出容器中的对象。 5Swift Ring索引环 Ring容器记录着Swift中物理存储对象的位置信息,它是真实物理存储位置的实体名的虚拟映射,类似于查找及定位不同集群的实体真实物理位置的索引服务。这里所谓的实体指账户、容器、对象,它们都拥有属于自己的不同的Rings。 六、OpenStack认证服务Keystone Keystone为所有的OpenStack组件提供认证和访问策略服务,它依赖自身REST基于Identity API系统进行工作,主要对但不限于Swift、Glance、Nova等进行认证与授权。事实上,授权通过对动作消息来源者请求的合法性进行鉴定。如以下图所示:图3 Keys
13、tone的认证管理 Keystone采用两种授权方式,一种基于用户名/密码,另一种基于令牌Token。除此之外,Keystone提供以下三种服务: 1令牌服务:含有授权用户的授权信息 2目录服务:含有用户合法操作的可用服务列表 3策略服务:利用Keystone具体指定用户或群组某些访问权限 认证服务组件: 1服务入口:如Nova、Swift和Glance一样每个OpenStack服务都拥有一个指定的端口和专属的URL,我们称其为入口endpoints。 2区位:在某个数据中心,一个区位具体指定了一处物理位置。在典型的云架构中,如果不是所有的服务都访问分布式数据中心或服务器的话,则也称其为区位。
14、 3用户:Keystone授权使用者。 译者注:代表一个个体,OpenStack以用户的形式来授权服务给它们。用户拥有证书credentials,且可能分配给一个或多个租户。经过验证后,会为每个单独的租户提供一个特定的令牌。来源: 4服务:总体而言,任何通过Keystone进行连接或管理的组件都被称为服务。举个例子,我们可以称Glance为Keystone的服务。 5角色:为了维护安全限定,就云内特定用户可执行的操作而言,该用户关联的角色是非常重要的。 译者注:一个角色是应用于某个租户的使用权限集合,以允许某个指定用户访问或使用特定操作。角色是使用权限的逻辑分组,它使得通用的权限可以简单地分组
15、并绑定到与某个指定租户相关的用户。 6租间:租间指的是具有全部服务入口并配有特定成员角色的一个项目。 译者注:一个租间映射到一个Nova的“project-id”,在对象存储中,一个租间可以有多个容器。根据不同的安装方式,一个租间可以代表一个客户、帐号、组织或项目。 七、OpenStack管理的Web接口-Horizon Horizon是一个用以管理、控制OpenStack服务的Web控制面板,它可以管理实例、镜像、创建密匙对,对实例添加卷、操作Swift容器等。除此之外,用户还可以在控制面板中使用终端console或VNC直接访问实例。总之,Horizon具有如下一些特点: 1实例管理:创建
16、、终止实例,查看终端日志,VNC连接,添加卷等 2访问与安全管理:创建安全群组,管理密匙对,设置浮动IP等 3偏好设定:对虚拟硬件模板可以进行不同偏好设定 4镜像管理:编辑或删除镜像 5查看服务目录 6管理用户、配额及项目用途 7用户管理:创建用户等 8卷管理:创建卷和快照 9对象存储处理:创建、删除容器和对象 10为项目下载环境变量第二部分:OpenStack安装与配置 一、引言 本章内容讲解如何在3台物理机上搭建最小化云平台,这3台机器分为称为Server1、Server2和Client1,之后的各章也是如此。Server1承载着Nova、Glance、Swift、Keystone及Hor
17、izonOpenStack的Web UI服务。Server2只用来运行实例管理的nova运算工作站。由于OpenStack组件采用分布式结构,其中的任何一部分或几个部分都可以安装在任意服务器上。 Client1并不是安装所必须的,在本例中,它仅用来制作打包镜像,并使用它访问Horizon,以便在Web上管理OpenStack设施。这防止了使用服务器来完成镜像打包等诸如此类的任务,而且在制作桌面系统镜像时如果包含视窗界面的话,我们也只能相应地使用有GUI的电脑来完成,因此最好还是别在服务器上玩火了吧。建议Client1支持虚拟化技术,以便在制作完镜像打包时可以运行KVM。图4 OpenStack
18、安装规划 OpenStack安装需要设定主机名、IP地址等,按你实际的环境进行配置。下表是译者安装的网络参数清单:图5 网络参数清单 以下是教程中网络设置参数,本教程均采用这些参数,但在实际安装中请参照上表进行设置。图6 本教程网络设置参数 二、Server1 正如上表所示,Server1包含了所有的Nova服务:nova-compute、nova-api、nova-volume、nova-network以及Glance、Swift、Keystone和Horizon。这台服务器上需要双网卡。 1、安装底层OS 不必多想,请参照下述说明,记住相关参数,选择64位版,进行安装。 1创建的第一个用户
19、命名为“localadmin” 2为eth0和eth1设定IP及其相关参数 3在安装服务包中,仅选择“Openssh-server”作为预装项 因为Server1上也将安装nova-volume软件,而nova-volume需要一块专用分区,所以在安装Ubuntu Server时请选择手动分区,并另行创建一块合适大小的分区。从本章起,教程都将以/dev/sda6作为这块分区。你可以根据自己分区的实际情况进行修改。此外,请使用fdisk工具将该分区需要格式化为LVM8e格式,这一操作在安装中或刚安装完毕格式化均可。进一步,如果你还计划在这台服务器上再新建一个分区配给Swift的话,那么就新建一块
20、分区并参照本章后文“安装Swift”一节相关内容进行安装。 待的UbuntuOS安装完毕后 ,使用以下命令更新系统:sudo apt-get updatesudo apt-get upgrade 安装网桥工具bridge-utils:sudo apt-get install bridge-utils 2、配置网络 编辑/etc/network/interfaces文件,如下所示:plain view plaincopyprint?mask255.255.255.07.broadcast10.10.10.2558.gateway10.10.10.19.dns-work192.168.3.015.
21、broadcast192.168.3.255auto loiface lo inet loopbackauto eth0iface eth0 inet staticauto eth1iface eth1 inet static 随后重新启动网络: 3、NTP服务器 安装NTP软件包。这个时间服务器将为所有节点提供支持。OpenStack所有组件的时间都必须同步,于是我们就在Server1上安装NTP服务并且让其他服务器或节点与之保持同步。sudo apt-get install ntp 译者注:NTPNetwork Time Protocol,是用来使电脑时间同步化的一种协议,它可以使电脑对其
22、服务器或时钟源如石英钟,GPS等等)做同步化,它可以提供高精准度的时间校正LAN上与标准间差小于1毫秒,WAN上几十毫秒,且可介由加密确认的方式来防止恶毒的协议攻击。 打开文件增加以下三行内容,目的是让本服务器时间与外部服务器时间同步。如果不能访问外网,NTP服务器将使用本机硬件时钟作为第二选择。plain view plaincopyprint?1. 2.server127.127.1.03.fudge127.127.1.0stratum10 fudge 127.127.1.0 stratum 10 然后重启NTP使配置生效:sudo service ntp restart 请确保服务器IP
23、地址可以被DNS解析。如果不能,则在/etc/hosts文件中手工加入。 4、数据库 我们有很多项选择择:MySQL、PostgreSQL或者SQLite等都能很好地对Nova和Glance提供数据支持。究竟选哪个,自己定吧。本例中采用MySQL。 安装mysql-server和python-mysqldb包:sudo apt-get install mysql-server python-mysqldb 为mysql创建root密码,在此使用“mygreatsecret”。随后编辑mysql配置文件/etc/mysql/my f,将绑定地址从改为,如下所示: 重启MySQL服务器让其开始监听
24、所有端口:sudo restart mysql 创建数据库: 我们将要为nova、glance和keystone创建很多东东,各种数据库、表及用户。话音未落,这就开始了: 1创建名为“nova”的数据库:sudo mysql -uroot -pmygreatsecret -e CREATE DATABASE nova; 新建一个用户,名为“novadbadmin”:sudo mysql -uroot -pmygreatsecret -e CREATE USER novadbadmin; 授予novadbadmin用户nova数据库全部权限:sudo mysql -uroot -pmygreat
25、secret -e GRANT ALL PRIVILEGES ON nova.* TO novadbadmin%; 为novadbadmin同志创建密码译者注:密码是novasecret,后文类似之处不多言,请详见命令:sudo mysql -uroot -pmygreatsecret -e SET PASSWORD FOR novadbadmin% = PASSWORD(novasecret); 2Glance登场,还是重复刚刚的道道,首先创建一个名为glance的数据库:sudo mysql -uroot -pmygreatsecret -e CREATE DATABASE glance;
26、 然后为这个新建的数据库添加一个用户“glancedbadmin”:sudo mysql -uroot -pmygreatsecret -e CREATE USER glancedbadmin; 接着,荣耀授予他本数据库的全部权限:sudo mysql -uroot -pmygreatsecret -e GRANT ALL PRIVILEGES ON glance.* TO glancedbadmin%; 是的,最后一步,为该用户分配密码:sudo mysql -uroot -pmygreatsecret -e SET PASSWORD FOR glancedbadmin% = PASSWOR
27、D(glancesecret); 3很烦的,keystone出场了。刚刚的大循环,至此开始演绎第三遍:sudo mysql -uroot -pmygreatsecret -e CREATE DATABASE keystone;sudo mysql -uroot -pmygreatsecret -e CREATE USER keystonedbadmin;sudo mysql -uroot -pmygreatsecret -e GRANT ALL PRIVILEGES ON keystone.* TO keystonedbadmin%;sudo mysql -uroot -pmygreatsec
28、ret -e SET PASSWORD FOR keystonedbadmin% = PASSWORD(keystonesecret) 现在,MySQL部分的工作结束。 5、Keystone Keystone是OpenStack的认证服务。使用以下命令进行安装:sudo apt-get install keystone python-keystone python-keystoneclient 打开文件,将这一行:admin_token = ADMIN 改为:admin_token = admin 本教程中我们将一直使用admin作为令牌。 本例中,我们使用MySQL来存储keystone配置,则将中的这句配置: 换成: 然后,重启Keystone:sudo service keystone restart 接着,执行以下命令同步数据库:sudo keystone-manage db_sync 最后,有些环境变量是OpenStack运行所必须的:export SERVICE_ENDPOINT= :/localhost:35357/v2.0export SERVICE_TOKEN=admin 当然为了防止下次系统重启后,还得将这
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