《Linux就该这么学》自学笔记_ch22_使用openstack部署云计算服务环境

• 了解云计算
• Openstack项目
• 服务模块组件详解
• 安装Openstack软件
• 使用Openstack服务
  • 配置虚拟网络
  • 创建云主机类型
  • 创建主机实例
  • 添加云硬盘
• 控制云主机实例

了解云计算

对于销售内容涉及方方面面，业务范围遍布全球的互联网巨头企业，自然少不了庞大的基础设施的支撑。传统的硬件设施一旦投入就要一大笔钱，并且在业务的淡季也要一直的空闲，这样无疑产生了资源和资金的巨大浪费。

最初的云计算是由Google与Amazon分别提出的，核心理念之一就是通过云计算服务降低用户对资源拥有的成本。

NIST(美国国家标准与技术研究院)对于云计算的定义：云计算是一种按使用量付费的服务模式，这是一种能够提供可用的、便捷的、按需求的网络访问模式，计算共享池能够快速的为用户提供网络、服务器、存储、应用软件及其他服务，并且只需要花费很少的管理时间。

NIST针对于云计算的服务模式提出了3个服务层次：

• Iaas：提供给用户的是云计算基础设施，包括CPU、内存、存储、网络等其他的资源服务，用户不需要控制存储与网络等基础设施。
• Paas：提供给用户的是云计算中的开发和分发应用的解决方案，用户能够部署应用程序，也可以控制相关的托管环境，比如云服务器及操作系统，但用户不需要接触到云计算中的基础设施。
• Saas：提供给用户的是云计算基础设施上的应用程序，用户只需要在客户端界面访问即可使用到所需资源，而接触不到云计算的基础设施。

图中灰色的为要用户自己管理的内容，可见级别越高，云计算服务所提供的服务越多，用户需要操心的事项越少。

Openstack项目

Openstack最初是由NASA和Rackspace共同发起的云端计算服务项目，该项目以Apache许可证授权的方式成为了一款开源产品，目的是将多个组件整合后从而实现一个开源的云计算平台，目前Openstack项目正在被超过一百家厂商共同研发，并已经支持了几乎所有的常见云计算环境，拥有了良好的可扩展性，而且部署搭建Openstack服务也变得十分简单，目前国内对于云计算的需求也逐渐增加，很多中国企业也加入到了Openstack项目研发当中，Openstack项目也正在随着全球内得到了众多厂商的参与支持而快速成熟。

通过Openstack云计算项目，能够将诸如计算能力、存储、网络和软件等资源抽象成服务，以便让用户可以通过互联网远程来享用，付费的形式也变得因需而定，调整方便，拥有极强的虚拟可扩展性，是公共和私有云的建设与管理软件中的优秀开源项目。

Openstack作为一个云平台的管理项目，其功能组件覆盖了网络、虚拟化、操作系统、服务器等多个方面，每个功能组件交由不同的项目委员会来研发和管理，目前核心的项目包括有：

Openstack项目的版本按照ABCDEFG……的顺序发布，每6个月更新一次。Openstack版本发布历史：

服务模块组件详解

Openstack是一个云计算的平台，也像是部署云操作系统的工具集，可以通过调取不同的组件来构建虚拟计算及云计算服务，比较重要的包括有计算（compute）、对象存储（Objectstorage）、认证（Identity）、仪表板（Dashboard）、块存储（Block Storage）、网络（Network）和镜像服务（image service），Openstack服务组件协同工作拓扑：

Nova提供计算服务：Nova可以称作是Openstack云计算平台中最核心的服务组件了，它作为计算的弹性控制器来管理虚拟化、网络及存储等资源，为Openstack的云主机实例提供可靠的支撑，其功能由不同的API来提供。

• Nova-api(API服务器):API服务器用于提供云计算设施与外界交互的接口，也是用户对云计算设施进行管理的唯一通道，用户通过网页来调用各种API接口，再由API服务器通过消息队列把请求传递至目标设置进行处理。
• Rabbit MQ Server(消息队列):Openstack在遵循AMQP高级消息队列协议的基础之上采用了消息队列进行通信，异步通信的方式更是能够减少了用户的等待时间，让整个平台都变得更有效率。
• Nova-compute(运算工作站):运算工作站通过消息队列接收用户的请求并执行，从而负责对主机实例的整个生命周期中的各种操作进行处理，一般会架设多台计算工作站，根据调度算法来按照实例在任意一个计算工作站上部署。
• Nova-network(网络控制器):用于处理主机的网络配置，例如分配IP地址，配置项目VLAN，设定安全群组及为计算节点配置网络。
• Nova-Volume(卷工作站):基于LVM的实例卷能够为一个主机实例创建、删除、附加卷或从主机中分离卷。
• Nova-scheduler(调度器)：调度器以名为"nova-schedule"的守护进程方式进行运行，根据对比CPU架构及负载、内存占用率、子节点的远近等因素，使用调度算法从可用的资源池中选择运算服务器。

Glance提供镜像服务：Openstack镜像服务是一套用于主机实例来发现、注册、索引的系统，功能相比较也很简单，具有基于组件的架构、高可用、容错性、开发标准等优良特性，虚拟机的镜像可以被放置到多种存储上。

Swift提供存储服务：Swift模块是一种分布式、持续虚拟对象存储，具有跨节点百级对象的存储能力，并且支持内建冗余和失效备援的功能，同时还能够处理数据归档和媒体流，对于超大数据和多对象数量非常高效。

• Swfit代理服务器：用于通过Swift-API与代理服务器进行交互，代理服务器能够检查实例位置并路由相关的请求，当实例失效或被转移后则自动故障切换，减少重复路由请求。
• Swift对象服务器：用于处理本地存储中对象数据的存储、索引和删除操作。
• Swift容器服务器：用于统计容器内包含的对象数量及容量存储空间使用率，默认对象列表将存储为SQLite或者MYSQL文件。
• Swift帐户服务器：与容器服务器类似，列出容器中的对象。
• Ring索引环：用户记录着Swift中物理存储对象位置的信息，作为真实物理存储位置的虚拟映射，能够查找及定位不同集群的实体真实物理位置的索引服务，上述的代理、对象、容器、帐户都拥有自己的Ring索引环。

安装Openstack软件

实验用的是Openstack的Juno版本。

安装Openstack软件前需要做的配置：

1.虚拟机硬件需求：内存8G，开启虚拟化功能，多添加一块20G的硬盘。

2.更改主机名以及主机名（/etc/hostname）与IP地址的映射文件（/etc/hosts）：主机名openstack.kamin.com，IP地址172.24.8.101，DNS172.24.8.101，网关172.24.8.1。

vim /etc/hostname
openstack.kamin.com
vim /etc/hosts
...
172.24.8.101  openstack.kamin.com openstack
...

3.下载EPEL仓库源和Openstack-juno软件安装包，上传到虚拟机。下载地址：https://www.linuxprobe.com/tools/。

• Openstack Juno——云计算平台软件：Openstack云计算软件能够将诸如计算能力、存储、网络和软件等资源抽象成服务，以便让用户可以通过互联网远程来享用，付费的形式也变得因需而定，拥有极强的虚拟可扩展性。
• EPEL——系统的软件源仓库：EPEL是企业版额外的资源包，提供了默认不提供的软件安装包
• Cirros——精简的操作系统：Cirros是一款极为精简的操作系统，一般用于灌装到Openstack服务平台中。

4.解压上一步上传的压缩包，并写成repo文件。

tar xjvf epel.tar.bz2                   #解压EPEL包
vim /etc/yum.repos.d/epel.repo          #写入EPEL的yum仓库信息
[epel]
name=epel
baseurl=file:///media/EPEL
enabled=1
gpgcheck=0
tar xjvf openstack-juno.tar.bz2         #解压openstack包
vim /etc/yum.repos.d/openstack.repo     #写入openstack的yum仓库信息
[openstack]
name=openstack
baseurl=file:///media/openstack-juno
enabled=1
gpgcheck=0

5.将新添加的硬盘做成逻辑卷，暂时只需创建卷组，逻辑卷待有需要再进一步创建。

pvcreate /dev/sdb
vgcreate cinder-volumes /dev/sdb

以上步骤即做好安装openstack的前期工作。为方便日后回忆知识点，本人将在此阶段设置快照。

部署openstack

#1.安装Openstack的应答文件
yum install -y openstack-packstack
#2.安装Openstack服务程序
packstack --allinone --provision-demo=n --nagios-install=n
#3.创建云平台的网卡配置文件
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-br-ex
DEVICE=br-ex
IPADDR=192.168.10.10
NETMASK=255.255.255.0
BOOTPROTO=static
DNS1=192.168.10.1
GATEWAY=192.168.10.1
BROADCAST=192.168.10.254
NM_CONTROLLED=no
DEFROUTE=yes
IPV4_FAILURE_FATAL=yes
IPV6INIT=no
ONBOOT=yes
DEVICETYPE=ovs
TYPE="OVSIntPort"
OVS_BRIDGE=br-ex
#4.修改网卡信息
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eno16777728 
DEVICE=eno16777728
ONBOOT=yes
TYPE=OVSPort
DEVICETYPE=ovs
OVS_BRIDGE=br-ex
NM_CONTROLLED=no
IPV6INIT=no
#5.将网卡设备添加到OVS网络中
ovs-vsctl add-port br-ex eno16777728 
ovs-vsctl show
#6.重启系统让网络设备同步
reboot
#7.执行身份验证脚本
source keystonerc_admin
openstack-status
#8.查看登录云平台管理页面的账号密码
cat keystonerc_admin 

打开浏览器访问172.24.8.101/dashboard，输入第8步查出的账号密码，即可登入Openstack管理中心。

使用Openstack服务

配置虚拟网络

要想让云平台中的虚拟实例机能够互相通信，并且让外部的用户访问到里面的数据，必需配置好云平台中的网络环境。

1.Openstack创建网络：管理员 -> 网络，创建网络，相应的参数值：

• 名称：wlan
• 项目：admin
• 供应商网络类型：VXLAN
• 段ID：1
• 管理员状态：UP
• 外部网络：勾选

填好参数后点击“创建网络”即生成一个网络。

2.创建子网信息。点击网络名称“wlan”，弹出wlan这个网络的详情，点击右下方“创建子网”。相应的参数值：

• 子网名称：wlan_172.24.8.0
• 网络地址：172.24.8.111
• IP版本：IPv4
• 网关IP：172.24.8.1
• 激活DHCP：勾选
• 分配地址池：172.24.8.110,172.24.8.220
• DNS域名解析服务：172.24.8.1

填好参数后点击“已创建”即成功创建子网。

3.创建私有网络：项目 -> 网络 -> 网络，创建网络，相应参数值：

• 网络名称：private_vlan
• 管理员状态：UP
• 创建子网：勾选
• 子网名称：private_vlan_10.10.10.0
• 网络地址：10.10.10.0/24
• IP版本：IPv4
• 网关IP：10.10.10.1
• 激活DHCP：勾选
• 分配地址池：10.10.10.110，10.10.10.220
• DNS域名解析服务：10.10.10.1

点击“已创建”即成功创建私有网络及其子网。

4.添加路由信息。项目 -> 路由，新建路由，路由名称：router_wlan_private，点击“新建路由”即成功创建一个路由。点击新创建路由右边的“设置网关”，外部网络：wlan。点击“设置网关”即成功设置网关。

5.在网络拓扑中添加接口。项目 -> 网络 -> 网络拓扑，鼠标找到正方形的接口，点击“增加接口”。相应参数值：

• 子网：private_vlan: 10.10.10.0/24(private_vlan_10.10.10.0)
• IP地址：10.10.10.1

填好参数后点击“增加接口”即可成功增加接口

创建云主机类型

1.创建云主机类型。管理员》云主机类型》创建运作主机类型，相应参数值：

• 名称：LP_standard
• ID：auto
• 虚拟内核：1
• 内存（MB）：1024
• 根磁盘（GB）：0
• 临时磁盘（GB）：0
• Swap磁盘（MB）：0

填好参数后点击“创建云主机类型”完成创建。

2.创建上传镜像。上传一个cirros镜像（下载地址：http://download.cirros-cloud.net/0.4.0/cirros-0.4.0-x86_64-disk.img）。管理员》系统》镜像》创建镜像，相应参数值：

• 名称：随意
• 镜像源：镜像文件
• 镜像文件：选择下载好的镜像，上传上去。
• 镜像格式：QCOW2 - QEMU 模拟器
• 共有：勾选
• 受保护的：勾选

点击“创建镜像”完成镜像创建。

创建主机实例

1.创建主机实例。项目》Compute》实例》启动云主机。云主机详细参数：

可用域：nova

云主机名称：cirros-0.4.0

云主机类型：LP_standard

云主机数量：1

云主机启动源：从镜像启动

镜像名称：Cirros(12.6MB)

已选择的网络：选择先前创建好的私有网络

点击“运行”，等待主机实例孵化完成。可以通过网络拓扑看到实例主机（当前仅在内网中）。

2.为实例主机绑定浮动IP地址。项目》实例》动作》绑定浮动IP，点击“IP地址”框右边的“+”按钮，选择资源池为“wlan”，此时会从资源池中按递增顺序分配IP地址(从172.24.8.111开始)，点击“分配IP”，点击“关联”，完成实例主机与IP地址绑定。

此时查看实例信息，会发现IP地址一栏出现私网地址和公网地址。不过此时实例主机既ping不通，也不能ssh，因为还没有设置安全组规则（说白了就是防火墙）。

3.设置安全组规则。

• 项目》Compute》访问&安全》创建安全组，名称：private_wlan，描述：privateTOwlan。
• 在刚创建的安全组“private_wlan”的动作一栏》管理规则，添加规则：ALL ICMP，ALL TCP，ALL UDP。

4.编辑实例的安全策略组。将新建的安全组策略应用到主机实例上。项目》Compute》实例》动作》编辑安全组。

现在，外部就能ping同实例主机以及ssh了。

添加云硬盘

云计算平台的特性就是要能够灵活的，弹性的调整主机实例使用的资源，可以来为主机实例多挂载一块云硬盘（基于虚拟机的做成逻辑卷的额外硬盘）。

1.创建云硬盘设备。项目》Compute》云硬盘》创建云硬盘，相应参数：

• 云硬盘名称：disk10
• 大小（GB）：10
• 可用域：nova

2.编辑挂载设备到云主机实例，项目》Compute》云硬盘》动作》编辑挂载，连接到云主机，选中先前创建的云主机实例。

控制云主机实例

查看云平台信息：项目》Compute》概况，

通过ssh登入云主机实例，cirros系统规定要用cirros登录，cirros-0.4.0版本的默认密码为gocubsgo，若要执行某些管理员才能执行的命令，使用sudo命令。

ssh cirros@172.24.8.111
$ ip a                         #查看网卡信息
$ df -h                        #查看挂载信息
$ mkdir disk
$ sudo mkfs.ext4 /dev/vdb      #格式化先前添加的云硬盘(10G)为ext4格式
$ sudo mount /dev/vdb disk/    #挂载
$ df -h