第1章 OpenStack云計(jì)算基礎(chǔ)....................1

1.1　云計(jì)算概述 ..................1

1.1.1　云計(jì)算的概念 ................1

1.1.2　云計(jì)算架構(gòu) ................2

1.1.3　云計(jì)算部署模式 .............3

1.1.4　云計(jì)算解決方案 ............4

1.1.5　裸金屬云 ...................5

1.2　Linux虛擬化技術(shù) ...............6

1.2.1　計(jì)算機(jī)虛擬化基礎(chǔ) ............6

1.2.2　OpenStack所支持的虛擬化技術(shù) ......................7

1.2.3　KVM基于 Linux內(nèi)核的虛擬化解決方案 ...............8

1.2.4　Libvirt套件 ................10

1.3　了解 OpenStack .............11

1.3.1　什么是 OpenStack ..........11

1.3.2　OpenStack項(xiàng)目的組成 .......12

1.3.3　OpenStack基金會(huì)與社區(qū) ......14

1.3.4　OpenStack版本演變 ..........14

1.4　OpenStack的架構(gòu) .............15

1.4.1　OpenStack的概念架構(gòu) .......15

1.4.2　OpenStack的邏輯架構(gòu) .......16

1.4.3　OpenStack組件之間的通信關(guān)系 ....................17

1.4.4　OpenStack的物理架構(gòu) ......18

1.4.5　OpenStack的物理網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型 ...21

1.5　部署 OpenStack .............22

1.5.1　選擇操作系統(tǒng)平臺(tái) ..........22

1.5.2　部署拓?fù)?.................22

1.5.3　OpenStack部署工具 ..........22

1.5.4　部署 OpenStack的技術(shù)需求 .....26

1.6　習(xí)題 .......................27



第2章　單節(jié)點(diǎn)的 OpenStack一體化部署 ..............28

2.1　使用Packstack安裝單節(jié)點(diǎn)OpenStack云平臺(tái) .............28

2.1.1　準(zhǔn)備安裝環(huán)境 ..............28

2.1.2　準(zhǔn)備所需的軟件庫(kù) ..........32

2.1.3　安裝Packstack安裝器 .......33

2.1.4　運(yùn)行 Packstack安裝 OpenStack .................33

2.2　OpenStack Dashboard操作界面....................36

2.2.1　OpenStack Dashboard 主界面 ..................36

2.2.2　項(xiàng)目管理界面 ..............38

2.2.3　管理員管理界面 ..............38

2.2.4　身份管理界面 ..............39

2.3　創(chuàng)建虛擬機(jī)實(shí)例 ...............　40

2.3.1　添加安全組訪問(wèn)規(guī)則 .........　40

2.3.2　創(chuàng)建或?qū)�入密鑰對(duì) .........　41

2.3.3　添加鏡像 .................42

2.3.4　創(chuàng)建并運(yùn)行虛擬機(jī)實(shí)例 .......43

2.4　定制虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)與外網(wǎng)通信...................　48

2.4.1　將網(wǎng)絡(luò)接口與外部橋接口 br-ex進(jìn)行關(guān)聯(lián) .................　48

2.4.2　配置虛擬網(wǎng)絡(luò) .............　49

2.4.3　為虛擬機(jī)實(shí)例分配浮動(dòng) IP 地址 ....................54

2.4.4　使用 SSH訪問(wèn)虛擬機(jī)實(shí)例 .....55

2.4.5　基于提供者網(wǎng)絡(luò)的虛擬機(jī)實(shí)例 ...57

2.5　習(xí)題 .......................58



第3章　OpenStack基礎(chǔ)環(huán)境..................59

3.1　OpenStack云部署架構(gòu)設(shè)計(jì) ......59

3.1.1　示例架構(gòu)的物理部署 ..........60

3.1.2　示例架構(gòu)的虛擬網(wǎng)絡(luò)方案 .......61

3.1.3　主機(jī)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?..........62

3.2　主機(jī)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置 ............63

3.2.1　NetworkManager服務(wù) ......63

3.2.2　網(wǎng)絡(luò)連接配置 ..............63

3.2.3　禁用防火墻與 SELinux .......63

3.2.4　配置主機(jī)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘同步 .......63

3.3　數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器及其配置 .........65

3.3.1　SQL數(shù)據(jù)庫(kù) ................65

3.3.2　NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù) ............68

3.4　消息隊(duì)列服務(wù)及其配置 .........70

3.4.1　消息隊(duì)列與消息總線 ..........70

3.4.2　AMQP模型與原理 .........70

3.4.3　AMQP與 OpenStack .........72

3.4.4　RabbitMQ及其部署 ...........73

3.5　習(xí)題 .......................74



第4章　OpenStack API與 客戶(hù)端 ................75

4.1　RESTful API和 WSGI ..........75

4.1.1　RESTful API簡(jiǎn)介 ..........75

4.1.2　OpenStack的 RESTful API ...76

4.1.3　Web服務(wù)器網(wǎng)關(guān)接口 WSGI ...77

4.1.4　OpenStack API的傳統(tǒng)框架 ...77

4.1.5　OpenStack API的新型框架 ...80

4.2　OpenStack API的基本使用 ......81

4.2.1　調(diào)用 OpenStack API的方式 .....81

4.2.2　OpenStack的認(rèn)證與 API請(qǐng)求 流程 ................83

4.2.3　獲取 OpenStack認(rèn)證令牌 ......83

4.2.4　發(fā)送 API請(qǐng)求 .............85

4.3　OpenStack命令行客戶(hù)端 .......87

4.3.1　使用命令行的必要性 ..........87

4.3.2　安裝命令行客戶(hù)端 ..........87

4.3.3　OpenStack客戶(hù)端語(yǔ)法 .......87

4.3.4　OpenStack客戶(hù)端認(rèn)證 ......　88

4.3.5　通過(guò) OpenStack客戶(hù)端創(chuàng)建一個(gè) 實(shí)例 ................　88

4.4　基于 Horizon的 Dashboard 界面..................　89

4.4.1　Horizon主要功能 ..........　89

4.4.2　Horizon設(shè)計(jì)理念 ..........　89

4.4.3　Horizon與 Django框架 ........　90

4.4.4　Horizon功能框架 ..........　91

4.4.5　自定義 OpenStack Horizon ....92

4.4.6　手動(dòng)安裝 Horizon ..........　94

4.5　通過(guò)日志排查故障 ............95

4.6　通用庫(kù) Oslo ................　96

4.7　習(xí)題 .......................97



第5章　OpenStack身份服務(wù)....................　98

5.1　身份服務(wù)基礎(chǔ) ...............　98

5.1.1　Keystone主要功能 ...........　98

5.1.2　Keystone基本概念 ...........　99

5.1.3　Keystone的管理層次結(jié)構(gòu) ...100

5.1.4　Keystone體系結(jié)構(gòu) ..........101

5.1.5　Keystone認(rèn)證流程 ..........104

5.2　基于 Dashboard界面進(jìn)行身份管理 操作..............105

5.2.1　項(xiàng)目管理 ...............105

5.2.2　用戶(hù)管理 ...............108

5.2.3　組管理 ..................109

5.2.4　角色管理 ...............110

5.3　基于命令行界面進(jìn)行身份管理 操作................111

5.3.1　管理項(xiàng)目、用戶(hù)和角色 ........111

5.3.2　創(chuàng)建并管理服務(wù)和服務(wù)用戶(hù) .....113

5.4　通過(guò) oslo.policy實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理 ....114

5.5　手動(dòng)安裝和部署 Keystone .......116

5.5.1　創(chuàng)建 Keystone數(shù)據(jù)庫(kù) ......116

5.5.2　安裝和配置 Keystone及相關(guān) 組件 .................117

5.5.3　配置 Apache HTTP服務(wù)器 ....118

5.5.4　完成安裝 ...............118

5.5.5　為后續(xù)的服務(wù)創(chuàng)建統(tǒng)一的服務(wù)項(xiàng)目 ..................119

5.6　習(xí)題 .....................119



第6章　OpenStack鏡像服務(wù)...................120

6.1　鏡像服務(wù)基礎(chǔ) .................120

6.1.1　鏡像與鏡像服務(wù) ............120

6.1.2　Glance架構(gòu) ..............124

6.1.3　Glance工作流程 ...........125

6.1.4　理解鏡像和實(shí)例的關(guān)系 ........126

6.1.5　鏡像元數(shù)據(jù)定義 ...........129

6.1.6　Glance的配置文件 ..........130

6.2　管理 Glance鏡像 ..............131

6.2.1　基于 Web界面管理鏡像 ......131

6.2.2　基于命令行管理鏡像 ........133

6.2.3　鏡像的問(wèn)題排查 ............135

6.3　制作 OpenStack鏡像 ..........135

6.3.1　制作 OpenStack Linux鏡像 ....135

6.3.2　cloud-init工作機(jī)制及其 應(yīng)用 ..................139

6.3.3　制作 OpenStack Windows 鏡像 ..................145

6.4　手動(dòng)安裝和部署 Glance ........155

6.4.1　基礎(chǔ)工作 ...............155

6.4.2　安裝和配置組件 ...........155

6.4.3　完成安裝 ...............157

6.5　習(xí)題 .....................157



第7章　OpenStack計(jì)算服務(wù)...................158

7.1　OpenStack計(jì)算服務(wù)基礎(chǔ) ........158

7.1.1　什么是 Nova .............158

7.1.2　Nova系統(tǒng)架構(gòu) .............159

7.1.3　API組件 ...............159

7.1.4　Scheduler組件 ............160

7.1.5　Compute組件 ..............163

7.1.6　Conductor組件 ............164

7.1.7　Placement API組件 ........164

7.1.8　控制臺(tái)接口 ...............165

7.1.9　虛擬機(jī)實(shí)例化流程 ...........165

7.2　Nova部署架構(gòu) ..............166

7.2.1　Nova物理部署 .............166

7.2.2　Nova的 Cell架構(gòu) .........166

7.3　Nova的元數(shù)據(jù)工作機(jī)制 .......169

7.3.1　元數(shù)據(jù)及其注入 ............169

7.3.2　配置驅(qū)動(dòng)器 ...............169

7.3.3　元數(shù)據(jù)服務(wù) ...............171

7.3.4　虛擬機(jī)實(shí)例訪問(wèn)元數(shù)據(jù)服務(wù) .....172

7.4　使用和管理計(jì)算服務(wù) ..........173

7.4.1　部署虛擬機(jī)實(shí)例的前提 ........173

7.4.2　創(chuàng)建虛擬機(jī)實(shí)例 ............174

7.4.3　訪問(wèn)虛擬機(jī)實(shí)例 ............177

7.4.4　管理虛擬機(jī)實(shí)例 ............178

7.4.5　管理實(shí)例類(lèi)型 ............179

7.4.6　為虛擬機(jī)實(shí)例注入管理員密碼 ..................182

7.5　手動(dòng)安裝和部署 Nova ...........183

7.5.1　在控制節(jié)點(diǎn)上安裝和配置 Nova 組件 .................184

7.5.2　在計(jì)算節(jié)點(diǎn)上安裝和配置 Nova 組件 ...............186

7.6　習(xí)題 .....................187



第8章　OpenStack網(wǎng)絡(luò)服務(wù)...................189

8.1　Linux虛擬網(wǎng)絡(luò) ..............189

8.1.1　Linux網(wǎng)絡(luò)虛擬化 .........189

8.1.2　Linux虛擬網(wǎng)橋 ............190

8.1.3　虛擬局域網(wǎng) ...............190

8.1.4　開(kāi)放虛擬交換機(jī) ...........191

8.2　OpenStack網(wǎng)絡(luò)服務(wù)基礎(chǔ) ........192

8.2.1　Neutron網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ...........192

8.2.2　網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)與端口 ...........193

8.2.3　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕?lèi)型 ............193

8.2.4　Neutron基本架構(gòu) ...........194

8.2.5　neutron-server ...........195

8.2.6　插件、代理與網(wǎng)絡(luò)提供者 .....196

8.2.7　Neutron的物理部署 ........196

8.3　Neutron主要插件、代理與服務(wù) ...197

8.3.1　ML2插件 .................197

8.3.2　Linux Bridge代理 ...........198

8.3.3　Open vSwitch代理 ..........199

8.3.4　DHCP代理 ...............200

8.3.5　Linux網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)空間 .........202

8.3.6　Neutron路由器 ............203

8.3.7　L3代理 .................204

8.3.8　FWaaS..................205

8.4　Neutron網(wǎng)絡(luò)配置和管理 ......205

8.4.1　虛擬網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型 ............206

8.4.2　OpenStack網(wǎng)絡(luò)命令行 ........209

8.4.3　創(chuàng)建提供者網(wǎng)絡(luò) ...........210

8.4.4　創(chuàng)建自服務(wù)網(wǎng)絡(luò) ...........211

8.4.5　配置虛擬路由器 ...........214

8.5　手動(dòng)安裝和部署 Neutron ......217

8.5.1　主機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置 ............217

8.5.2　安裝和配置控制節(jié)點(diǎn) ........218

8.5.3　安裝和配置計(jì)算節(jié)點(diǎn) ........220

8.6　習(xí)題 .....................221



第9章　OpenStack存儲(chǔ)服務(wù)...................222

9.1　Cinder塊存儲(chǔ)服務(wù)基礎(chǔ) ........222

9.1.1　Cinder的主要功能 ...........222

9.1.2　Cinder與 Nova的交互 ........223

9.1.3　Cinder架構(gòu) ..............223

9.1.4　cinder-api服務(wù) ...........225

9.1.5　cinder-scheduler服務(wù) ........225

9.1.6　cinder-volume服務(wù) ........226

9.1.7　cinder-backup服務(wù) ........229

9.1.8　Cinder的物理部署 ...........230

9.2　Cinder的配置與管理 .........230

9.2.1　圖形界面的卷操作 ...........230

9.2.2　命令行的卷操作 ............235

9.2.3　配置存儲(chǔ)后端 ............237

9.2.4　管理塊存儲(chǔ)服務(wù)配額 ........239

9.3　手動(dòng)安裝和部署 Cinder .........240

9.3.1　安裝和配置存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn) ........240

9.3.2　安裝和配置控制節(jié)點(diǎn) ........242

9.3.3安裝和配置備份服務(wù)　........243

9.4　Swift對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng) ............243

9.4.1　Swift概述 ................243

9.4.2　對(duì)象的層次數(shù)據(jù)模型 ........244

9.4.3對(duì)象存儲(chǔ)的組件　............245

9.4.4　對(duì)象存儲(chǔ)集群的層次結(jié)構(gòu) .....248

9.4.5Swift架構(gòu)　................249

9.5　Swift的配置與管理 ............250

9.5.1　代理服務(wù)及其配置 ...........250

9.5.2　存儲(chǔ)服務(wù)及其配置 ...........252

9.5.3　一致性服務(wù)及其配置 ........253

9.5.4　環(huán)的創(chuàng)建和管理 ............255

9.5.5　存儲(chǔ)策略管理 ............258

9.6　手動(dòng)安裝和部署 Swift ...........260

9.6.1　配置網(wǎng)絡(luò) ...............260

9.6.2　安裝和配置控制節(jié)點(diǎn) ........260

9.6.3　安裝和配置存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn) ........261

9.6.4　創(chuàng)建和分發(fā)初始環(huán) ...........263

9.6.5　完成安裝 ...............265

9.7　習(xí)題 .....................265



第10章　OpenStack計(jì)量與監(jiān)控................267

10.1　Telemetry服務(wù)概述 ...........267

10.1.1　Telemetry服務(wù)的子項(xiàng)目 ...267

10.1.2　Telemetry服務(wù)的架構(gòu) ......268

10.2　Ceilometer數(shù)據(jù)收集服務(wù) ......269

10.2.1　Ceilometer的主要功能 .....269

10.2.2　數(shù)據(jù)類(lèi)型計(jì)量項(xiàng)和事件 ......269

10.2.3　Ceilometer的架構(gòu) .........270

10.2.4　數(shù)據(jù)處理和管道 ..........272

10.2.5　存儲(chǔ)和訪問(wèn)數(shù)據(jù) ..........273

10.3　Gnocchi資源索引和計(jì)量存儲(chǔ)服務(wù) .................273

10.3.1　Gnocchi簡(jiǎn)介 .............274

10.3.2　Gnocchi的基本架構(gòu) .......274

10.3.3　Gnocchi的后端存儲(chǔ) .......275

10.3.4　Gnocchi的歸檔策略 .......275

10.3.5　規(guī)劃 Gnocchi的存儲(chǔ) ......276

10.3.6Statsd　.................277

10.3.7　API..................277

10.3.8　Metricd...............277

10.4　配置和管理計(jì)量和監(jiān)控服務(wù) .....277

10.4.1　數(shù)據(jù)收集配置 .............277

10.4.2　管道配置 ................280

10.4.3　發(fā)布器配置 .............281

10.4.4　配置和管理 Gnocchi .......281

10.4.5　通過(guò) Gnocchi API管理和使用計(jì)量服務(wù) ................283

10.5　手動(dòng)安裝計(jì)量和監(jiān)控服務(wù) ........284

10.5.1　安裝和配置 Telemetry服務(wù)....................284

10.5.2　啟用計(jì)算服務(wù)計(jì)量 .........286

10.5.3　啟用塊存儲(chǔ)計(jì)量 ..........287

10.5.4　啟用對(duì)象存儲(chǔ)計(jì)量 .........288

10.5.5　啟用其他 OpenStack服務(wù)計(jì)量....................288

10.6　Aodh警告服務(wù) ............289

10.6.1　Aodh的組件 ..............289

10.6.2　Aodh的系統(tǒng)架構(gòu) ...........289

10.6.3管理和使用　Aodh警告 ......291

10.6.4使用警告　................291

10.6.5　手動(dòng)安裝 Aodh警告服務(wù) ...293

10.7　習(xí)題 ......................295



第11章　OpenStack編排服務(wù)................296

11.1　Heat編排服務(wù)基礎(chǔ) ..........296

11.1.1　什么是編排服務(wù) ..........296

11.1.2　Heat的目的和任務(wù) ........297

11.1.3　Heat架構(gòu) ...............297

11.2　Heat編排模板 .............298

11.2.1　模板結(jié)構(gòu) .................299

11.2.2　模板版本與描述信息 .......300

11.2.3　參數(shù)組 .................300

11.2.4　輸入?yún)��?shù) ................300

11.2.5資源　....................302

11.2.6輸出參數(shù)　.................303

11.2.7條件　....................303

11.2.8　內(nèi)置函數(shù) .................303

11.3　管理和使用 Heat編排 .........305

11.3.1　使用 packstack命令安裝 Heat 服務(wù)...............305

11.3.2　創(chuàng)建棧完成編排任務(wù) .......306

11.3.3　創(chuàng)建模板定制編排任務(wù) ......308

11.4　安裝和配置 Heat .............312

11.4.1準(zhǔn)備　....................312

11.4.2安裝和配置組件　..........313

11.4.3　完成安裝 ................314

11.5　習(xí)題 ......................314



第12章　多節(jié)點(diǎn) OpenStack 云平臺(tái)...............315

12.1　增加一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn) ............315

12.1.1　準(zhǔn)備安裝 .................315

12.1.2　編輯應(yīng)答文件 .............316

12.1.3運(yùn)行　Packstack安裝 ......317

12.1.4　驗(yàn)證雙節(jié)點(diǎn)部署 ..........318

12.1.5　管理主機(jī)聚合 .......320

12.2虛擬機(jī)實(shí)例的遷移　........322

12.2.1　在計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間配置 SSH無(wú)密碼訪問(wèn) .......322

12.2.2　虛擬機(jī)實(shí)例的冷遷移 ...323

12.2.3　虛擬機(jī)實(shí)例的實(shí)時(shí)遷移 ...325

12.3　多節(jié)點(diǎn) OpenStack的部署 .....333

12.3.1　使用工具部署多節(jié)點(diǎn) OpenStack........333

12.3.2　手動(dòng)部署多節(jié)點(diǎn) OpenStack ...333

12.4　習(xí)題 .............334