OpenStack云计算平台搭建与管理（openEuler）（微课版） 教案 第14讲 OpenStack的云主机管理者-Nova

PAGE76云计算基础平台搭建与应用课程教案授课题目：第14讲OpenStack的云主机管理者——Nova教学时数：4授课类型：R理论课R实践课教学目的、要求：了解Nova的功能了解Nova的组件构成及功能了解Nova的基本工作过程能够安装配置Nova放置组件教学重点：Nova的组件构成及基本工作过程安装配置Nova服务教学方法和手段：通过微课讲解跟着视频实作教学条件：网课参考资料：

云计算基础平台搭建与应用课程教案教学内容及过程旁批课前准备：检查自己前面的系统配置是否完全完成，必须完成后才能进入这一段学习。并且先进行系统快照。教学引入：OpenStack云主机的创建和管理是由Nova组件负责的。安装Nova组件和前面的Keystone、Glance、Placement组件类似，但是它需要在两个节点（控制节点和计算节点）上进行安装，其中计算节点主机负责生成云主机。Nova是OpenStack中最核心的服务模块，负责管理和维护计算资源。比如平台提供的核心服务——云主机也称为实例（Instances）的整个生命周期的所有活动都由Nova管理。教学内容与教学设计：14.1Nova的基本概念14.1.1计算服务（Nova）Nova负责管理OpenStack中云主机实例的创建、删除、启动、停止等。Nova位于Openstack架构的中心，其他服务或者组件（比如Glance、Placement、Cinder、Neutron等）对它提供支持。其中Glance为实例提供镜像、Cinder为实例提供块存储、Neutron为实例提供网络支持。Nova自身并没有任何虚拟化能力，它通过Libvirt（一种管理虚拟化平台的开源应用接口）来创建和管理云主机。LibvirtAPI是管理虚拟化平台的开源的应用接口，提供对多种虚拟化技术如KVM、Xen、VMwareESX，QEMU和其他虚拟化技术的统一接口服务。14.1.2Nova计算服务的组件架构Nova这一组件由许多的小组件组成，主要组件如图14.1所示。图14.1Nova的模块组成Nova-api接收和响应外部请求，也是外部可用于管理NOVA的唯一组件。它是对外的窗口，负责与外部联系并响应用户的请求。Nova-scheduler虚拟机调度服务，与Placement合作，负责从计算机集群中选择某一主机去创建虚拟机。Nova-computeNova的核心服务，负责虚拟机的创建以及资源的分配。它本身并不提供任何虚拟化功能，但它却通过LibvirtAPI实现生成、管理不同的虚拟机形式（如KVM、Xen、QEMU等）云主机。如图14.1所示，三个组件之间的信息并不是直接传递，而是通过消息队列（RabbitMQ）进行消息的传递。Nova-conductorNova还有一个重要的组件是Nova-conductor，它负责与数据库的连接管理，Nova中其他组件均通过它与数据库交互。14.1.3Nova的基本工作流程图14.2创建云主机基本流程通过图14.2我们可以知道，在OpenStack中创建实例的大致流程为：1.用户通过管理界面或命令行发起实例创建请求，Keystone从请求中获取用户相关信息并进行身份验证；2.验证通过后，用户获得认证Token，实例创建请求通过Nova-api传递给Nova-scheduler；3.Nova-scheduler进行实例创建目的主机的调度选择，主机选取完成后，请求转入Nova-compute;4.Nova-compute通过Nova-conductor从数据库中获取创建实例的信息，在成功获取实例信息后，Nova-compute分别与Glance、Neutron和Cinder交互以获取镜像资源、网络资源和云存储资源；5.一切资源准备就绪后，Nova-compute调用Libvirt接口来创建虚拟机。14.2安装与配置控制节点Nova计算服务14.2.1安装和配置Nova安装Nova软件包[root@controller~]#yuminstallopenstack-nova-apiopenstack-nova-conductoropenstack-nova-novncproxyopenstack-nova-scheduler-y以上语句共安装了四个软件，它们分别是：openstack-nova-api：Nova与外部的接口组件；openstack-nova-conductor：Nova数据库服务，提供数据库访问；openstack-nova-novncproxy：Nova的vnc服务，提供虚拟控制台，用户可以通过该控制台管理实例；nova-scheduler：Nova调度服务，以选择某台计算节点主机进行创建实例。安装软件包时和前面几章的组件一样会自动创建“nova”用户和同名的用户组。[root@controller~]#cat/etc/passwd|grepnovanova:x:162:162:OpenStackNovaDaemons:/var/lib/nova:/sbin/nologin[root@controller~]#cat/etc/group|grepnovanobody:x:99:novanova:x:162:nova如上面的语句执行后能获得数据，则说明“nova”用户和用户组已经创建成功。创建一个nova数据库并授权进入数据库[root@controller~]#mysql-uroot-p000000因为MariaDB数据库完全兼容MySql数据库，因此在使用方式上是与MySql数据库是一样的。该命令的参数“-u”后为用户名，“-p”后为密码，可以不需要空格。登录数据库成功后就进入如上画面。建立nova数据库Nova需要创建三个数据库，分别是nova、nova_api、nova_cell0数据库，我们采用下面三条语句进行创建：MariaDB[（none）]>CREATEDATABASEnova;MariaDB[（none）]>

CREATEDATABASEnova_api;MariaDB[（none）]>

CREATEDATABASEnova_cell0;为数据库授权分别给三个数据各授予nova用户从本地和远程的访问权限。数据库nova授权MariaDB[（none）]>GRANTALLPRIVILEGESONnova.*TO'nova'@'localhost'IDENTIFIEDBY'NOVA_DBPASS';MariaDB[（none）]>GRANTALLPRIVILEGESONnova.*TO'nova'@'%'IDENTIFIEDBY'NOVA_DBPASS';数据库nova_api授权MariaDB[（none）]>GRANTALLPRIVILEGESONnova_api.*TO'nova'@'localhost'IDENTIFIEDBY'NOVA_DBPASS';MariaDB[（none）]>GRANTALLPRIVILEGESONnova_api.*TO'nova'@'%'IDENTIFIEDBY'NOVA_DBPASS';数据库nova_cell0授权MariaDB[（none）]>GRANTALLPRIVILEGESONnova_cell0.*TO'nova'@'localhost'IDENTIFIEDBY'NOVA_DBPASS';MariaDB[（none）]>GRANTALLPRIVILEGESONnova_cell0.*TO'nova'@'%'IDENTIFIEDBY'NOVA_DBPASS';【提示】密码可以根据需要变更，不一定是'NOVA_DBPASS'，但是需要记住更改后的密码，后面配置连接数据库的配置文件时会使用得到。退出数据库MariaDB[（none）]>exit;修改Nova配置文件该文件为“/etc/nova/nova.conf”。备份配置文件[root@controller~]#cp/etc/nova/nova.conf/etc/nova/nova.conf.bak去掉所有注释，生成新的配置文件[root@controller~]#grep-Ev'^$|#'/etc/nova/nova.conf.bak>/etc/nova/nova.conf编辑新的配置文件[root@controller~]#vi/etc/nova/nova.conf我们可以看到该文件内容已经不存在空行和注释行。接下来针对该配置文件进行如下修改。[DEFAULT]enabled_apis=osapi_compute,metadatatransport_url=rabbit://openstack:RABBIT_PASS@controller:5672/my_ip=0use_neutron=truefirewall_driver=nova.virt.firewall.NoopFirewallDriver[api]auth_strategy=keystone[api_database]connection=mysql+pymysql://nova:NOVA_DBPASS@controller/nova_api

[database]connection=mysql+pymysql://nova:NOVA_DBPASS@controller/nova[glance]api_servers=http://controller:9292[keystone_authtoken]www_authenticate_uri=http://controller:5000/auth_url=http://controller:5000/memcached_servers=controller:11211auth_type=passwordproject_domain_name=Defaultuser_domain_name=Defaultproject_name=serviceusername=novapassword=NOVA_PASS[oslo_concurrency]lock_path=/var/lib/nova/tmp[placement]region_name=RegionOneproject_domain_name=Defaultproject_name=serviceauth_type=passworduser_domain_name=Defaultauth_url=http://controller:5000/v3username=placementpassword=PLACEMENT_PASS[vnc]enabled=trueserver_listen=$my_ipserver_proxyclient_address=$my_ip【提示】“my_ip”是当前主机也就是控制节点的IP；在这个配置文件中要设置Nova与消息队列RabbitMQ、Placement、nova和nova_api两个数据库的连接，需要用到它们的用户名和密码，请根据你所实际更改的用户名和密码进行修改；在[keystone_authtoken]配置中设置的用户名（username）和密码（password）可以根据需求更改，但需要记住它们，它们必须和后面给Nova组件进行初始化时添加的用户名和密码一致；[oslo_concurrency]中“lock_path”用于存储并发文件的路径，其中“/var/lib/nova/”文件夹是Nova安装时就已经存在的，已经授予了nova用户权限，所以如果你在工作中需要更改目录，请注意权限问题。同步数据库将Nova本地文件信息传入数据库生成数据表：[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-manageapi_dbsync"nova[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-managecell_v2map_cell0"nova[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-managecell_v2create_cell--name=cell1--verbose"nova[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-managedbsync"nova验证novacell0和cell1是否正确注册[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-managecell_v2list_cells"nova14.2.2Nova组件初始化在OpenStack中创建nova用户并分配admin角色导入admin环境变量[root@controller~]#.admin-openrc在OpenStack中创建用户“nova”[root@controller~]#openstackusercreate--domaindefault--passwordNOVA_PASSnova该语句在default域中创建了一个名为nova，密码为NOVA_PASS的用户。【提示】这里的用户名和密码要和在配置文件中[keystone_authtoken]节里的用户名和密码一致。给用户“nova”设定角色为“admin”[root@controller~]#openstackroleadd--projectservice--usernovaadmin该语句为service项目下的nova用户添加一个admin角色，也就是让nova具有admin的权限。创建服务实体“nvoa”[root@controller~]#openstackservicecreate--namenovacompute该语句创建了一个名为nova，类型为compute的服务。创建Nova计算服务访问端点（Endpoint）创建为一般用户访问Nova服务的端点（Endpoint）[root@controller~]#openstackendpointcreate--regionRegionOnecomputepublichttp://controller:8774/v2.1创建为内部组件访问Nova服务的端点（Endpoint）[root@controller~]#openstackendpointcreate--regionRegionOnecomputeinternalhttp://controller:8774/v2.1创建为admin用户访问Nova服务的端点（Endpoint）[root@controller~]#openstackendpointcreate--regionRegionOnecomputeadminhttp://controller:8774/v2.1启动控制节点的Nova计算服务[root@controller~]#systemctlenableopenstack-nova-apiopenstack-nova-scheduleropenstack-nova-conductoropenstack-nova-novncproxy#开机启动[root@controller~]#systemctlstartopenstack-nova-apiopenstack-nova-scheduleropenstack-nova-conductoropenstack-nova-novncproxy#立即启动14.2.3验证控制节点的Nova计算服务这里我们采用三种方式来验证服务查看端口占用情况Nova服务会占用8774和8775端口，通过查看这两个端口的状态，可以判断nova服务是否已经运行。[root@controller~]#netstat-tnlup检验服务端点[root@controller~]#curlhttp://controller:8774能得到这样的返回数据说明服务正常。查看服务运行状态[root@controller~]#nova-statusupgradecheck可以看到四个Success，说明服务运行正常。14.3安装和配置计算节点Nova计算服务先确定计算节点主机已经启动，并用SSH客户端连上计算节点主机IP如：“0”。14.3.1安装和配置Nova安装Nova软件包[root@compute~]#yuminstallopenstack-nova-compute-y这里的安装用时比较长，需要耐心等待。安装完成后与控制节点一样会自动生成Linux的用户“nova”和同名用户组。[root@compute~]#cat/etc/passwd|grepnovanova:x:162:162:OpenStackNovaDaemons:/var/lib/nova:/sbin/nologin[root@compute~]#cat/etc/group|grepnovanobody:x:99:novaqemu:x:107:novalibvirt:x:991:novanova:x:162:nova修改Nova配置文件该文件为“/etc/nova/nova.conf”。备份配置文件[root@compute~]#cp/etc/nova/nova.conf/etc/nova/nova.conf.bak去掉所有注释，生成新的配置文件[root@compute~]#grep-Ev'^$|#'/etc/nova/nova.conf.bak>/etc/nova/nova.conf编辑新的配置文件[root@compute~]#vi/etc/nova/nova.conf按照下面所示对文件进行修改[DEFAULT]enabled_apis=osapi_compute,metadatatransport_url=rabbit://openstack:RABBIT_PASS@controllermy_ip=0use_neutron=truefirewall_driver=nova.virt.firewall.NoopFirewallDriver[api]auth_strategy=keystone[glance]api_servers=http://controller:9292[keystone_authtoken]www_authenticate_uri=http://controller:5000/auth_url=http://controller:5000/memcached_servers=controller:11211auth_type=passwordproject_domain_name=Defaultuser_domain_name=Defaultproject_name=serviceusername=novapassword=NOVA_PASS[oslo_concurrency]lock_path=/var/lib/nova/tmp[placement]region_name=RegionOneproject_domain_name=Defaultproject_name=serviceauth_type=passworduser_domain_name=Defaultauth_url=http://controller:5000/v3username=placementpassword=PLACEMENT_PASS[vnc]enabled=trueserver_listen=server_proxyclient_address=$my_ipnovncproxy_base_url=0:6080/vnc_auto.html【提示】这里“my_ip”是当前主机也就是计算节点的IP；在这个配置文件中要设置Nova与消息队列RabbitMQ、Placement的连接，需要用到它们的用户名和密码，请根据你所实际更改的用户名和密码进行修改；在[keystone_authtoken]配置中设置的用户名（username）和密码（password）必须和控制节点配置的用户名和密码一致；[oslo_concurrency]中“lock_path”用于存储并发文件的路径，其中“/var/lib/nova/”文件夹是Nova安装后就已经存在的，已经授予了nova用户权限，所以如果你在工作中需要更改目录，请注意权限问题。虚拟机不支持硬件加速时的Nova设置[root@compute~]#grep-c'（vmx|svm）'/proc/cpuinfo如果得到的信息是0，那么说明计算节点不支持虚拟机硬件加速。我们就需要对“/etc/nova/nova.conf”再次进行修改，配置[libvirt]部分“virt_type”为使用QEMU而不是默认的KVM。如下进行修改：[libvirt]virt_type=qemu【提示】修改成qemu后并不会改变“grep-c'（vmx|svm）'/proc/cpuinfo”获得的值。启动计算节点的Compute服务[root@compute~]#systemctlenablelibvirtdopenstack-nova-compute#开机启动[root@compute~]#systemctlstartlibvirtdopenstack-nova-compute#立即启动【命令解释】Libvirtd：是管理虚拟化平台的开源的API，提供对KVM、Xen、VMwareESX，QEMU和其他虚拟化技术的统一管理接口服务。openstack-nova-compute：是管理虚拟机的核心服务，在计算节点上运行。14.3.2验证计算节点Nova计算服务我们可以通过查看线程运行情况来验证Nova计算服务的运行是否正常。查看nova-compute服务[root@compute~]#psaux|grepnova查看livirtd服务[root@compute~]#ps-aux|greplibvirtd14.4发现计算节点并验证服务本节任务操作均在控制节点上执行。14.4.1发现计算节点导入环境变量进行鉴权[root@controller~]#.admin-openrc发现新的计算节点[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-managecell_v2discover_hosts--verbose"nova由于OpenStack系统中可以有多个计算节点的存在，每增加一个新的节点就需要运行上面的语句进行发现。设置适当的自动发现时间间隔[root@controller~]#vi/etc/nova/nova.conf在配置文件中修改如下配置，间隔60秒自动发现一次[scheduler]discover_hosts_in_cells_interval=60重启nova-api服务[root@controller~]#systemctlrestartopenstack-nova-api14.4.2验证Nova计算服务查看计算服务列表[root@controller~]#openstackcomputeservicelist此语句查看运算单元的所有服务列表。这里可以看到有三个服务：nova-conductor、nova-scheduler、nova-compute。其中nova-conductor和nova-scheduler安装在控制节点，nova-compute安装在计算节点，它们都处于启用（enabled）和开启（up）状态。查看所有OpenStack服务及端点目录[root@controller~]#openstackcataloglist可以从上面看到OpenStack中已存在的四个服务名、类型和它们的服务端点（Endpoints）信息。查看Nova服务状态[root@controller~]#nova-statusupgradechec