云基础及其运维 4

私有云基础架构与运维项目2OpenStack云平台的部署安装本项目通过需求分析，首先为OpenStack平台选择其运行的操作系统，然后采用“All-in-one”一体化部署模式，使用RedHat（红帽）公司推出的OpenStack快捷安装部署工具RDO，实现了OpenStack云平台的快速部署，为后续项目的学习和测试提供了一个基础验证环境。1．知识目标（1）了解可运行OpenStack平台的操作系统有哪些；（2）掌握OpenStack的部署拓扑；（3）了解OpenStack的常用部署工具；（4）掌握OpenStack单节点部署的方法和步骤。2．技能目标（1）具备熟练使用Linux相关知识点的能力；（2）具备完成云计算管理平台部署需求与规划的能力；（3）能够完成OpenStack单节点的快速部署。3．素质目标（1）具有学习新知识、掌握新技能得能力；（2）具备分析问题和解决问题的能力；（3）具有创新能力、创业思维的综合性能力。学习目标学习导图目录任务2.1项目需求分析任务2.2选择项目部署拓扑任务2.3项目环境和工具准备任务2.4OpenStack云管理平台的单节点安装部署任务2.5通过Dashboard初步体验OpenStack云计算管理平台任务2.1项目需求分析OpenStack的安装部署是云平台项目搭建的第一个环节，对于整个云平台具有至关重要的影响。本项目为确保OpenStack云平台的稳定运行、高效运维和持续发展，在项目的测试和开发阶段之前，项目开发人员首先希望采用快速搭建的方式进行云平台的安装，并进行项目环境的基本测试，从而避免项目在正式开发阶段出现问题，保证项目的顺利进行。OpenStack作为一个开源的云计算管理平台，提供了构建云计算基础架构所需的核心组件，包括计算（Nova）、存储（Swift、Cinder）、网络（Neutron）和安全（Keystone）等服务。这些组件共同构成了云平台的基础架构，是云平台运行和服务的基石。OpenStack云平台的安装部署是云计算项目的关键一步，对整个云平台的影响体现在以下几个方面。项目需求分析

（1）影响云平台的稳定性和可靠性OpenStack的安装部署质量直接影响云平台的稳定性和可靠性。一个成功部署的OpenStack平台能够确保各种云服务的高效、稳定运行，为用户提供可靠的计算资源和服务。相反，如果安装部署过程中存在问题或缺陷，可能会导致云平台运行不稳定、性能下降甚至服务中断，严重影响用户体验和业务连续性。

（2）决定云平台的可扩展性和灵活性OpenStack平台具有高度的可扩展性和灵活性，能够根据业务需求进行动态调整和优化。然而，这种可扩展性和灵活性很大程度上取决于安装部署的质量和配置。一个成功部署的OpenStack平台能够支持无缝的扩展和定制，满足用户多样化的需求。同时，通过合理的配置和优化，可以进一步提高云平台的性能和效率。项目需求分析

（3）影响云平台的运维效率和成本OpenStack的安装部署还直接影响到云平台的运维效率和成本。一个成功部署的OpenStack平台能够提供丰富的运维工具和管理界面，帮助运维人员轻松管理云平台的各项资源和服务。同时，通过合理的部署和配置，可以优化资源利用、降低能耗和减少维护成本。相反，如果安装部署不当或配置不合理，可能会增加运维难度和成本，降低云平台的整体效益。

（4）促进云平台的持续创新和发展OpenStack作为一个开源项目，拥有庞大的社区支持和开发力量。成功的安装部署可以吸引更多的开发者和用户参与到OpenStack的生态系统中来，共同推动OpenStack的发展和创新。同时，通过与其他开源项目和技术的集成和融合，可以进一步拓展OpenStack的应用场景和功能范围，为用户提供更加丰富和完善的云服务。项目需求分析因此，OpenStack的安装部署对整个云平台的搭建具有至关重要的影响。为了确保云平台的稳定运行、高效运维和持续发展，必须高度重视OpenStack的安装部署工作，并严格按照规范和要求进行操作和配置。项目需求分析任务2.2选择项目部署拓扑在OpenStack云平台项目的安装部署前，首先要确定OpenStack的部署拓扑。OpenStack的部署拓扑通常指的是服务组件在不同节点上的分布。OpenStack是一个分布式系统，由若干不同功能的节点（Node）组成，OpenStack的不同服务组件将部署在这些节点上。因此，设计好OpenStack的部署拓扑是安装之前最重要的一项工作。OpenStack的功能节点（Node）主要包括控制节点、计算节点、网络节点以及存储节点。在这些节点上分别部署着OpenStack的不同服务组件，具体情况如下。选择项目部署拓扑

1.控制节点（ControllerNode）：负责整个OpenStack环境的管理和控制功能，其上运行的服务有用户认证服务（Keystone），镜像服务（Glance），Web界面管理服务（Horizon）以及计算服务（Nova）和网络服务（Neutron）中与管理相关的组件。控制节点也运行支持配置在OpenStack云平台的其他服务，例如SQL数据库（通常是MySQL）、消息队列（通常是RabbitMQ）和网络时间服务NTP。

2.计算节点（ComputeNode）：负责执行虚拟机（VirtualMachines，VMs）的创建、运行和管理。其上运行虚拟机管理服务（Hypervisor），用来负责管理虚拟机的运行和调度，同时还包括Nova服务的Compute部分，Neutron服务的Agent部分，用于处理网络流量，为虚拟机提供网络支持。选择项目部署拓扑

3.网络节点（NetworkNode）：负责处理网络相关的任务，如虚拟网络的创建、路由、防火墙等。其上运行的服务为Neutron，为OpenStack提供二层网络服务和三层网络服务，包括虚拟机网络、DHCP、路由、NAT等。

4.存储节点（StorageNode）：提供存储服务，用于存储虚拟机镜像、快照、卷等数据。主要包括块存储服务（Cinder）或对象存储服务（Swift）。选择项目部署拓扑OpenStack平台分为控制节点、计算节点、网络节点以及存储节点是从不同节点所对应的功能上进行的逻辑划分，在实际部署时可以根据用户需求进行灵活配置。比如，在大规模OpenStack生产环境中，每类节点都分别部署在若干台物理服务器上，各司其职并互相协作。这样的环境具备优良的伸缩性和高可用性。根据本项目的需求，属于规模较小的云计算平台项目或者OpenStack初学者所对应云平台项目，这样可以更少的使用服务器资源。基于此，OpenStack的这些节点可以部署在更少的物理服务器或者虚拟机上。在最小的实验环境中，可以将OpenStack所有节点都部署到一台物理服务器或者虚拟机上。麻雀虽小五脏俱全，通常这样的部署模式称为All-in-One部署。选择项目部署拓扑任务2.3项目环境和工具准备OpenStack作为一个开源的云计算平台，其云操作系统可以安装在多种支持OpenStack的操作系统服务器上。一般来说，Linux操作系统因其稳定性和对开源软件的支持而被广泛使用。目前常用来安装运行OpenStack的Linux操作系统的不同版本如下：

CentOS：CentOS是安装OpenStack的流行选择之一。特别是对于寻求稳定且长期支持的企业环境。CentOS基于RedHatEnterpriseLinux（RHEL）的源代码构建，免费且开源，适合那些希望在保持成本效益的同时享受企业级特性的用户。

Ubuntu：Ubuntu是另一个流行的选择，Ubuntu社区提供了丰富的文档和支持，使得在Ubuntu上安装和配置OpenStack变得相对容易。此外，Ubuntu的更新和补丁发布也较为及时，有助于保持OpenStack环境的稳定性和安全性。

Debian：Debian是目前世界最大的非商业性Linux发行版之一，Debian以其强大的软件包管理系统和广泛的软件仓库而闻名，用户可以在Debian上轻松安装和配置OpenStack组件。选择CentOS作为OpenStack云操作系统的底层服务器操作系统，可以充分利用其稳定性、可靠性、对OpenStack的良好支持、庞大的社区支持和企业级特性等优势。2.3.1选择OpenStack服务器的操作系统

1.稳定性和可靠性CentOS是基于RedHatEnterpriseLinux（RHEL）的开源版本，继承了RHEL的稳定性和可靠性。CentOS注重系统的长期稳定运行，软件包更新相对保守，这有助于减少因频繁更新带来的不稳定因素。在需要高稳定性和长期支持的企业级环境中，CentOS是理想的选择。

2.对OpenStack的支持CentOS作为RedHat系列的一部分，CentOS在OpenStack社区中享有较高的声誉。RedHat作为OpenStack基金会的白金会员，对OpenStack项目提供了大量的支持和贡献。因此，CentOS上运行OpenStack可以获得良好的支持和丰富的文档资源。2.3.1选择OpenStack服务器的操作系统

3.社区支持和资源CentOS拥有庞大的全球社区支持，用户可以通过社区论坛、邮件列表等方式获取技术支持和帮助。此外，CentOS还提供了丰富的文档和教程资源，帮助用户更好地理解和使用CentOS以及在其上部署OpenStack。

4.企业级特性和兼容性CentOS具有企业级特性和与RHEL的兼容性，这使得它成为许多企业和组织在选择云计算平台时的首选。对于需要与RHEL兼容或迁移的应用场景，CentOS是理想的替代方案。本教材将采用CentOS8为例，作为运行OpenStack平台的操作系统进行讲解。2.3.1选择OpenStack服务器的操作系统OpenStack发展迅猛，为很好的解决OpenStack部署的问题，让安装、配置简单易用，很多OpenStack部署工具完全可用于生产环境的自动化部署，与手动部署相比，使用部署工具部署OpenStack的难度低，部署效率高。RDO是RedHatEnterpriseLinuxOpenStackPlatform的社区版，作为一款开源的OpenStack部署工具，可以在CentOS、Fedora和RedHatEnterpriseLinux操作系统上部署OpenStack，并支持单节点和多节点部署。RDO项目整合上游的OpenStack版本，然后根据RedHat的操作系统进行裁剪和定制，帮助用户进行选择，让用户只需简单的几步就能完成OpenStack的部署。对于本项目中要求通过一个简单、直观、快速的方式来配置安装OpenStack平台，就可以利用RDO的Packstack安装工具来快速部署OpenStack云测试平台，为众多学习或开发OpenStack的用户提供一种高效、快速搭建环境的方式。这种方式搭建的OpenStack平台不适合生产环境，通常用于在小型环境中快速开发验证OpenStack的相关特性。对于生产环境来说，可以考虑利用RDO的TripleO产品来部署云平台，TripleO的全称为“OpenStackonOpenStack”，意思即“云上云”。TripleO是一个官方的OpenStack项目，目标是使用一套现成的OpenStack组件在物理裸金属硬件上部署和管理生产环境的云。与其他OpenStack的部署工具不同，TripleO以OpenStack本来的云设施为基础来安装、升级和运行OpenStack云，基于Nova、Neutron、Ironic和Heat自动化部署和管理来自动化部署和伸缩OpenStack集群。2.3.2OpenStack的部署工具任务2.4OpenStack云管理平台的单节点安装部署

1.虚拟机的硬件配置2.4.1准备OpenStack单节点部署的安装环境硬件\需求详细信息CPU支持Intel64或AMD64CPU扩展，并启用了AMD-v或IntelVT硬件虚拟化支持的64位x86处理器，逻辑CPU个数为4核内存至少8GB网络1个1Gbit/s网卡（网卡以NAT模式接入宿主机网络）硬盘空间至少20GB

2.设置网络环境2.4.1准备OpenStack单节点部署的安装环境

3.虚拟机初始化配置2.4.1准备OpenStack单节点部署的安装环境(1)网卡配置[root@localhost~]#vi/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens160TYPE=EthernetPROXY_METHOD=noneBROWSER_ONLY=noBOOTPROTO=staticDEFROUTE=yesIPV4_FAILURE_FATAL=noIPV6INIT=yesIPV6_AUTOCONF=yesIPV6_DEFROUTE=yesIPV6_FAILURE_FATAL=noNAME=ens160UUID=f1689dcb-e1f9-46d0-b158-b069d2935666DEVICE=ens160ONBOOT=yesIPADDR=0NETMASK=GATEWAY=DNS1=[root@localhost~]#nmclicupens160[root@localhost~]#nmclidreapplyens160[root@localhost~]#nmclidconnectens160[root@localhost~]#reboot

3.虚拟机初始化配置2.4.1准备OpenStack单节点部署的安装环境[root@localhost~]#hostnamectlset-hostnameopenstack[root@localhost~]#bash[root@openstack~]#cat/etc/hostslocalhostlocalhost.localdomainlocalhost4localhost4.localdomain4::1localhostlocalhost.localdomainlocalhost6localhost6.localdomain60openstack

（2）更改主机名

（3）禁用防火墙与SELinux[root@openstack~]#systemctlstopfirewalld[root@openstack~]#systemctldisablefirewalldRemoved/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.Removed/etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.0#临时禁用SELINUX[root@openstack~]#setenforce0[root@openstack~]#cat/etc/selinux/config#修改SELINUX的属性值SELINUX=disabled

3.虚拟机初始化配置2.4.1准备OpenStack单节点部署的安装环境[root@openstack~]#ssh-keygen[root@openstack~]#ssh-copy-idroot@0

（4）免密登录

（5）停用NetworkManager服务[root@openstack~]#systemctldisableNetworkManagerRemoved/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/NetworkManager.service.Removed/etc/systemd/system/dbus-org.freedesktop.nm-dispatcher.service.Removed/etc/systemd/system/network-online.target.wants/NetworkManager-wait-online.service.[root@openstack~]#systemctlstopNetworkManager

3.虚拟机初始化配置2.4.1准备OpenStack单节点部署的安装环境[root@openstack~]#cd/etc/yum.repos.d/[root@openstack~]#sed-i's/mirrorlist/#mirrorlist/g'/etc/yum.repos.d/CentOS-*[root@openstack~]#sed-i's|#baseurl=|baseurl=|g'/etc/yum.repos.d/CentOS-*[root@openstack~]#yummakecache[root@openstack~]#yumupdate-y

（6）YUM源配置

（7）启动powertools存储库[root@openstack~]#yuminstall-yyum-utils[root@openstack~]#yum-config-manager--enablepowertools

1.准备所需的软件库2.4.2通过Packstack工具完成OpenStack的单节点部署[root@openstack~]#yumlistcentos-release-openstack*[root@openstack~]#yuminstall-ycentos-release-openstack-ussuri

2.安装Packstack安装器[root@openstack~]#yumupdate-y[root@openstack~]#yum-yinstallopenstack-packstack

Packstack的安装器的基本用法如下。packstack[选项][--help]执行packstack–help命令列出选项清单，这里给出部分选项及其说明。

--gen-answer-file=GEN_ANSER_FILE:产生应答文件模板

--answer-file=ANSWER_FILE：依据应答文件的配置信息以非交互模式运行该工具。

--install-hosts=INSTALL_HOSTS：在一组主机上进行批量安装，主机列表以逗号分隔。第一台主机作为控制节点，其他主机作为计算节点。如果仅提供一台主机，将集中在单节点上以“All-in-One”方式安装。

--allinone：将所有功能集中安装在单一主机上。此外，还有许多具体定义安装内容的全局性选项。例如，--ssh-public-key=SSH_PUBLIC_KEY用于设置安装在服务器上的公钥路径；--default-password=DEFAULT_PASSWORD用于设置默认密码（会被具体服务或用户的密码所覆盖）；--mariadb-install=MARIADB_INSTALL用于设置是否安装MARIADB数据库。

3.通过Packstack安装OpenStack2.4.2通过Packstack工具完成OpenStack的单节点部署在实际应用中多使用应答文件所提供的配置选项进行部署。首次测试的，可以考虑直接使用“All-in-One”方式进行单节点部署。“All-in-One”方式是RDO官方网站上提供的向导模式，只需在执行Packstack命令时加上—allinone选项。请留意，当在界面中出现“successfully”字样时，说明OpenStack安装成功。

3.通过Packstack安装OpenStack2.4.2通过Packstack工具完成OpenStack的单节点部署

【注意】在执行packstack–allinone可能会报错如下错误ERROR:ErrorappearedduringPuppetrun:0_controller.ppError:Couldnotprefetchkeystone_domainprovider‘openstack’:Executionof‘/usr/bin/openstackdomainlist--quiet--formatcsv’returned1:module‘urllib3.packages.six’hasnoattribute‘ensure_text’(tried38,foratotalof170seconds)这是因为缺少相应的pythone包，执行如下命令安装即可。[root@openstackyum.repos.d]#pip3installurllib3==1.25.11至此，已经完成OpenStack单机版的部署。控制台消息的最后部分提示了环境变量文件和日志文件的位置，以及登录Dashboard的方法。根据提示，在浏览器中输入http://主机IP地址/dashboard，可以登录OpenStack的Dashboard界面。在Dashboard界面中，可以与每个OpenStack项目API进行通信并执行部分任务。任务2.5通过Dashboard初步体验OpenStack云计算管理平台安装OpenStack后，在root用户的root目录下会生成一个keystonerc_admin文件。该文件记录Keystone（OpenStack认证组件）认证的环境变量，包括登录云管理平台的用户名和密码。可以通过如下命令查看该文件内容。2.5.1Dashboard界面登录管理OpenStack云计算管理平台

1.Dashboard的主界面[root@openstack~]#catkeystonerc_adminunsetOS_SERVICE_TOKENexportOS_USERNAME=adminexportOS_PASSWORD='5eb7a511b98348db'exportOS_REGION_NAME=RegionOneexportOS_AUTH_URL=0:5000/v3exportPS1='[\u@\h\W(keystone_admin)]\$'exportOS_PROJECT_NAME=adminexportOS_USER_DOMAIN_NAME=DefaultexportOS_PROJECT_DOMAIN_NAME=DefaultexportOS_IDENTITY_API_VERSION=3在客户端的浏览器地址栏中输入0/dashboard，弹出Dashboard的登录界面。2.5.1Dashboard界面登录管理OpenStack云计算管理平台

1.Dashboard的主界面在Web控制台界面中输入Keystone的用户名和密码并登录后，弹出Dashboard默认登录成功管理界面。如果登录弹出的是英文界面，则可以进行语言设置。在用户设置窗口中，选择语言为简体中文。2.5.2OpenStack云计算管理平台初体验

1.项目

（1）计算类计算类主要有概况、实例、镜像、密钥对、主机组等子类。

概况：主要展示云计算各资源的使用情况，括号中的数字表示资源的上限，默认有一个安全组。实例：所有创建过的云主机都会在实例中显示，也可以创建新的云主机。镜像：所有的镜像都会显示在这里，可以对镜像进行创建、删除等操作。密钥对：可以通过创建密钥对远程免密码对云主机进行管理。主机组：显示创建的所有的服务器组，所谓服务器组是指一组物理主机或者虚拟机的集合，这些主机具有相似的配置或属性，并且可以作为一个单独的单元进行管理。也可以执行创建服务器组和删除服务器组等操作。2.5.2OpenStack云计算管理平台初体验

1.项目

（2）卷类卷类主要包含卷、快照、组、快照组等子类。

卷：显示用户创建、附加、挂载和管理虚拟机所需的数据存储。不同于临时存储，卷可以保存数据，且即使虚拟机关闭或删除，卷的数据仍然会保留。快照：显示创建的快照，快照创建后，可以使用它来恢复虚拟机或卷到创建快照时的状态。组：卷组提供了一种同时为多个卷创建快照的机制以确保数据一致性。快照组：显示或创建快照组，用于一组卷创建一致的快照，通常用于备份或恢复一组相关的数据。2.5.2OpenStack云计算管理平台初体验

1.项目

（3）网络类