OpenStack詳細解讀：定義，好處與使用實例
譯文【51CTO精選譯文】OpenStack是一個旨在為公共及私有云的建設(shè)與管理提供軟件的開源項目。它的社區(qū)擁有超過130家企業(yè)及1350位開發(fā)者，這些機構(gòu)與個人都將OpenStack作為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（簡稱IaaS）資源的通用前端。OpenStack項目的首要任務(wù)是簡化云的部署過程并為其帶來良好的可擴展性。本文希望通過提供必要的指導(dǎo)信息，幫助大家利用OpenStack前端來設(shè)置及管理自己的公共云或私有云。
內(nèi)容詳解
OpenStack包括數(shù)個由社區(qū)維護的項目，具體情況我將在后文中詳加闡述。
- OpenStack Compute (Nova)是一套控制器，用于為單個用戶或使用群組啟動虛擬機實例。它同樣能夠用于為包含著多個實例的特定項目設(shè)置網(wǎng)絡(luò)。OpenStack Compute在公共云處理方面堪與Amazon EC2相提并論；而在私有云方面也毫不遜色于VMware的產(chǎn)品。在公共云中，這套管理機制將提供預(yù)制的鏡像或是為用戶創(chuàng)建的鏡像提供存儲機制，這樣用戶就能夠?qū)㈢R像以虛擬機的形式啟動。
- OpenStack 對象存儲(Swift)是一套用于在大規(guī)?？蓴U展系統(tǒng)中通過內(nèi)置冗余及容錯機制實現(xiàn)對象存儲的系統(tǒng)。這些對象能夠通過一個REST API或是像Cyberduck這樣可以對接對象存儲API的客戶端加以恢復(fù)。
- OpenStack鏡像服務(wù) (Glance)是一套虛擬機鏡像查找及檢索系統(tǒng)。它能夠以三種形式加以配置：利用OpenStack對象存儲機制來存儲鏡像；利用Amazon的簡單存儲解決方案（簡稱S3）直接存儲信息；或者將S3存儲與對象存儲結(jié)合起來，作為S3訪問的連接器。OpenStack鏡像服務(wù)支持多種虛擬機鏡像格式，包括VMware（VMDK）、Amazon鏡像（AKI、ARI、AMI）以及VirtualBox所支持的各種磁盤格式。鏡像元數(shù)據(jù)的容器格式包括Amazon的AKI、ARI以及AMI信息，標(biāo)準(zhǔn)OVF格式以及二進制大型數(shù)據(jù)。
最近根據(jù)投票結(jié)果納入“核心”項目集團的新成員是一項代號為“Keystone”的身份服務(wù)以及一套基于Django的儀表板接口，后者的代號為“Horizon”。本文中的儀表板示例也來源于這一項目。
初窺門徑
嘗試探索OpenStack Compute最為合適的起點莫過于devstack.org站點，它為開發(fā)人員或是概念驗證者們提供了一套腳本化安裝方案。來自docs.openstack.org的OpenStack入門教程同樣具備一步步詳細的指示，幫助我們在Ubuntu 11.10中設(shè)定OpenStack Compute、鏡像服務(wù)以及多合一對象存儲的安裝。如果大家擁有一臺自己的服務(wù)器，并打算利用它搞一些概念驗證工作，那么 點擊此處 可以獲取一套專門供裸機使用的StackOps安裝系統(tǒng)。有了它，我們可以通過CD或者USB記憶棒完成OpenStack的安裝。
各位還可以利用docs.openstack.org上提供的對象存儲管理員指南或者OpenStack Compute管理員指南中的安裝說明，設(shè)置出生產(chǎn)級別的OpenStack對象存儲集群或是OpenStack Compute云。
OpenStack的使用
安裝結(jié)束之后，接下來我們就要看看如何利用部分安全功能，通過儀表板接口或是命令行啟動OpenStack Compute實例。我還將展示面向?qū)ο蟠鎯Φ摹⒂糜谕ㄟ^塊存儲備份鏡像或者視頻的接口。
登錄到儀表板接口
OpenStack的儀表板是安裝在運行著Nova API服務(wù)的節(jié)點中的。通過這套儀表板，大家應(yīng)該可以看出Nova API實例的URL與有效儀表板的證書一樣，也包括用戶名及密碼。
只要有了用戶名與密碼，大家可以利用OpenStack儀表板實現(xiàn)許多功能。首先，通過云管理員分配給我們的用戶名及密碼登錄到儀表板中。
登錄之后，可以看到服務(wù)器使用量與每臺服務(wù)器的當(dāng)前狀態(tài)，如圖一。
圖一
大家也可以點擊查看哪些服務(wù)器處于終止?fàn)顟B(tài)。請注意，這里的正常運行時間并不會顯示每套單獨服務(wù)器的狀態(tài)。
用戶儀表板左側(cè)的菜單提供的是我們所能執(zhí)行的儀表板操作選項，所發(fā)出的命令通過API傳遞至終端。系統(tǒng)面板（也就是頁面最上方的菜單）提供另一套視圖，使得管理員能夠監(jiān)控使用狀態(tài)、檢查云中正在運行的服務(wù)并管理用戶及項目的配額。
如何在儀表板中啟用實例
現(xiàn)在，大家已經(jīng)初步熟悉了儀表板的總體布局，接下來就該利用自己的云啟動一套新的虛擬機系統(tǒng)，也就是鏡像實例。一般來說，我們的云管理員應(yīng)該已經(jīng)上傳了啟動所必需的鏡像。如果沒有，我將在后文中討論如何創(chuàng)建自定義鏡像。要想啟動鏡像，首先找到儀表板中的鏡像選項，在選定所要啟動的鏡像類型后點擊啟用按鈕。圖二中顯示了可用的幾款Ubuntu服務(wù)器鏡像以及一款Windows鏡像。
圖二
如果大家通過點擊啟動按鈕完成鏡像啟動工作，那么接下來將會看到如圖三所示的啟動實例窗口。
圖三
此窗口包含了為服務(wù)器命名、在啟動中插入某些用戶數(shù)據(jù)、選擇CPU數(shù)量、硬盤空間以及RAM數(shù)量等功能，設(shè)置完成后點擊“啟動實例”?，F(xiàn)在我們已經(jīng)擁有了一套虛擬服務(wù)器，無論是SSH還是正常使用都沒問題，就像普通的服務(wù)器一樣。但同時我們也省去了大量組裝、部署、布線等常規(guī)服務(wù)器所帶來的諸多麻煩。
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如何使用虛擬機實例
所謂實例，是指具備特殊規(guī)格內(nèi)存、硬盤空間以及CPU的虛擬機。在OpenStack Compute的輔助下，我們通過對云的調(diào)整及啟用，可以讓用戶實現(xiàn)啟動實例、重啟實例以及保存快照以備日后再利用等工作。
通過觀察用戶儀表板中的實例，我們能夠清楚地看到自己剛剛所啟動的實例。對于每個實例，我們都有數(shù)個操作選項，例如終止實例、重新啟動、保存快照等等——這些操作的實現(xiàn)都依靠OpenStack Compute API 1.1的支持。我們也可以打開一個控制臺窗口或是查看某個處于儀表板內(nèi)的實例的日志文件。
為鏡像添加安全密鑰
安全功能是我們控制發(fā)往自己虛擬機訪問的必要保障，OpenStack通過兩種認(rèn)證機制管理客戶端工具。一種是儀表板自帶的用戶名及密碼機制；另一種則是“密鑰對”，密鑰為用戶的實例提供安全驗證。只有當(dāng)用戶能夠同時通過以上兩種認(rèn)證過程時，才能夠獲得在OpenStack云中訪問目標(biāo)實例的權(quán)限。密鑰對（包括公共密鑰對與私有密鑰對）在我們啟用實例時可以作為非常有用的參數(shù)。舉例來說，要啟動一套實例并加以訪問，我們必須利用SSH創(chuàng)建一套密鑰對，這樣就能夠識別通過SSH訪問該實例的用戶。
OpenStack儀表板讓我們能夠在密鑰對選項中通過點擊創(chuàng)建新密鑰對管理密鑰。在下圖當(dāng)中，大家可以為自己的密鑰對命名，然后點擊創(chuàng)建密鑰按鈕。創(chuàng)建新密鑰對的過程包括登記公共密鑰及下載私有密鑰（一個.pem文件）兩部分。由于這一創(chuàng)建工作完全是為我們的使用服務(wù)，因此請務(wù)必像對待其它SSH私有密鑰一樣妥善加以保管。詳見圖四。
圖四
利用工具為自動化腳本啟動實例
我們可以輕松地通過儀表板啟動實例，但更多時候大家也許希望能夠利用命令行加以啟動，以使用某些腳本。這里只要安裝python-nova客戶端，我們就能在命令行中獲得可以使用Compute API接口的nova shell命令。安裝客戶端，然后提供用戶名及密碼，設(shè)置適當(dāng)?shù)沫h(huán)境變量，這樣我們就擁有了在命令行中向云端發(fā)送命令的能力。
安裝python-nova客戶端， 點此下載 原始碼，并將其安裝于大家常用的python環(huán)境中。
$ curl -O http://pypi.python.org/packages/source/p/python-novaclient/pythonnovaclient-2.6.3.tar.gz $ tar -zxvf python-novaclient-2.6.3.tar.gz $ cd python-novaclient-2.6.3 $ sudo python setup.py install
現(xiàn)在大家已經(jīng)安裝了python-nova客戶端，輸入以下內(nèi)容以確認(rèn)安裝：
$ nova help
此時大家應(yīng)該看到一個nova命令行客戶端的所有命令與參數(shù)列表。通過設(shè)置環(huán)境變量所需的參數(shù)，我們可以在命令行上快速執(zhí)行這些命令。為nova命令添加--username，或者將這些參數(shù)設(shè)為環(huán)境變量：
export NOVA_USERNAME=joecool export NOVA_API_KEY=coolword export NOVA_PROJECT_ID=coolu
項目ID與Tenant一樣，都依賴于我們所使用的驗證服務(wù)。當(dāng)云管理員設(shè)置OpenStack時，應(yīng)該注意為其分配一個類似NOVA_URL這樣能夠為nova所辨識的驗證端點。
export NOVA_URL=http://hostname:5000/v2.0 export NOVA_VERSION=1.1
在建立自己的云之前，我們需要通過向鏡像服務(wù)查詢哪些配置類型可以奏效，來了解什么樣的鏡像能夠被正確使用。鏡像服務(wù)有點像云領(lǐng)域的iTunes：我們可以在利用自己常用的鏡像在云中創(chuàng)建實例之前，先在列表中查看哪些鏡像適用。大家可以利用以下命令獲得鏡像信息列表，包括名稱、狀態(tài)以及ID：
$ nova image-list
以下是返回信息的示例：
+----+-------------------------------------------------------+--------+ | ID | Name | Status | +----+-------------------------------------------------------+--------+ | 1 | aki-tty | ACTIVE | | 2 | ari-tty | ACTIVE | | 3 | ami-tty | ACTIVE | | 6 | CentOS_5.4_x64 | ACTIVE | | 14 | maverick-kernel | ACTIVE | | 15 | maverick | ACTIVE | | 20 | ubuntu-kernel | ACTIVE | | 21 | ubuntu-ramdisk | ACTIVE | | 22 | ubuntu | ACTIVE | | 24 | CentOS_5.6_x64_v5.7.14_Dev1 | ACTIVE | +----+-------------------------------------------------------+--------+
接下來大家需要了解其中每一項的相對大小，這里使用flavor-list參數(shù)。
$ nova flavor-list +----+-----------+-----------+------+----------+-------+------------+----------+ | ID | Name | Memory_MB | Swap | Local_GB | VCPUs | RXTX_Quota | RXTX_Cap | +----+-----------+-----------+------+----------+-------+------------+----------+ | 1 | m1.tiny | 512 | | 0 | | | | | 2 | m1.small | 2048 | | 20 | | | | | 3 | m1.medium | 4096 | | 40 | | | | | 4 | m1.large | 8192 | | 80 | | | | | 5 | m1.xlarge | 16384 | | 160 | | | | | 89 | Boom | 2 | | 20 | | | | +----+-----------+-----------+------+----------+-------+------------+----------+
我們也可以使用grep來縮小查找結(jié)果列表，舉例來說，通過以下命令查看CentOS鏡像的信息：
$ nova image-list | grep 'CentOS' | 6 | CentOS_5.4_x64 | ACTIVE | | 24 | CentOS_5.6_x64_v5.7.14_Dev1 | ACTIVE |
在反饋得出的信息方面，我們可以選擇圖像與描述相結(jié)合的方式創(chuàng)建自己的虛擬服務(wù)器，并啟動實例。
要啟動服務(wù)器，首先選擇一個鏡像，找出該鏡像及相關(guān)描述的ID，并對其進行調(diào)整；接下來利用ID創(chuàng)建命令。根據(jù)上文所給出的資料，我們可以看到Ubuntu Maverick鏡像的ID為15。如果我們實際只打算搭建一個2GBy內(nèi)存、20GB硬盤空間的小型服務(wù)器，那么可以選擇m1.small——因為它所使用的ID為2.將這些參數(shù)添加進boot命令中，這樣新建虛擬服務(wù)器的工作就完成了。
$ nova boot --flavor=2 --image=15 testserver
+-----------+--------------------------------------+
| Property | Value |
+-----------+--------------------------------------+
| adminPass | **************** |
| created | 2011-09-01T21:40:41Z |
| flavor | m1.small |
| hostId | |
| id | 1805 |
| image | maverick |
| metadata | {} |
| name | testserver |
| progress | 0 |
| status | BUILD |
| updated | 2011-09-01T21:40:41Z |
| uuid | ce044452-f22e-4ea4-a3ec-d1cde80cf996 |
+-----------+--------------------------------------+
現(xiàn)在，大家使用nova list命令即可查看自己在云中所部署的新服務(wù)器：
$ nova list +------+------------+--------+--------------------------------+ | ID | Name | Status | Networks | +------+------------+--------+--------------------------------+ | 1805 | testserver | ACTIVE | private=10.4.96.81 | +------+------------+--------+--------------------------------+
狀態(tài)選項共有三種，分別是：ACTIVE（活躍）, BUILDING（創(chuàng)建中）以及 UNKNOWN（未知）。BUILDING狀態(tài)一般是暫時性的，因此大家很可能在自己操作的時候不會遇到。如果出現(xiàn)UNKNOWN狀態(tài)，不妨反復(fù)運行nova list命令，直到該狀態(tài)消失。
要查看特定服務(wù)器的全部信息，使用nova show命令加上我們從nova list命令中獲得的服務(wù)器ID。
$ nova show 1805
+-----------------+----------------------------------------------------------+
| Property | Value |
+-----------------+----------------------------------------------------------+
| created | 2011-09-01T21:40:41Z |
| flavor | m1.small |
| hostId | 58a7430169aa42cde5ce2456b0cb5bb5ac1ab0703bab6420e8a49e6e |
| id | 1805 |
| image | maverick |
| metadata | {} |
| name | testserver |
| private network | 10.4.96.81 |
| progress | 100 |
| status | ACTIVE |
| updated | 2011-09-01T21:40:46Z |
| uuid | ce044452-f22e-4ea4-a3ec-d1cde80cf996 |
+-----------------+----------------------------------------------------------+
通過以上幾項nova命令的基本演練，現(xiàn)在大家已經(jīng)在建立自有云的道路上邁出了第一步！
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創(chuàng)建自定義鏡像，并打包上傳至OpenStack
成功從列表中查看當(dāng)前可用的鏡像之后，大家可能還希望添加符合自己需要的鏡像。要創(chuàng)建自定義鏡像，首要要從ISO文件開始。CentOS、Debian、Fedora或者Ubuntu，只要合用，都可以下載對應(yīng)的ISO文件。 點擊此處 獲取適合初學(xué)者的初始鏡像。在這里獲取的都是.tar及.gz文件，其中包含虛擬機鏡像（*.img），一套Xen兼容內(nèi)核/虛擬磁盤（后者由xen-內(nèi)核/vmlinuz*與xen-內(nèi)核/initrd*兩部分構(gòu)成）以及一套KVM兼容內(nèi)核/虛擬磁盤（后者由kvm-內(nèi)核/vmlinuz*與kvm-內(nèi)核/initrd*兩部分構(gòu)成）。大家可以通過命令行或者使用VirtualBox以及kvm之類的虛擬化平臺打造自定義鏡像。創(chuàng)建一個.vdi鏡像，再利用quemu-utils中的quemu-img工具將其轉(zhuǎn)換為可用格式。
大家可能還希望讓鏡像變得更大，向其中添加類似Linux標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)這樣的軟件包，以使其更適合日常工作中的實際應(yīng)用。一旦在VirtualBox或者其它任何平臺上完成了自定義工作，將最終文件拷貝到安裝了euca2ools的Linux計算機中。在文章的下一節(jié)中，我將向大家介紹如何將自己的自定義鏡像通過命令行中的euca-命令導(dǎo)入OpenStack云中。
如何將新鏡像導(dǎo)入OpenStack鏡像服務(wù)（Glance）
當(dāng)一套自定義虛擬機鏡像創(chuàng)建完成，我們可以將磁盤鏡像數(shù)據(jù)及鏡像元數(shù)據(jù)存儲在鏡像服務(wù)中。
這里使用Eucalyptus工具集也是個不錯的選擇，該工具集是一款作用于云的開源命令行客戶端，并且兼容Amazon的EC2 API。安裝euca2ools命令行工具并確保自己的環(huán)境包含了Eucalyptus運行所必需的認(rèn)證機制。
上傳內(nèi)核，并注意Amazon內(nèi)核鏡像（簡稱AKI）：
euca-bundle-image -i kvm-kernel/vmlinuz-2.6.28-11-generic --kernel true euca-upload-bundle -b jbbucket -m /tmp/vmlinuz-2.6.28-11-generic.manifest.xml euca-register jbbucket/vmlinuz-2.6.28-11-generic.manifest.xml
上傳虛擬磁盤并注意Amazon虛擬磁盤鏡像（簡稱ARI），這樣大家就能獲得綁定鏡像時必需的參考信息：
euca-bundle-image -i kvm-kernel/initrd.img-2.6.28-11-generic --ramdisk true euca-upload-bundle -b jbbucket -m /tmp/initrd.img-2.6.28-11-generic.manifest.xml euca-register jbbucket/initrd.img-2.6.28-11-generic.manifest.xml
上傳自定義設(shè)備鏡像，通過在之前步驟中獲取到的值指定內(nèi)核及虛擬磁盤：
euca-bundle-image -i centos-5.5-x86_64.img --kernel aki-XXXXXXXX --ramdisk ari-XXXXXXXX euca-upload-bundle -b jbbucket -m /tmp/centos-5.5-x86_64.img.manifest.xml euca-register jbbucket/centos-5.5-x86_64.img.manifest.xml
上傳至鏡像服務(wù)器的過程可能會持續(xù)一段時間——但當(dāng)我們使用Eucalyptus的“describe images”命令時，新的AMI應(yīng)該顯示如下內(nèi)容。
euca-describe-images IMAGE ami-reey5wk5 jbbucket/centos.5-5.x86-64.img.manifest.xml myproject available private x86_64 machine ami-f4ks8moj ami-jqxvgtmd
如何通過UI使用存儲對象
大家可能利用REST API來訪問自己在OpenStack中的存儲對象，但更多的時候，我們只希望能有一套良好的用戶界面，以便通過拖拽操作實現(xiàn)文件存儲。開源客戶端Cyberduck，包括Mac OS X版本以及Windows版本，就針對從FTP到對象存儲等一系列機制提供了一套用戶界面。由于它的開源及跨平臺特性，這款優(yōu)秀的界面完全可以安裝在OpenStack對象存儲當(dāng)中（類似于Rackspace云文件）。大家在cyberduck.ch站點下載即可。要實現(xiàn)其在OpenStack中的安裝，我們需要變更某個 隱藏的配置選項 。這里需要將URL由default /v1.0修改為/auth/v1.0。要在Mac OS X中修改授權(quán)URL，則需要打開終端窗口并輸入：
Defaults defaults write ch.sudo.cyberduck cf.authentication.context /auth/v1.0
Cyberduck 3.8.1中包含一個用于在打開某個鏈接時選擇Swift（OpenStack對象存儲）的下拉菜單。啟動Cyberduck，然后點擊新建連接工具欄按鈕或者選擇文件>打開連接。
選擇Swift（OpenStack對象存儲）并輸入以下值：
- Server（服務(wù)器）:輸入已安裝的Swift服務(wù)器的URL。
- Port（端口）:由于用戶是通過http進行連接，因此輸入443.
- Username（用戶名）:在冒號后輸入賬戶名稱，然后是用戶名，例如test:tester。
- Password（密碼）:根據(jù)上一步使用的賬戶名稱及用戶名輸入對應(yīng)密碼。
圖五顯示的是一個Cyberduck Swift連接實例。
圖五
大家在自己的對象存儲系統(tǒng)中完成容器創(chuàng)建之后，就可以通過拖拽的方式將來自桌面的文件拷貝到Cyberduck當(dāng)中，如圖六所示。
圖六
到這里，我們已經(jīng)可以將所有的圖片及視頻作為內(nèi)置冗余備份到大規(guī)模擴展存儲系統(tǒng)當(dāng)中。
獲取幫助及其它進一步操作
如果大家在安裝或測試過程中遇到問題，或者是無法使某些功能正常工作，OpenStack社區(qū)能夠提供解決方案。Launchpad中的“Answers”主題是尋求幫助的理想所在。
Launchpad解答主題中的部分章節(jié)羅列如下：
如果還有其它疑問，各位不妨向 https://launchpad.net/~openstack 中的OpenStack郵件列表發(fā)送郵件，并在 文檔 中留下評論，或者在 #openstack的IRC頻道 中與其他共同討論。
【51CTO.com譯文，轉(zhuǎn)載請注明原文作譯者和出處?！?/p>
原文：http://drdobbs.com/web-development/231902601?pgno=1
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