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采用 OpenStack 重新传输云实例的 VMware 用户指南 作者： John S. Tonello SUSE Global Technical Marketing Manager
www.suse.com SUSE 指南
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数据中心的演变 您决定将部分 AWS 或 Azure 应用程序重新传输到刚刚在数据中心中启动的 OpenStack 群集，但您和您的团队却苦思冥想，
不知从何入手。毕竟，OpenStack 看起来与您所了解的 VMware 产品并不完全相似，它与公共云暂时也只有一种相似之处。
该从何入手？
本 SUSE 指南将引导您完成简单的 OpenStack 部署，以便让您熟悉环境。它将帮助您了解如何通过首先关注基础设施来
部署自己的应用程序，以及它与 VMware 等典型虚拟机环境的不同之处。然后，您将逐步完成应用程序的软件定义实施。
最后，您将更好地理解如何构建就地部署云，并且迅速将关键的云应用程序迁移回内部环境。
您需要什么 要充分利用本指南，您需要访问 OpenStack 部署。如果您已经完成了部署且正在运行，那就再好不过了。如果尚未部署，
您可以获取 SUSE OpenStack Cloud 的免费试用版本、安装容器化 OpenStack 项目 Kolla-Ansible；获取面向 Windows、
Mac 或 Linux 的可下载培训实验；通过 OpenStack Public Cloud Passport 使用公共实例；甚至部署 DevStack。
您需要在堆栈中启用以下各项：
• Nova（计算）
• Neutron（联网）
• Glance（映像）
• Heat（用于构建堆栈）
• Horizon（仪表板）
本示例未严格要求 Cinder 块储存，但如果您计划在此示例项目的基础上继续进行扩展，则此功能非常有用。
如果您使用的是命令行，您还需要安装 openstack-heat 或 python-heatclient，因为 “stack create” 命令并非
是 openstack 命令的函数。要进行安装，请使用 pip：
$ sudo pip install python-heatclient
不仅有超级管理程序 如果您习惯使用 VMware，则一定要考虑基本服务器虚拟化。VMware 和 Hyper-V 提供的超级管理程序使大规模部署虚拟
机变得十分简单。它们十分擅长于此，也提供了比 KVM 和 Xen 功能更强大的工具，但是公共云和 OpenStack 的功能却远
不止为虚拟机提供超级管理程序。
例如，OpenStack 不是将特定虚拟机或虚拟机组放置在 VMware 群集中的特定 ESXi 主机上，而是将所有物理主机中的资
源汇集在一起，抽象硬件、网络和存储。它根据以前分配的资源决定每个实例放置的位置，并根据群集中的可用资源分配
CPU、RAM 和网络资源。OpenStack 使用代码来定义每个实例的组件，从而能够快速、一致地启动和复制，而不是依赖于
从以前构建的虚拟机中派生而来的虚拟机模板。
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这与 AWS 或 Azure（或任何云提供商）实现快速虚拟机和应用程序部署的方式非常相似。您可以选择自己的操作系统、
所需实例的风格和大小，这样就能很快设置好服务器。底层基础设施（包括网络和存储）均会得到抽象。
因此，OpenStack 实例也比您习惯使用的 VMware 虚拟机更加短暂。是的，OpenStack 实例可以根据需要进行修改或制作，
但也可以通过使用简单的命令或文本文件随意重新创建。只要您维护好核心模块 - 映像、实例类、网络和存储，就可以随意
生成新实例。
对比而言，VMware 会在最终放置每个特定主机的虚拟机之间共享资源，并在 vSphere 中标识为节点。在 VMware 模式中，
虚拟机及其资源通常遵循特定节点。
图 1. 在此 VMware vSphere 示例中，按区域组织的 ESXi 节点形成 VMware 群集。
借助 OpenStack，每个裸机服务器或节点的资源都将汇集在一起，实例共享由 Nova Compute 服务管理
的这些资源。Nova 会跟踪资源并使用它们来生成新的虚拟机，这在 OpenStack 中称为实例。
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图 2. 在此 OpenStack 示例中，系统将汇集并抽象来自各个主机的资源。
实例基本信息 要创建新实例，您必须先准备好构建块。当您在网络、存储、CPU 和 RAM 等方面做出决策时，构建块通常会随
OpenStack 本身一起部署。对于基本信息信息而言，您需要：
• 要启动的映像 - 这通常是基于 Linux 的映像，往往采用 qcow2 格式。根据具体用途，您的映像可能是相当小的准
系统，也可能是相当大的自定义系统。只需上传新的操作系统文件即可随时添加新映像。这些文件形式各异，通常
是您喜爱的 Linux 发行套件中的小型预构建虚拟机。OpenStack Glance 服务会跟踪您添加的每个映像。我们稍后
尝试使用的示例使用的是 Fedora 映像，您可以通过点击以下链接下载：
https://download.fedoraproject.org/pub/fedora/linux/releases/29/Cloud/x86_64/images/Fedora-Cloud-Base-29-
1.2.x86_64.qcow2。有许多公开的 OpenStack 映像可供选择。
图 3. 映像为 OpenStack 实例提供基本操作系统。
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• 类型 - 在 OpenStack 中，与公共云一样，实例也有像 m1.tiny, m1.small, m1.medium 以及类似的类型。 这些是您可以定义的任意大小。每种类型都有一定数量的 CPU、RAM、磁盘和其他要求，因此当您选择 m1.small 时，您知道您正在选择创建一个 RAM 为 2Gb、1 个 CPU 和 20Gb 磁盘的实例。
• 网络 - 首次部署 OpenStack 时，您通常会添加一个在 OpenStack 群集内流量使用的专用网络（类似于 10.0.0.0/24）。这使实例能够相互通信，但不能与外界通信。添加外部网络很常见，您可以从中提取浮动 IP 地址，从而使外界访问您的实例。OpenStack 通常会将不同子网中的免费 IP 地址自动分配给实例，并跟踪所有地址。 虚拟路由器管理网络之间的流量。 这与 VMware 或 KVM 形成了鲜明对比。使用那两种产品时，在启动虚拟机时，通常需要预先确定要分配的 IP 地址和主机名。OpenStack 则会自动从池中提取相应信息。
图 4. 一个简单的双网络拓扑。在本图中，demo-net 位于 OpenStack 的内部，public1 提供外部连接，而 demo-router 将
它们连接在一起。
• 密钥对 - 与独立虚拟机不同，您通常不使用用户名和密码登录 OpenStack 实例。而是使用共享密钥。
OpenStack 会为您生成密钥（您需要下载私钥部分并妥善保管），或者您也可以上载现有的公钥，例如
~/.ssh/id_rsa.pub。这些密钥与您使用 ssh-keygen 命令在任何 Linux 系统上创建的共享密钥的类型相同。
您可以使用这些密钥登录任何实例：
$ ssh -i ~/.ssh/id_rsa [email protected]
因映像的类型而异，您将使用类似 “centos”、“opensuse” 或 “ubuntu” 的用户名登录。
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• 安全组 - 大多数 OpenStack 版本（包括 Rocky）都会创建一个默认安全组，允许网络流量访问您的实例。例如，
ssh 的端口 22 通常处于启用状态。如果您没有将安全组与实例关联，并且为该组设置网络规则，则实例上的所有
网络端口都将对流入和流出的网络流量关闭，这意味着您将无法与其进行交互。这可能不是很有用。
图 5. 安全组包括一组可应用于任何实例的基本进出规则。
将这些步骤与在 VMware 或 KVM 中创建虚拟机的步骤进行比较。对于那两种产品，您需要提供所需的操作系统 .iso 映像、
设置计算资源、选择网络接口、选择要存储生成的虚拟机的位置，然后启动并配置该操作系统。在 VMware 中，您可以在
群集中选择要在其上运行该新虚拟机的节点。在 KVM 中，您可以选择存储路径。通过预先提供资源，OpenStack 就能抽象
或预加载其中大多数决策，并且每个操作系统映像都已预配置并可直接运行。无需在部署应用程序之前预引导或以其他方式
供应它们。
部署应用程序 您可以像创建典型虚拟机一样创建实例，并启动 SUSE Linux Enterprise Server、openSUSE、CentOS 或任何其他 Linux
操作系统虚拟机。一旦 OpenStack 完成实例生成，该实例就会启动并开始运行，可以作为原始系统访问。根据可用资源，
您可以创建一个或数百个实例。
图 6. 使用 OpenStack 的 Horizon 仪表板创建一个或多个实例，并将其视为虚拟机。
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但 OpenStack 的优势之一是它能够编写与整个应用程序关联的创建步骤脚本，而不仅仅是运行它的虚拟机。您可以采用
Heat 脚本一次性定义整个堆栈，而不是先启动 CentOS 实例，然后再安装 Apache、MariaDB、PHP 和 WordPress。
部署堆栈 OpenStack 用于演示 Heat 脚本的示例之一是简单部署 WordPress，即网站内容管理系统。让我们来分析一下 Heat 脚本的
底层 YaML，以便您更好地了解堆栈创建的工作方式。
部署 Wordpress
此 OpenStack 示例使用 Fedora 云映像；安装 MariaDB、设置 MySQL 根凭据、创建 “wordpress” 数据库；安装
WordPress 和凭据；启动 httpd.service；以及从默认内部网络分配 IP 地址。只需几分钟，它就能完成上述所有操作
以及更多操作。
您可以将此视为全堆栈自动化。脚本在部署 “服务器” 以及要在其上运行的所有内容。
部署完毕后，您可以通过 http://internal-ip-address/wordpress 启动和配置 Wordpress，或在关联浮动 IP 地址
后从外部网络通过 http://public-ip-address/wordpress/ 访问它。如果要重新开始，您只需重新运行脚本即可。
可从这里获得完整脚本：
http://git.openstack.org/cgit/openstack/heat-templates/plain/hot/F20/WordPress_Native.yaml
下面我们来详细看一下脚本。
在定义名为 “wordpress” 的实例及其所有必备移动部分的 YaML 文件中，有一个资源部分用于定义实例（底层 “服务器”）
以及设置 MariaDB 的命令：
resources:
wordpress_instance:
type: OS::Nova::Server
properties:
image: { get_param: image_id }
flavor: { get_param: instance_type }
key_name: { get_param: key_name }
user_data:
str_replace:
template: |
#!/bin/bash -v
yum -y install mariadb mariadb-server httpd wordpress
touch /var/log/mariadb/mariadb.log
chown mysql.mysql /var/log/mariadb/mariadb.log
systemctl start mariadb.service
# Setup MySQL root password and create a user
mysqladmin -u root password db_rootpassword
cat << EOF | mysql -u root --password=db_rootpassword
CREATE DATABASE db_name;
GRANT ALL PRIVILEGES ON db_name.* TO "db_user"@"localhost"
IDENTIFIED BY "db_password";
FLUSH PRIVILEGES;
EXIT
EOF
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sed -i "/Deny from All/d" /etc/httpd/conf.d/wordpress.conf
sed -i "s/Require local/Require all granted/" /etc/httpd/conf.d/wordpress.conf
sed -i s/database_name_here/db_name/ /etc/wordpress/wp-config.php
sed -i s/username_here/db_user/ /etc/wordpress/wp-config.php
sed -i s/password_here/db_password/ /etc/wordpress/wp-config.php
systemctl start httpd.service
params:
db_rootpassword: { get_param: db_root_password }
db_name: { get_param: db_name }
db_user: { get_param: db_username }
db_password: { get_param: db_password }
您会注意到 Heat 脚本的这一部分包含许多 yum 命令，其中一些 sed 命令将自定义值置于数据库、WordPress 配置文件和
其他命令中。这些自定义内容可作为参数输入到环境文件中，也可手动输入。
当您使用此 YaML 文件在 Horizon 仪表板中启动新堆栈时，系统将提示您添加参数部分中概述的所有项目，包括
key_name、instance_type、image_id、db_name 以及其他告知 OpenStack 如何构建堆栈的元素。
使用 Horizon 仪表板，您可以通过单击 “项目” -> “编制” -> “堆栈” 下的 “+ 启动堆栈”，将 “模板源” 设置为 “URL”，然后在
WordPress_Native.yaml 文件中输入上述 URL，即可创建此堆栈。暂时跳过环境源文件，选择 “下一步”：
图 7. 使用 Horizon 仪表板启动堆栈，并通过 URL 提供 Heat 脚本。
OpenStack 将下载远程 YaML 文件并预填充 Heat 脚本中引用的参数。添加堆栈名称、您为 Fedora 映像提供的名称
（在上例中为 fedora）以及您的 ssh 密钥对名称。在本示例中，所有数据库用户名和密码都预设为 “admin”。单击 “启动”
进行部署。
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图 8. 输入各种参数以匹配您的 OpenStack 环境。
如果您希望采用不同的操作系统映像（如 openSUSE 或 Ubuntu）尝试此 Heat 脚本，您需要下载文件副本并对其进行编辑。
例如，Fedora 使用 yum 软件包管理器安装 MariaDB。如果您使用 openSUSE，则需要更新这些部分才能使用 zypper
命令。对于 Ubuntu，您可以将其更改为使用 apt。
除了使用 Horizon 之外，还可以使用命令行构建堆栈。您可以使用相同的脚本并确保已安装 python-heat。您还需要对
openrc 文件运行 source，以便为自己授予运行堆栈创建流程的权限。
您可以直接从 OpenStack 获取唯一的 openrc 文件。单击 Horizon 控制台右上角的用户名：
图 9. 从 OpenStack 仪表板下载唯一的 openrc 文件。
下载后，获取源代码并在出现提示时输入 OpenStack 密码。如果您使用的是管理员帐户，则 openrc 文件将使用您的管理
员凭据：
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$ source username-openrc.sh
现在，您可以通过为每个参数使用 --parameter 标记来运行 Heat 脚本，为其命名（此处显示为 “teststack”）：
$ openstack stack create -t http://git.openstack.org/cgit/openstack/heat-
templates/plain/hot/F20/WordPress_Native.yaml \
--parameter key_name=kingdel \
--parameter image_id=fedora \
--parameter instance_type=m1.small \
teststack
部署后，您可以查看堆栈的各个方面：
图 10. 已部署应用程序实例的详细信息，在此示例中，WordPress 的运行类型为 m1.small。
结论 与任何软件定义基础设施一样，OpenStack 努力提取构建应用程序所需的资源以及它们所驻留的虚拟机。此过程从存储池、
CPU 和 RAM 以及 OpenStack 可自主获取并分配资源和 IP 地址的整个子网开始。因此，云基础设施可提供公共云的敏捷
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