UNIXS.RU

Введение

OpenStack это популярная платформа облачных вычислений с открытым исходным кодом, которая позволяет управлять и автоматизировать большие группы виртуальных серверов и ресурсов. Разработанная для поддержки модели «инфраструктура как услуга» (IaaS), OpenStack стала основой многих частных и публичных облаков. В этом руководстве вы найдете исчерпывающую информацию по установке и настройке OpenStack, начиная с системных требований и заканчивая советами по расширенной настройке.

Оглавление

Понимание OpenStack

Что такое OpenStack?

OpenStack — это облачная платформа с открытым исходным кодом, которая предоставляет инфраструктуру для создания и управления как публичными, так и частными облаками. Она состоит из набора программных инструментов для создания и управления платформами облачных вычислений для публичных и частных облаков.

Ключевые компоненты OpenStack

OpenStack состоит из нескольких взаимосвязанных компонентов, которые управляют аппаратными пулами обработки, хранения и сетевых ресурсов в центре обработки данных. К основным компонентам относятся:

• Nova: Управляет вычислительными ресурсами и организует жизненный цикл виртуальных машин.
• Swift: Обеспечивает масштабируемое и избыточное хранение объектов.
• Cinder: Управляет блочным хранилищем для экземпляров.
• Neutron: Предоставляет сетевое взаимодействие как услугу между интерфейсными устройствами.
• Keystone: Управляет аутентификацией и авторизацией.
• Glance: Управление образами дисков.
• Horizon: Предоставляет веб-панель для взаимодействия с сервисами OpenStack.

Примеры использования OpenStack

OpenStack универсален и может быть использован для различных целей, включая:

• Частное облако: Предприятия используют OpenStack для управления своей внутренней облачной инфраструктурой.
• Публичное облако: Поставщики услуг используют OpenStack для предоставления облачных услуг клиентам.
• Гибридное облако: Организации интегрируют OpenStack с другими облачными средами для создания гибридных облаков.
• Исследования и разработки: OpenStack часто используется в R&D-средах благодаря своей гибкости и масштабируемости.

Подготовка к установке

Системные требования

Перед установкой OpenStack убедитесь, что ваше аппаратное и программное обеспечение соответствует следующим требованиям:

• Процессор: Многоядерный процессор x86_64
• Память: Не менее 8 ГБ оперативной памяти для базовой установки
• Хранение: Минимум 100 ГБ дискового пространства
• Сеть: Минимум два сетевых интерфейса (NIC)
• Операционная система: Ubuntu 20.04 LTS или CentOS 8

Необходимые условия

Прежде чем приступить к установке, убедитесь, что соблюдены следующие предварительные условия:

• SSH-доступ: Для сервера установки должен быть настроен доступ по SSH.
• Конфигурация сети: Правильная настройка сети со статическими IP-адресами.
• Программные пакеты: Необходимые пакеты, такие как Python, pip и виртуальные среды, должны быть установлены.

Конфигурация сети

Конфигурация сети имеет решающее значение для установки OpenStack. Убедитесь, что:

• IP-адреса: Выделите статические IP-адреса для сетей управления, хранения и арендаторов.
• DNS: Настройте разрешение DNS.
• Брандмауэр: Настройте параметры брандмауэра, чтобы разрешить необходимый трафик.

Выбор правильного дистрибутива OpenStack

Доступно несколько дистрибутивов OpenStack, включая:

• OpenStack Vanilla: Чистая форма OpenStack.
• Платформа Red Hat OpenStack: Версия Enterprise с поддержкой.
• Mirantis OpenStack: Ориентирован на простоту использования и корпоративные функции.

Выберите дистрибутив, который лучше всего соответствует вашим требованиям и опыту.

Установка OpenStack

Одноузловая и многоузловая установка

• Одноузловая установка: Подходит для сред тестирования и разработки. Все службы работают на одной машине.
• Многоузловая установка: Рекомендуется для производственных сред. Службы распределены по нескольким узлам для повышения производительности и масштабируемости.

Методы установки OpenStack

OpenStack можно установить различными методами:

• Ручная установка: Пошаговая установка и настройка каждого компонента.
• Автоматизированная установка: Такие инструменты, как DevStack и Packstack, автоматизируют процесс установки.

Ручная установка

Установка вручную включает в себя следующие шаги:

1. Необходимые условия установки: Установите необходимые программные пакеты и зависимости.
2. Установите Keystone: Настройте службу идентификации.
3. Установите Glance: Настройте службу изображений.
4. Установить Nova: Установите службу вычислений.
5. Установите Neutron: Настройте сетевую службу.
6. Установите Cinder: Настройте службу хранения блоков.
7. Установите Swift: Настройте службу хранения объектов.

Автоматизированная установка с помощью DevStack

DevStack — это скрипт для быстрой установки среды OpenStack для разработки и тестирования. Чтобы использовать DevStack:

• Клонируйте репозиторий DevStack:

$ git clone https://opendev.org/openstack/devstack
$ cd devstack

• Создание локального файла конфигурации:

$ nano local.conf

Добавьте следующую конфигурацию:

[[local|localrc]]
ADMIN_PASSWORD=password
DATABASE_PASSWORD=password
RABBIT_PASSWORD=password
SERVICE_PASSWORD=password

• Запустите сценарий установки:

$ ./stack.sh

Использование Packstack для установки

Packstack упрощает развертывание OpenStack на CentOS системы. Чтобы использовать Packstack:

• Установите Packstack:

$ sudo dnf install -y centos-release-openstack-train
$ sudo dnf install -y openstack-packstack

• Запустите установку:

$ packstack --allinone

Конфигурирование OpenStack

Конфигурация после установки

После установки выполните следующие настройки:

• Настройка пользователя Admin: Настройте пользователя-администратора и учетные данные.
• Проверка служб: Убедитесь, что все службы OpenStack работают должным образом.

Настройка панели OpenStack Dashboard

OpenStack Dashboard (Horizon) позволяет пользователям управлять облачными ресурсами через веб-интерфейс. Настройте Horizon следующим образом:

• Установите Horizon:

$ sudo apt install openstack-dashboard

• Настройка горизонта:

Отредактируйте файл конфигурации:

$ sudo nano /etc/openstack-dashboard/local_settings.py

Настройте такие параметры, как ALLOWED_HOSTS и OPENSTACK_KEYSTONE_URL.

• Перезапустите Apache:

$ sudo service apache2 restart

Настройка службы идентификации (Keystone)

Keystone управляет аутентификацией и авторизацией. Настройте Keystone следующим образом:

• Создание базы данных Keystone:

mysql -u root -p
CREATE DATABASE keystone;
GRANT ALL PRIVILEGES ON keystone.* TO 'keystone'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';
FLUSH PRIVILEGES;

• Редактирование конфигурации ключа:

$ sudo nano /etc/keystone/keystone.conf

Настройте строку подключения к базе данных.

• Наполнение базы данных Keystone:

$ sudo keystone-manage db_sync

• Bootstrap Keystone:

$ sudo keystone-manage bootstrap --bootstrap-password password --bootstrap-admin-url http://localhost:5000/v3/ --bootstrap-internal-url http://localhost:5000/v3/ --bootstrap-public-url http://localhost:5000/v3/ --bootstrap-region-id RegionOne

• Настройка HTTP-сервера Apache:

$ sudo ln -s /usr/share/keystone/wsgi-keystone.conf /etc/apache2/sites-available/wsgi-keystone.conf
$ sudo a2ensite wsgi-keystone
$ sudo service apache2 reload

Настройка службы изображений (Glance)

Glance управляет образами дисков. Настройте Glance следующим образом:

• Создание базы данных Glance:

mysql -u root -p
CREATE DATABASE glance;
GRANT ALL PRIVILEGES ON glance.* TO 'glance'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';
FLUSH PRIVILEGES;

• Редактирование конфигурации Glance:

$ sudo nano /etc/glance/glance-api.conf

Настройте строку подключения к базе данных и другие параметры.

• Наполнение базы данных Glance:

$ sudo glance-manage db_sync

• Перезапустите службы Glance:

$ sudo service glance-api restart

Настройка службы вычислений (Nova)

Nova управляет вычислительными ресурсами. Настройте Nova следующим образом:

• Создание базы данных Nova:

mysql -u root -p
CREATE DATABASE nova_api;
CREATE DATABASE nova;
GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_api.* TO 'nova'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';
GRANT ALL PRIVILEGES ON nova.* TO 'nova'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';
FLUSH PRIVILEGES;

• Редактирование конфигурации Nova:

$ sudo nano /etc/nova/nova.conf

Настройте строки подключения к базе данных и другие параметры.

• Наполнение базы данных Nova:

$ sudo nova-manage api_db sync
$ sudo nova-manage cell_v2 map_cell0
$ sudo nova-manage db sync

• Перезапустить службы Nova:

$ sudo service nova-api restart

Настройка сетевой службы (Neutron)

Neutron предоставляет сетевую службу в качестве сервиса. Настройте Neutron следующим образом:

• Создание базы данных Neutron:

mysql -u root -p
CREATE DATABASE neutron;
GRANT ALL PRIVILEGES ON neutron.* TO 'neutron'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';
FLUSH PRIVILEGES;

• Редактирование конфигурации Neutron:

$ sudo nano /etc/neutron/neutron.conf

Настройте строку подключения к базе данных и другие параметры.

• Наполнение базы данных Neutron:

$ sudo neutron-db-manage --config-file /etc/neutron/neutron.conf --config-file /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini upgrade head

• Перезапуск служб Neutron:

$ sudo service neutron-server restart

Настройка блочного хранилища (Cinder)

Cinder обеспечивает блочное хранение данных. Настройте Cinder следующим образом:

• Создание базы данных Cinder:

mysql -u root -p
CREATE DATABASE cinder;
GRANT ALL PRIVILEGES ON cinder.* TO 'cinder'@'localhost' IDENTIFIED BY 'password';
FLUSH PRIVILEGES;

• Редактирование конфигурации Cinder:

$ sudo nano /etc/cinder/cinder.conf

Настройте строку подключения к базе данных и другие параметры.

• Наполнение базы данных Cinder:

$ sudo cinder-manage db sync

• Перезапуск служб Cinder:

$ sudo service cinder-api restart

Настройка объектного хранилища (Swift)

Swift обеспечивает масштабируемое хранилище объектов. Настройте Swift следующим образом:

• Установите Swift:

$ sudo apt install swift swift-account swift-container swift-object

• Редактирование конфигурации Swift:

$ sudo nano /etc/swift/swift.conf

Настройте необходимые параметры.

• Создание файлов кольца:

$ swift-ring-builder account.builder create 10 3 1
$ swift-ring-builder container.builder create 10 3 1
$ swift-ring-builder object.builder create 10 3 1

• Распространить файлы кольца:

$ swift-ring-builder account.builder add z1-127.0.0.1:6002/sdb1 100
$ swift-ring-builder container.builder add z1-127.0.0.1:6001/sdb1 100
$ swift-ring-builder object.builder add z1-127.0.0.1:6000/sdb1 100

• Перебалансировка колец:

$ swift-ring-builder account.builder rebalance
$ swift-ring-builder container.builder rebalance
$ swift-ring-builder object.builder rebalance

Расширенная конфигурация

Настройка высокой доступности

Высокая доступность (HA) обеспечивает устойчивость ваших сервисов OpenStack к сбоям. Настройте HA следующим образом:

1. Установка и настройка HAProxy: Используйте HAProxy для балансировки нагрузки сервисов OpenStack.
2. Настройка Keepalived: Обеспечение отказоустойчивости VIP (виртуального IP).
3. Репликация баз данных: Настройка кластера Galera для репликации баз данных MySQL.
4. Кластеризация очередей сообщений: Используйте RabbitMQ или другой AMQP-сервер для кластеризации.

Интеграция с внешними сервисами

OpenStack может быть интегрирован с различными внешними сервисами для расширения функциональности:

• Интеграция LDAP: Интеграция Keystone с LDAP для централизованной аутентификации.
• Ceph Storage: Используйте Ceph для хранения блоков и объектов.
• OpenStack Heat: Используйте Heat для оркестровки и управления стеками облачных приложений.

Настройка мониторинга и протоколирования

Мониторинг и ведение журналов очень важны для поддержания работоспособности среды OpenStack. Используйте следующие инструменты:

• Nagios/Zabbix: Для мониторинга инфраструктуры.
• Elasticsearch, Logstash и Kibana (ELK): Для централизованного протоколирования и анализа.
• Prometheus/Grafana: Для сбора и визуализации метрик.

Лучшие практики безопасности

Внедрите следующие передовые методы обеспечения безопасности:

• Управление доступом на основе ролей (RBAC): Используйте Keystone для RBAC.
• Сетевая безопасность: Настройка групп безопасности и сетевой изоляции.
• Регулярные обновления: Поддерживайте все компоненты OpenStack в актуальном состоянии.
• Шифрование: Используйте шифрование для данных в состоянии покоя и при передаче.

Оптимизация производительности

Оптимизируйте производительность OpenStack, используя:

• Настройка параметров ядра: Настройка параметров ядра для повышения производительности сети и ввода-вывода.
• Оптимизация баз данных: Оптимизируйте настройки MySQL для повышения производительности.
• Кэширование: Используйте Memcached или Redis для кэширования.

Устранение неполадок и обслуживание

Общие проблемы и их решения

• Сбои аутентификации: Проверьте журналы и конфигурацию Keystone.
• Сетевые проблемы: Проверьте конфигурацию Neutron и сетевые настройки.
• Сбои в работе служб: Перезапустите службы и проверьте журналы на наличие ошибок.

Задачи регулярного обслуживания

• Резервное копирование базы данных: Регулярно создавайте резервные копии баз данных OpenStack.
• Ротация журналов: Настройте ротацию журналов для предотвращения проблем с дисковым пространством.
• Очистка ресурсов: Периодическая очистка неиспользуемых ресурсов.

Обновление OpenStack

Выполните следующие шаги для обновления OpenStack:

1. Резервное копирование: Обеспечьте резервное копирование всех данных и конфигураций.
2. Тестовое обновление: Сначала выполните обновление в тестовой среде.
3. Компоненты обновления: Обновите каждый компонент OpenStack, следуя официальному руководству по обновлению.
4. Проверьте: Убедитесь, что все службы работают правильно после обновления.

Часто задаваемые вопросы

Каковы минимальные системные требования для установки OpenStack?

Для установки OpenStack вам потребуется как минимум многоядерный процессор x86_64, 8 ГБ оперативной памяти, 100 ГБ дискового пространства и два сетевых интерфейса. В качестве операционной системы рекомендуется использовать Ubuntu 20.04 LTS или CentOS 8.

Можно ли установить OpenStack на одной машине?

Да, OpenStack может быть установлен на одной машине для тестирования и разработки. Такая установка известна как одноузловая, когда все службы работают на одной машине.

В чем разница между ручной и автоматической установкой OpenStack?

Ручная установка предполагает пошаговую установку и настройку каждого компонента OpenStack, что обеспечивает больший контроль, но требует больше усилий. Автоматизированная установка с помощью таких инструментов, как DevStack или Packstack, упрощает процесс, автоматизируя установку и начальную конфигурацию.

Как обеспечить высокую доступность OpenStack?

Для обеспечения высокой доступности можно использовать HAProxy для балансировки нагрузки, Keepalived для обхода отказа VIP, Galera Cluster для репликации баз данных и кластер RabbitMQ для очереди сообщений. Такая настройка минимизирует время простоя и повышает отказоустойчивость.

Можно ли интегрировать OpenStack с внешними решениями для хранения данных?

Да, OpenStack может быть интегрирован с внешними решениями для хранения данных, такими как Ceph, как для блочного, так и для объектного хранения. Ceph обеспечивает высокомасштабируемый и надежный бэкэнд хранения данных для OpenStack.

Как отслеживать и регистрировать операции OpenStack?

Для мониторинга можно использовать такие инструменты, как Nagios или Zabbix. Для централизованного протоколирования и анализа рекомендуется использовать стек ELK (Elasticsearch, Logstash, Kibana). Для сбора и визуализации метрик можно использовать Prometheus и Grafana.

Заключение

Установка и настройка OpenStack может оказаться сложной задачей, но при тщательном планировании и внимании к деталям вы сможете создать надежную и масштабируемую облачную среду. В этом руководстве рассмотрены основные шаги и соображения для успешного развертывания OpenStack. Независимо от того, создаете ли вы тестовую среду или производственное облако, следование этим шагам поможет обеспечить плавную и эффективную установку.