容器化部署OpenStack的正确姿势

Posted 2021-04-24 分布式实验室

当前，以OpenStack为代表的IaaS开源技术和以Docker为代表的PaaS/CaaS容器技术日益成熟，二者如何强强联合，一直是业界颇为关心的焦点领域。本次分享主要是和大家交流基于Docker容器运行和部署OpenStack。那么，安装OpenStack都有哪些方法呢？对于很多刚接触OpenStack的新人而言，安装无疑是一大挑战，同时也直接提高了学习OpenStack云计算的技术门槛。

一．安装OpenStack有哪些方式

1．DevStack

在相当长一段时间内，DevStack仍将是众多开发者的首选安装工具。该方式主要是通过配置一个安装脚本，执行Shell命令来安装OpenStack的开发环境，支持CentOS、Debian等系列系统。

2．RDO

RDO是由Red Hat红帽开源的一个自动化部署OpenStack的工具，支持单节点（all-in-one）和多节点（multi-node）部署。但RDO只支持CentOS系列操作系统。需要注意的是，该项目并不属于OpenStack官方社区项目。

3．手动部署

按照社区官方提供的文档，可以使用手动方式部署单节点、多节点、HA节点环境。

4．Puppet

Puppet由Ruby语言编写。Puppet是进入OpenStack自动化部署中早期的一个项目。目前，它的活跃开发群体是Red Hat、Mirantis、UnitedStack等。Mirantis出品的Fuel部署工具，其大量的模块代码使用的便是Puppet。

5．Ansible

Ansible是一个自动化部署配置管理工具，已被Red Hat收购。它基于Python开发，集合了众多运维工具（Puppet、Chef、SaltStack等）的优点，实现了批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等功能。Ansible一方面总结了Puppet设计上的得失，另一方面也改进了很多设计。比如基于SSH方式工作，故而不需要在被控端安装客户端。

6．SaltStack

SaltStack也是一个开源的自动化部署工具，基于Python开发，实现了批量系统配置、批量程序部署、批量运行命令等功能，和Ansible很相似。不同之处是，由于SaltStack的Master和Minion认证机制及工作方式，因此需要在被控端安装Minion客户端。

7．TripleO

TripleO项目最早由HP于2013年4月在Launchpad上注册BP，用于完成OpenStack的安装与部署。TripleO全称为“OpenStack On OpenStack”，意思为“云上云”，可以简单理解为利用OpenStack来部署OpenStack，即首先基于V2P（和P2V相反，指把虚拟机的镜像迁移到物理机上）的理念事先准备好一些OpenStack节点（计算、存储、控制节点）的镜像，然后利用已有OpenStack环境的Ironic裸机服务和软件安装部分的diskimage-builder部署裸机，最后通过Heat项目和镜像内的自动化部署工具（Puppet或Chef）在裸机上配置运行OpenStack。和其他部署工具不同的是，TripleO是利用OpenStack已有的基础设施来部署OpenStack的。

8．Fuel

Fuel是针对OpenStack的一个可以通过“界面部署”的工具，它大量采用了Python、Ruby和javascript等语言。其功能涵盖了通过自动化PXE方式安装操作系统、DHCP服务、Orchestration编排服务和Puppet安装相关服务等，此外还有OpenStack关键业务健康检查和log实时查看等非常好用的功能。

9．Kolla

上面说了这么多，现在终于轮到主角上场了——kolla。Kolla是具有广阔应用前景和市场的一个自动化部署工具。相比于其他部署工具，Kolla完全革新地使用了Docker容器技术，将每一个OpenStack服务运行在不同的Docker容器中。

小结

如上所述，OpenStack的安装部署方式多种多样，新手应该如何选择呢，这里，我推荐使用Rdo或手动部署方式（过程是艰难的，但能很好的加深对OpenStack的理解）；对于老手而言，可以尝试使用Kolla方式，体验Docker和OpenStack融合的新方式。

当前，OpenStack除了与Docker融合相关的Kolla项目之外，社区还有诸如Magnum、Murano、Solum等非常优秀的项目。

二．Docker容器化部署OpenStack

什么是Kolla

以前，我们要想在OpenStack版本发布后或者在版本开发过程中，立即安装体验等只能使用DevStack源码方式安装。但现在更多了一种新的选择，——即使用Kolla。

该项目由思科于2014年9月提出，是OpenStack社区“Big Tent”开发模式下的项目。Kolla的优势和使用场景体现在如下几个方面：

• 原子性升级或者回退OpenStack部署。

• 基于组件升级OpenStack。

• 基于组件回退OpenStack。

具体而言，Kolla的最终目标是为OpenStack的每一个服务都创建一个对应的Docker镜像，通过Docker镜像将升级的粒度减小到服务级别，从而在升级时对OpenStack的影响降到最小，并且一旦升级失败，也很容易回滚。升级只需要三步：拉取新版本的容器镜像，停止老版本的容器服务，启动新版本的容器。回滚也不需要重新安装包，直接启动老版本的容器服务就行，非常方便。

Kolla可以使用Ansible、Kubernetes或者Mesos来部署OpenStack环境，Kolla负责容器化OpenStack各个服务；后者则负责部署这些容器，搭建出一个可用的OpenStack环境。来实现基于Docker容器的OpenStack服务全生命周期管理，如安装、升级、回滚、迁移等。在部署Docker容器时，默认的网络配置都是Host模式。因为Kolla的Docker镜像粒度很小，它针对每个OpenStack服务都有特定的镜像，所以我们也可以通过Docker命令来操作某个具体的OpenStack服务。

Kolla项目，及其相关的其他项目，如下：

• Kolla项目：负责docker build OpenStack每个服务，如nova-compute容器等；

• Kolla-Ansible项目：使用Ansible部署这些容器，搭建OpenStack环境；

• Kolla-Kubernetes项目：使用Kubernetes部署这些容器，搭建OpenStack环境；

• Kolla-Mesos项目：使用Mesos部署这些容器，搭建OpenStack环境。

简言而之，Kolla就是OpenStack社区的一个用于docker build容器化OpenStack服务的项目，最后，使用其他的社区项目，即kolla-ansible或者kolla-kubernetes执行部署任务。

Kolla为OpenStack的部署提供了有效、快捷、方便、易于维护、方便版本更新与回退的方案。基于Docker容器部署和运维的OpenStack架构，如下图所示：

Kolla所涉及到的技术点，有：

• Docker

• Ansible

• Python

• docker-py

• Jinja2

Kolla支持部署HA高可用性的OpenStack环境，如下图所示，大家应该一看就明白吧。是的，正如其他OpenStack HA部署方案一样，如mysql采用的是Galera等。

目前，Kolla提供的镜像支持部署如下OpenStack项目，包括但不限于：

• Aodh

• Ceilometer

• Cinder

• Designate

• Glance

• Gnocchi

• Heat

• Horizon

• Ironic

• Keystone

• Magnum

• Mistral

• Murano

• Nova

• Neutron

• Swift

• Tempest

• Zaqar

以及这些基础设施组件：

• Ceph分布式存储

• Openvswitch和Linuxbridge

• MongoDB数据库

• RabbitMQ消息队列服务

• HAProxy和Keepalived 服务高可用组件

• MariaDB数据库等

Kolla的Docker镜像制作，支持红帽的RPM包，Ubuntu和Debian的Deb包，还能支持源码的方式。理论上源码制作的镜像，可以运行在所有的支持容器的操作系统上。

我们可以选择Ansible来做容器的管理，也可以选择Kubernetes或Mesos来管理。目前Ansible已经比较完善，Kubernetes和Mesos还在积极开发中。但我个人感觉，Kubernetes会是未来一段时间的新宠儿，但是它对使用/管理人员的要求会比较高。

Kolla解决的问题

过去，无论是个人还是公司尝试使用OpenStack，在安装和部署，都花费和消耗大量的精力。这其实也是影响OpenStack推广的一个重要障碍。如何让大家从部署的枷锁中解放出来，用好OpenStack，才能真正体现出OpenStack的价值。

一般安装好操作系统后，采用Kolla部署OpenStack环境，大概只需要30分钟的时间，就可以搭建完成OpenStack。社区的各种最佳实践，高可用等都集成在上面。Kolla让OpenStack的部署、升级变得更加的优雅。

所谓软件的升级就是把以前老的删掉，再装新的版本。如果你是采用包的安装，例如Rdo，那就非常的痛苦了。如果没有其他定制化开发的需求，使用社区提供的已构建好的OpenStack镜像即可（http://tarballs.openstack.org/kolla/images/）。

OK，下面进入正题吧，咱们用Kolla部署一个Ocata版本的OpenStack（all-in-one环境）。

准备操作系统

这里，我使用一个CentOS 7.2系统（6GB内存、4个CPU、50GB磁盘），配置IP地址（172.16.X.225），并关闭Firewalld和Selinux。

安装依赖

加入Docker的repo源

# tee /etc/yum.repos.d/docker.repo << 'EOF'
[dockerrepo]
name=Docker Repository
baseurl=https://yum.dockerproject.org/repo/main/centos/$releasever/
enabled=1
gpgcheck=1
gpgkey=https://yum.dockerproject.org/gpg
EOF 

安装EPEL源

yum install -y epel-release

安装和配置Docker服务

1）安装基础包

yum install python-devel libffi-devel gcc openssl-devel git python-pip ansible -y

2）安装Docker 1.12.5

yum install docker-engine-1.12.5 docker-engine-selinux-1.12.5 -y

3）设置Docker

mkdir /etc/systemd/system/docker.service.d
tee /etc/systemd/system/docker.service.d/kolla.conf << 'EOF'
[Service]
MountFlags=shared
EOF

4）重启相关服务

systemctl daemon-reload
systemctl enable docker
systemctl restart docker

5）编辑

/usr/lib/systemd/system/docker.service文件

E=/usr/bin/dockerd
ExecStart=/usr/bin/dockerd --insecure-registry 172.16.70.225:4000

6）重启Docker服务

systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

7）这里，可以配置阿里云的Docker加速器（可选），加快pull registry镜像。

mkdir -p /etc/docker
tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": ["https://a5aghnme.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

再重启下Docker服务

systemctl daemon-reload && systemctl restart docker

8）默认Docker的Registry是使用5000端口，对于OpenStack来说，有端口冲突，所以需要改成4000。Pull并启动registry镜像。

docker run -d -v /opt/registry:/var/lib/registry -p 4000:5000 \
--restart=always --name registry registry:2

安装Kolla

1）这里，下载使用Kolla社区的Ocata版本镜像（免去在本地环境docker build的过程，大大加快安装时间）。

wget http://tarballs.openstack.org/kolla/images/centos- binary-registry-ocata.tar.gz
tar zxvf centos-binary-registry-ocata.tar.gz -C /opt/registry/

2）下载kolla-ansible的代码

cd /home
git clone http://git.trystack.cn/openstack/kolla-ansible

3）安装kolla-ansible

cd kolla-ansible && pip install .

4）复制相关文件

cp -r etc/kolla /etc/kolla/
cp ansible/inventory/* /home/

说明：如果是在虚拟机里安装Kolla，希望可以在OpenStack平台上创建虚拟机，那么你需要把virt_type=qemu，默认是KVM。

mkdir –p /etc/kolla/config/nova
cat << EOF > /etc/kolla/config/nova/nova-compute.conf
[libvirt]
virt_type=qemu
EOF

5）生成密码文件

kolla-genpwd

6）编辑 /etc/kolla/passwords.yml文件，配置keystone管理员用户的密码。

keystone_admin_password: admin

同时，也是登录Dashboard，admin使用的密码，你可以根据自己需要进行修改。

7）编辑 /etc/kolla/globals.yml 配置文件

kolla_internal_vip_address: " 172.16.X.225"   //访问Dashboard的地址
docker_registry: " 172.16.X.225:4000"
docker_namespace: "lokolla"
network_interface: "eth0"                    //IP地址为172.16.X.225
neutron_external_interface: "eth1"             //该网卡不配置IP地址

如果部署的是单节点，需要编辑/usr/share/kolla-ansible/ansible/group_vars/all.yml文件，设置enable_haproxy为no。

enable_haproxy: "no"

说明：建议，在执行安装命令前，先使用kolla-ansible –help命令，了解下kolla-ansible支持的具体命令或参数。

执行安装OpenStack的命令

kolla-ansible deploy -i /home/all-in-one -vvvv

如果顺利，这个过程大约需要30分钟时间，这时候，不妨泡杯茶，慢慢品饮。

安装结束后，创建环境变量文件

kolla-ansible post-deploy

这样就创建 了/etc/kolla/admin-openrc.sh 环境变量文件。

安装OpenStack client端

pip install python-openstackclient

部署技巧：

1）如果，在部署过程中失败了，亦或是变更了配置信息，需要重新部署，则先执行如下命令，清除掉已部署的Docker容器，即OpenStack服务。

kolla-ansible destroy -i /home/all-in-one --yes-i-really-really-mean-it

2）除此外，还有一些小工具，在自己需要时，可以使用。

• kolla-ansible prechecks：在执行部署命令之前，先检查环境是否正确；

• tools/cleanup-containers：可用于从系统中移除部署的容器；

• tools/cleanup-host：可用于移除由于网络变化引发的Docker启动的neutron-agents主机；

• tools/cleanup-images：可用于从本地缓存中移除所有的docker image。

最后，可以使用docker ps –a命令查看到OpenStack 所有服务的容器。

验证部署

登录Dashboard

URL：http://172.16.X.225

用户名：admin

密码：admin

接着，我们创建一个镜像试试。

编辑 /usr/share/kolla-ansible/init-runonce文件，改成国内的trystack镜像源下载，速度快（感谢国内TryStack社区做出的贡献，服务大家）。

运行命令

source /etc/kolla/admin-openrc.sh
cd /usr/share/kolla-ansible
./init-runonce

这将自动创建一个镜像、租户网络等。如下，可以查看到自动创建的cirros测试镜像。

小结

至此，我们便通过Kolla和Ansible，部署成功了一个基于Docker容器运行的OpenStack环境。对于Ceph分布式存储、Haproxy高可用性、OpenDaylight SDN软件定义网络等这些功能，Kolla和Ansible都是支持的。

Troubleshoot

通过Kolla和Ansible部署或运行OpenStack环境时，如果出现问题，通常可以使用如下一些方法来排查/解决。

1）查看指定容器（即指定的服务）的输出日志信息。

docker logs container_name

2）进入到fluentd日志收集容器里，查看指定服务的日志。

docker exec -it fluentd bash

接着，cd到/var/log/kolla/SERVICE_NAME目录下。

3）还可以，直接CD到主机的/var/lib/docker/volumes/kolla_logs/_data/目录下，查看指定服务的日志信息。

4）如果在部署时失败，通过日志无法查找到原因，可以使用Ansible的debug模块进行部署代码调试。

Q&A

Q：容器虚拟CPU支持虚拟化吗？

A：容器只是一个进程服务，依赖于CPU虚拟化。

Q：Kolla-Ansible部署的OpenStack是否满足生产环境？

A：完全满足，已有客户上生产环境跑重要业务。

Q：OpenStack服务的可靠性，主被仲裁，配置变更等，可以怎么管理呢？

A：OpenStack服务的可靠性，主被仲裁，Kolla和Ansible均支持包括HAproxy等在内的OpenStack服务和Mariadb数据库的高可用性，社区推荐DB使用主主方式；至于管理，使用Ansible。

Q： OpenStack容器化部署后数据持久化的问题如何解决？ 

A：默认情况下，配置文件数据存放在主机的/etc/kolla目录下，数据库数据则在容器中，对于持久化等，可以考虑docker volume等相关方案，多种多样。

Q：通过Kolla-Ansible部署之后的OpenStack对网络是否有要求，或者需要单独配置网络这块？

A：使用Kolla-Ansible部署的OpenStack环境，和使用其他方式部署的网络环境一样，管理网、业务网和外网等。

Q：可否对Kolla-Ansible项目做Socker化，目的是通过这个镜像去部署OpenStack，减少重复配置Kolla-Ansible的运行环境？

A：Kolla-Ansible只是一个部署工具，做配置管理。可以把Kolla、Ansible和Docker镜像都放在一个部署模板上，通过这个部署模板去任意 部署OpenStack环境，这类似于Fuel ISO。

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