OpenStack云计算平台实战(微课版)

项目一 OpenStack安装　1
学习目标　1
项目描述　1
任务一　了解云计算　1
任务说明　1
知识引入　1
1．什么是虚拟化　1
2．什么是云计算　2
3．云计算架构　2
4．云计算的部署模式　3
5．裸金属云　3
任务实现　3
1．了解商用云计算平台　3
2．了解开源云计算平台　4
任务二　了解OpenStack项目　4
任务说明　4
知识引入　5
1．什么是OpenStack　5
2．OpenStack项目及其组成　5
3．OpenStack的版本演变　7
4．OpenStack基金会与社区　7
任务实现　8
1．了解OpenStack应用场景　8
2．调查国内的OpenStack应用现状　9
任务三　理解OpenStack架构　10
任务说明　10
知识引入　10
1．OpenStack的设计基本原则　10
2．OpenStack的概念架构　10
3．OpenStack的逻辑架构　11
4．OpenStack组件之间的通信机制　12
5．OpenStack的物理部署架构　13
6．OpenStack的物理网络类型　14
任务实现　14
1．了解基于OpenStack构建云平台的问题　14
2．了解部署OpenStack的技术需求　15
任务四　部署与安装OpenStack　15
任务说明　15
知识引入　15
1．运行OpenStack的操作系统平台　15
2．OpenStack部署拓扑　16
3．OpenStack部署工具　16
任务实现　18
1．准备OpenStack安装环境　18
2．准备所需的软件库　20
3．安装Packstack安装器　20
4．运行Packstack安装OpenStack　21
项目实训　24
项目实训一　调查移动云的现状　24
实训目的　24
实训内容　24
项目实训二　使用Packstack安装器安装一体化OpenStack云平台　24
实训目的　24
实训内容　24
项目总结　24
项目二　OpenStack快速入门　25
学习目标　25
项目描述　25
任务一　熟悉OpenStack图形界面操作　25
任务说明　25
知识引入　25
1．Horizon项目　25
2．Horizon与Django框架　26
3．Horizon功能架构　26
4．项目与用户　27
任务实现　27
1．访问OpenStack主界面　27
2．访问“项目”仪表板　30
3．访问“管理员”仪表板　30
4．访问“身份管理”仪表板　31
5．访问“设置”仪表板　32
6．自定义仪表板和面板　32
任务二　创建和操作虚拟机实例　33
任务说明　33
知识引入　34
1．创建虚拟机实例的前提条件　34
2．虚拟机实例与镜像　34
任务实现　34
1．准备镜像　34
2．查看实例类型　37
3．查看网络　37
4．添加安全组规则　37
5．添加密钥对　39
6．创建虚拟机实例　40
7．操作和使用虚拟机实例　43
任务三　实现虚拟机与外部网络的通信　45
任务说明　45
知识引入　46
1．OpenStack的虚拟网络　46
2．浮动IP地址　46
任务实现　46
1．将OpenStack主机网卡添加到br-ex网桥上　46
2．调整网络配置　49
3．为虚拟机实例分配浮动IP地址　53
4．在Linux计算机上通过SSH访问虚拟机实例　54
5．在Windows计算机上通过SSH访问虚拟机实例　55
6．为虚拟机实例设置用户账户和密码　57
项目实训　58
项目实训一　练习OpenStack图形界面操作　58
实训目的　58
实训内容　58
项目实训二　创建和测试Fedora虚拟机实例　59
实训目的　59
实训内容　59
项目实训三　开通虚拟机实例的外部通信　59
实训目的　59
实训内容　59
项目实训四　在Windows计算机中通过SSH证书登录Fedora虚拟机实例　59
实训目的　59
实训内容　59
项目总结　59
项目三　OpenStack基础环境配置与API使用　60
学习目标　60
项目描述　60
任务一　了解OpenStack基础环境配置　60
任务说明　60
知识引入　60
1．数据库服务器　60
2．消息队列服务　61
任务实现　62
1．验证SQL数据库　62
2．操作SQL数据库　64
3．验证NoSQL数据库　66
4．验证RabbitMQ　66
5．操作RabbitMQ　66
任务二　了解并使用OpenStack API　67
任务说明　67
知识引入　67
1．什么是RESTful　API　67
2．OpenStack的RESTful　API　68
3．OpenStack的认证与API请求流程　69
4．调用OpenStack　API的方式　69
任务实现　70
1．获取OpenStack认证令牌　70
2．向OpenStack云平台发送API请求　72
任务三　使用OpenStack命令行客户端　73
任务说明　73
知识引入　74
1．为什么要使用命令行操作OpenStack　74
2．进一步了解OpenStack客户端　74
3．openstack命令的语法　74
4．执行openstack命令所需的认证　75
任务实现　75
1．云管理员通过openstack命令管理OpenStack云平台　75
2．普通云用户通过openstack命令使用OpenStack云服务　76
项目实训　77
项目实训一　使用cURL命令获取实例列表　77
实训目的　77
实训内容　77
项目实训二　使用openstack命令创建Fedora虚拟机实例　77
实训目的　77
实训内容　77
项目总结　77
项目四　OpenStack身份管理　78
学习目标　78
项目描述　78
任务一　理解身份服务　78
任务说明　78
知识引入　78
1．Keystone的基本概念　78
2．Keystone的主要功能　79
3．Keystone的管理层次结构　80
4．Keystone的认证流程　80
任务实现　82
1．查看当前的Identity　API版本　82
2．通过API请求认证令牌　82
3．使用认证令牌通过API进行身份管理操作　84
任务二　管理项目、用户和角色　85
任务说明　85
知识引入　85
1．进一步了解项目、用户和角色　85
2．命令行的身份管理用法　86
3．专用的服务用户　87
任务实现　87
1．管理项目　87
2．管理用户　89
3．管理角色　91
4．查看服务的API端点　91
5．使用命令行进行身份管理操作　91
任务三　通过oslo．policy库实现权限管理　94
任务说明　94
知识引入　94
1．OpenStack的oslo．policy库　94
2．policy．json文件的语法　94
任务实现　95
1．编写简单的policy．json策略　95
2．解读policy．json策略　95
项目实训　97
项目实训一　通过图形界面管理项目、用户和角色　97
实训目的　97
实训内容　97
项目实训二　通过命令行管理项目、用户和角色　97
实训目的　97
实训内容　97
项目总结　97
项目五　OpenStack镜像管理与制作　98
学习目标　98
项目描述　98
任务一　理解OpenStack镜像服务　98
任务说明　98
知识引入　98
1．什么是镜像　98
2．什么是镜像服务　99
3．Glance架构　99
任务实现　100
1．查看Glance配置文件　100
2．验证Glance服务　101
3．试用镜像服务的API　101
任务二　管理OpenStack镜像　102
任务说明　102
知识引入　102
1．虚拟机镜像的磁盘格式和容器格式　102
2．镜像的状态　103
3．镜像的访问权限　103
4．镜像的元数据　104
5．命令行的镜像管理方法　104
任务实现　105
1．获取镜像　105
2．查看镜像　106
3．创建镜像　107
4．管理镜像　108
5．转换镜像格式　109
任务三　基于预制镜像定制OpenStack镜像　110
任务说明　110
知识引入　110
1．什么是cloud-init　110
2．什么是实例快照　110
任务实现　111
1．通过预制的OpenStack镜像创建一个虚拟机实例　111
2．对实例进行定制　111
3．定制cloud-init初始化行为　112
4．为上述实例创建快照　112
5．测试实例快照　113
6．将实例快照转换成镜像　114
任务四　使用自动化工具制作OpenStack镜像　115
任务说明　115
知识引入　115
1．Diskimage-builder工具　115
2．其他自动化镜像生成工具　115
任务实现　116
1．安装Diskimage-builder　116
2．熟悉Diskimage-builder的用法　116
3．使用Diskimage-builder自动构建Ubuntu操作系统镜像　117
任务五　手动制作OpenStack镜像　119
任务说明　119
知识引入　119
1．手动制作镜像　119
2．KVM虚拟化工具　119
3．KVM虚拟磁盘（镜像）文件格式　120
4．VirtIO驱动程序与Cloudbase-Init　120
任务实现　121
1．部署KVM　121
2．手动创建Windows　Server 2012 R2操作系统镜像　121
3．测试Windows　Server 2012 R2操作系统镜像　126
4．测试Cloudbase-Init初始化设置　127
5．解决Windows虚拟机实例时间不同步问题　128
项目实训　129
项目实训一　通过命令行界面完成镜像的基本操作　129
实训目的　129
实训内容　129
项目实训二　基于预制镜像定制Ubuntu操作系统云镜像　129
实训目的　129
实训内容　130
项目总结　130
项目六　OpenStack虚拟机实例管理　131
学习目标　131
项目描述　131
任务一　理解OpenStack计算服务　131
任务说明　131
知识引入　131
1．什么是Nova　131
2．Nova所用的虚拟化技术　132
3．Nova的系统架构　133
4．虚拟机实例化流程　133
任务实现　134
1．验证Nova服务　134
2．试用计算服务的API　134
任务二　创建和管理虚拟机实例　136
任务说明　136
知识引入　136
1．nova-api服务　136
2．nova-scheduler服务　136
3．nova-compute服务　138
4．nova-conductor服务　139
5．Nova计算服务与Placement放置服务　140
6．镜像和实例的关系　140
7．命令行的实例创建用法　141
8．命令行的实例管理用法　142
任务实现　143
1．生成密钥对　143
2．添加安全组规则　144
3．管理实例类型　144
4．创建实例　146
5．创建实例排错　146
6．管理虚拟机实例　147
7．访问虚拟机实例　147
任务三　注入元数据实现虚拟机实例个性化配置　148
任务说明　148
知识引入　148
1．元数据注入　148
2．元数据服务机制　149
3．配置驱动器机制　150
4．进一步了解cloud-init　150
任务实现　151
1．向虚拟机实例注入用户数据　151
2．设置虚拟机实例的元数据（属性）　153
3．验证元数据服务机制　153
4．验证配置驱动器机制　155
任务四　增加一个计算节点　156
任务说明　156
知识引入　156
1．Nova的物理部署　156
2．Nova的部署模式　156
任务实现　157
1．准备双节点OpenStack云平台安装环境　157
2．编辑应答文件　157
3．使用修改过的应答文件运行Packstack安装器　158
4．验证双节点部署　159
任务五　迁移虚拟机实例　160
任务说明　160
知识引入　161
1．什么是实例冷迁移　161
2．什么是实例热迁移　161
3．热迁移命令行用法　161
任务实现　162
1．在计算节点之间配置SSH无密码访问　162
2．执行实例的冷迁移操作　162
3．实现热迁移的通用配置　164
4．执行实例的热迁移操作　165
项目实训　167
项目实训一　使用命令行创建Fedora虚拟机实例并注入用户密码　167
实训目的　167
实训内容　167
项目实训二　增加一个计算节点并进行实例冷迁移　167
实训目的　167
实训内容　167
项目总结　167

项目七　OpenStack网络管理　168
学习目标　168
项目描述　168
任务一　了解OpenStack网络服务　168
任务说明　168
知识引入　168
1．Neutron项目　168
2．Neutron架构　169
3．Neutron网络基本结构　170
任务实现　170


任务二　理解OpenStack网络资源模型　172
任务说明　172
知识引入　172
1．Neutron的网络　172
2．提供者网络　173
3．自服务网络　174
4．Neutron的子网　175
5．Neutron的端口　176
6．Neutron的路由器　176
7．网络管理的命令行基本用法　177
任务实现　178

任务三　理解OpenStack网络服务的实现机制　183
任务说明　183
知识引入　184
1．Neutron服务与组件的层次结构　184
2．neutron-server　184
3．插件与代理架构　185
4．ML2插件　185
5．L2代理　186
6．Open　vSwitch代理　187
7．L3代理　188
8．DHCP代理　190
9．元数据代理　190
任务实现　190
了解OpenStack网络服务的物理部署　190

任务四　掌握OpenStack网络服务与OVN的集成　191
任务说明　191
知识引入　191
1．什么是OVN　191
2．OVN架构和实现机制　192
3．OpenStack　Neutron与OVN集成　193
4．集成OVN的Neutron网络服务部署　194
任务实现　195

项目实训　198
项目实训一　验证OpenStack网络资源模型　198
实训目的　198
实训内容　199
项目实训二　整理OpenStack网络端口管理的命令行用法　199
实训目的　199
实训内容　199
项目实训三　验证OVN网络的部署和配置　199
实训目的　199
实训内容　199
项目总结　199

项目八　OpenStack存储管理　200
学习目标　200
项目描述　200
任务一　理解OpenStack块存储服务　200
任务说明　200
知识引入　201
1．Cinder的主要功能　201
2．Cinder与Nova的交互　201
3．Cinder架构　201
4．Cinder创建卷的基本流程　202
任务实现　203

任务二　创建和管理卷　204
任务说明　204
知识引入　205
1．cinder-api服务　205
2．cinder-scheduler服务　205
3．cinder-volume服务　206
4．cinder-backup服务　208
5．Cinder服务的部署　208
6．卷操作的命令行基本用法　208
任务实现　210

任务三　了解Swift对象存储服务　215
任务说明　215
知识引入　215
1．Swift对象存储系统　215
2．Swift的应用场景　216
3．对象的层次数据模型　216
4．对象层级结构与对象存储API的交互　216
5．对象存储的组件　217
6．Swift架构　218
任务实现　220

项目实训　223
项目实训一　使用命令行创建和管理卷　223
实训目的　223
实训内容　223
项目实训二　验证Cinder和Swift服务　223
实训目的　223
实训内容　223
项目总结　223

项目九　综合演练——手动部署OpenStack　224
学习目标　224
项目描述　224

任务一　OpenStack云部署规划　224
任务说明　224
知识引入　224
1．架构设计　224
2．虚拟网络方案设计　225
3．示例的网络拓扑　227
4．示例架构的局限性　227
任务实现　227

任务二　OpenStack云平台环境配置　229
任务说明　229
任务实现　229

任务三　安装和部署Keystone身份服务　234
任务说明　234
知识引入　235
1．keystone-manage命令　235
2．其他服务在Keystone中的注册　235
任务实现　235

任务四　安装和部署Glance镜像服务　240
任务说明　240
任务实现　240

任务五　安装和部署Placement放置服务　242
任务说明　242
任务实现　242

任务六　安装和部署Nova计算服务　245
任务说明　245
知识引入　245
1．Nova的Cell架构　245
2．Cell部署　246
3．Cell管理命令　247
任务实现　247

任务七　安装和部署Neutron网络服务　253
任务说明　253
任务实现　253

任务八　安装和部署Horizon仪表板　263
任务说明　263
任务实现　264

任务九　安装和部署Cinder块存储服务　266
任务说明　266
任务实现　266

项目实训　271
项目实训一　搭建OpenStack云平台基础环境　271
实训目的　271
实训内容　271
项目实训二　安装Keystone身份服务　271
实训目的　271
实训内容　271
项目实训三　安装Glance镜像服务　271
实训目的　271
实训内容　271
项目实训四　安装Nova计算服务　271
实训目的　271
实训内容　272
项目实训五　安装Neutron网络服务　272
实训目的　272
实训内容　272
项目总结　272