項目一 OpenStack安裝　1

學習目標　1

項目描述　1

任務一　了解云計算　1

任務說明　1

知識引入　1

1．什么是虛擬化　1

2．什么是云計算　2

3．云計算架構　2

4．云計算的部署模式　3

5．裸金屬云　3

任務實現(xiàn)　3

1．了解商用云計算平臺　3

2．了解開源云計算平臺　4

任務二　了解OpenStack項目　4

任務說明　4

知識引入　5

1．什么是OpenStack　5

2．OpenStack項目及其組成　5

3．OpenStack的版本演變　7

4．OpenStack基金會與社區(qū)　7

任務實現(xiàn)　8

1．了解OpenStack應用場景　8

2．調查國內的OpenStack應用現(xiàn)狀　9

任務三　理解OpenStack架構　10

任務說明　10

知識引入　10

1．OpenStack的設計基本原則　10

2．OpenStack的概念架構　10

3．OpenStack的邏輯架構　11

4．OpenStack組件之間的通信機制　12

5．OpenStack的物理部署架構　13

6．OpenStack的物理網(wǎng)絡類型　14

任務實現(xiàn)　14

1．了解基于OpenStack構建云平臺的問題　14

2．了解部署OpenStack的技術需求　15

任務四　部署與安裝OpenStack　15

任務說明　15

知識引入　15

1．運行OpenStack的操作系統(tǒng)平臺　15

2．OpenStack部署拓撲　16

3．OpenStack部署工具　16

任務實現(xiàn)　18

1．準備OpenStack安裝環(huán)境　18

2．準備所需的軟件庫　20

3．安裝Packstack安裝器　20

4．運行Packstack安裝OpenStack　21

項目實訓　24

項目實訓一　調查移動云的現(xiàn)狀　24

實訓目的　24

實訓內容　24

項目實訓二　使用Packstack安裝器安裝一體化OpenStack云平臺　24

實訓目的　24

實訓內容　24

項目總結　24

項目二　OpenStack快速入門　25

學習目標　25

項目描述　25

任務一　熟悉OpenStack圖形界面操作　25

任務說明　25

知識引入　25

1．Horizon項目　25

2．Horizon與Django框架　26

3．Horizon功能架構　26

4．項目與用戶　27

任務實現(xiàn)　27

1．訪問OpenStack主界面　27

2．訪問“項目”儀表板　30

3．訪問“管理員”儀表板　30

4．訪問“身份管理”儀表板　31

5．訪問“設置”儀表板　32

6．自定義儀表板和面板　32

任務二　創(chuàng)建和操作虛擬機實例　33

任務說明　33

知識引入　34

1．創(chuàng)建虛擬機實例的前提條件　34

2．虛擬機實例與鏡像　34

任務實現(xiàn)　34

1．準備鏡像　34

2．查看實例類型　37

3．查看網(wǎng)絡　37

4．添加安全組規(guī)則　37

5．添加密鑰對　39

6．創(chuàng)建虛擬機實例　40

7．操作和使用虛擬機實例　43

任務三　實現(xiàn)虛擬機與外部網(wǎng)絡的通信　45

任務說明　45

知識引入　46

1．OpenStack的虛擬網(wǎng)絡　46

2．浮動IP地址　46

任務實現(xiàn)　46

1．將OpenStack主機網(wǎng)卡添加到br-ex網(wǎng)橋上　46

2．調整網(wǎng)絡配置　49

3．為虛擬機實例分配浮動IP地址　53

4．在Linux計算機上通過SSH訪問虛擬機實例　54

5．在Windows計算機上通過SSH訪問虛擬機實例　55

6．為虛擬機實例設置用戶賬戶和密碼　57

項目實訓　58

項目實訓一　練習OpenStack圖形界面操作　58

實訓目的　58

實訓內容　58

項目實訓二　創(chuàng)建和測試Fedora虛擬機實例　59

實訓目的　59

實訓內容　59

項目實訓三　開通虛擬機實例的外部通信　59

實訓目的　59

實訓內容　59

項目實訓四　在Windows計算機中通過SSH證書登錄Fedora虛擬機實例　59

實訓目的　59

實訓內容　59

項目總結　59

項目三　OpenStack基礎環(huán)境配置與API使用　60

學習目標　60

項目描述　60

任務一　了解OpenStack基礎環(huán)境配置　60

任務說明　60

知識引入　60

1．數(shù)據(jù)庫服務器　60

2．消息隊列服務　61

任務實現(xiàn)　62

1．驗證SQL數(shù)據(jù)庫　62

2．操作SQL數(shù)據(jù)庫　64

3．驗證NoSQL數(shù)據(jù)庫　66

4．驗證RabbitMQ　66

5．操作RabbitMQ　66

任務二　了解并使用OpenStack API　67

任務說明　67

知識引入　67

1．什么是RESTful　API　67

2．OpenStack的RESTful　API　68

3．OpenStack的認證與API請求流程　69

4．調用OpenStack　API的方式　69

任務實現(xiàn)　70

1．獲取OpenStack認證令牌　70

2．向OpenStack云平臺發(fā)送API請求　72

任務三　使用OpenStack命令行客戶端　73

任務說明　73

知識引入　74

1．為什么要使用命令行操作OpenStack　74

2．進一步了解OpenStack客戶端　74

3．openstack命令的語法　74

4．執(zhí)行openstack命令所需的認證　75

任務實現(xiàn)　75

1．云管理員通過openstack命令管理OpenStack云平臺　75

2．普通云用戶通過openstack命令使用OpenStack云服務　76

項目實訓　77

項目實訓一　使用cURL命令獲取實例列表　77

實訓目的　77

實訓內容　77

項目實訓二　使用openstack命令創(chuàng)建Fedora虛擬機實例　77

實訓目的　77

實訓內容　77

項目總結　77

項目四　OpenStack身份管理　78

學習目標　78

項目描述　78

任務一　理解身份服務　78

任務說明　78

知識引入　78

1．Keystone的基本概念　78

2．Keystone的主要功能　79

3．Keystone的管理層次結構　80

4．Keystone的認證流程　80

任務實現(xiàn)　82

1．查看當前的Identity　API版本　82

2．通過API請求認證令牌　82

3．使用認證令牌通過API進行身份管理操作　84

任務二　管理項目、用戶和角色　85

任務說明　85

知識引入　85

1．進一步了解項目、用戶和角色　85

2．命令行的身份管理用法　86

3．專用的服務用戶　87

任務實現(xiàn)　87

1．管理項目　87

2．管理用戶　89

3．管理角色　91

4．查看服務的API端點　91

5．使用命令行進行身份管理操作　91

任務三　通過oslo.policy庫實現(xiàn)權限管理　94

任務說明　94

知識引入　94

1．OpenStack的oslo.policy庫　94

2．policy.json文件的語法　94

任務實現(xiàn)　95

1．編寫簡單的policy.json策略　95

2．解讀policy.json策略　95

項目實訓　97

項目實訓一　通過圖形界面管理項目、用戶和角色　97

實訓目的　97

實訓內容　97

項目實訓二　通過命令行管理項目、用戶和角色　97

實訓目的　97

實訓內容　97

項目總結　97

項目五　OpenStack鏡像管理與制作　98

學習目標　98

項目描述　98

任務一　理解OpenStack鏡像服務　98

任務說明　98

知識引入　98

1．什么是鏡像　98

2．什么是鏡像服務　99

3．Glance架構　99

任務實現(xiàn)　100

1．查看Glance配置文件　100

2．驗證Glance服務　101

3．試用鏡像服務的API　101

任務二　管理OpenStack鏡像　102

任務說明　102

知識引入　102

1．虛擬機鏡像的磁盤格式和容器格式　102

2．鏡像的狀態(tài)　103

3．鏡像的訪問權限　103

4．鏡像的元數(shù)據(jù)　104

5．命令行的鏡像管理方法　104

任務實現(xiàn)　105

1．獲取鏡像　105

2．查看鏡像　106

3．創(chuàng)建鏡像　107

4．管理鏡像　108

5．轉換鏡像格式　109

任務三　基于預制鏡像定制OpenStack鏡像　110

任務說明　110

知識引入　110

1．什么是cloud-init　110

2．什么是實例快照　110

任務實現(xiàn)　111

1．通過預制的OpenStack鏡像創(chuàng)建一個虛擬機實例　111

2．對實例進行定制　111

3．定制cloud-init初始化行為　112

4．為上述實例創(chuàng)建快照　112

5．測試實例快照　113

6．將實例快照轉換成鏡像　114

任務四　使用自動化工具制作OpenStack鏡像　115

任務說明　115

知識引入　115

1．Diskimage-builder工具　115

2．其他自動化鏡像生成工具　115

任務實現(xiàn)　116

1．安裝Diskimage-builder　116

2．熟悉Diskimage-builder的用法　116

3．使用Diskimage-builder自動構建Ubuntu操作系統(tǒng)鏡像　117

任務五　手動制作OpenStack鏡像　119

任務說明　119

知識引入　119

1．手動制作鏡像　119

2．KVM虛擬化工具　119

3．KVM虛擬磁盤（鏡像）文件格式　120

4．VirtIO驅動程序與Cloudbase-Init　120

任務實現(xiàn)　121

1．部署KVM　121

2．手動創(chuàng)建Windows　Server 2012 R2操作系統(tǒng)鏡像　121

3．測試Windows　Server 2012 R2操作系統(tǒng)鏡像　126

4．測試Cloudbase-Init初始化設置　127

5．解決Windows虛擬機實例時間不同步問題　128

項目實訓　129

項目實訓一　通過命令行界面完成鏡像的基本操作　129

實訓目的　129

實訓內容　129

項目實訓二　基于預制鏡像定制Ubuntu操作系統(tǒng)云鏡像　129

實訓目的　129

實訓內容　130

項目總結　130

項目六　OpenStack虛擬機實例管理　131

學習目標　131

項目描述　131

任務一　理解OpenStack計算服務　131

任務說明　131

知識引入　131

1．什么是Nova　131

2．Nova所用的虛擬化技術　132

3．Nova的系統(tǒng)架構　133

4．虛擬機實例化流程　133

任務實現(xiàn)　134

1．驗證Nova服務　134

2．試用計算服務的API　134

任務二　創(chuàng)建和管理虛擬機實例　136

任務說明　136

知識引入　136

1．nova-api服務　136

2．nova-scheduler服務　136

3．nova-compute服務　138

4．nova-conductor服務　139

5．Nova計算服務與Placement放置服務　140

6．鏡像和實例的關系　140

7．命令行的實例創(chuàng)建用法　141

8．命令行的實例管理用法　142

任務實現(xiàn)　143

1．生成密鑰對　143

2．添加安全組規(guī)則　144

3．管理實例類型　144

4．創(chuàng)建實例　146

5．創(chuàng)建實例排錯　146

6．管理虛擬機實例　147

7．訪問虛擬機實例　147

任務三　注入元數(shù)據(jù)實現(xiàn)虛擬機實例個性化配置　148

任務說明　148

知識引入　148

1．元數(shù)據(jù)注入　148

2．元數(shù)據(jù)服務機制　149

3．配置驅動器機制　150

4．進一步了解cloud-init　150

任務實現(xiàn)　151

1．向虛擬機實例注入用戶數(shù)據(jù)　151

2．設置虛擬機實例的元數(shù)據(jù)（屬性）　153

3．驗證元數(shù)據(jù)服務機制　153

4．驗證配置驅動器機制　155

任務四　增加一個計算節(jié)點　156

任務說明　156

知識引入　156

1．Nova的物理部署　156

2．Nova的部署模式　156

任務實現(xiàn)　157

1．準備雙節(jié)點OpenStack云平臺安裝環(huán)境　157

2．編輯應答文件　157

3．使用修改過的應答文件運行Packstack安裝器　158

4．驗證雙節(jié)點部署　159

任務五　遷移虛擬機實例　160

任務說明　160

知識引入　161

1．什么是實例冷遷移　161

2．什么是實例熱遷移　161

3．熱遷移命令行用法　161

任務實現(xiàn)　162

1．在計算節(jié)點之間配置SSH無密碼訪問　162

2．執(zhí)行實例的冷遷移操作　162

3．實現(xiàn)熱遷移的通用配置　164

4．執(zhí)行實例的熱遷移操作　165

項目實訓　167

項目實訓一　使用命令行創(chuàng)建Fedora虛擬機實例并注入用戶密碼　167

實訓目的　167

實訓內容　167

項目實訓二　增加一個計算節(jié)點并進行實例冷遷移　167

實訓目的　167

實訓內容　167

項目總結　167

項目七　OpenStack網(wǎng)絡管理　168

學習目標　168

項目描述　168

任務一　了解OpenStack網(wǎng)絡服務　168

任務說明　168

知識引入　168

1．Neutron項目　168

2．Neutron架構　169

3．Neutron網(wǎng)絡基本結構　170

任務實現(xiàn)　170

1．驗證網(wǎng)絡服務　170

2．驗證網(wǎng)絡結構　170

3．試用網(wǎng)絡服務的API　171

任務二　理解OpenStack網(wǎng)絡資源模型　172

任務說明　172

知識引入　172

1．Neutron的網(wǎng)絡　172

2．提供者網(wǎng)絡　173

3．自服務網(wǎng)絡　174

4．Neutron的子網(wǎng)　175

5．Neutron的端口　176

6．Neutron的路由器　176

7．網(wǎng)絡管理的命令行基本用法　177

任務實現(xiàn)　178

1．驗證網(wǎng)絡資源模型　178

2．提供者網(wǎng)絡實例分析　181

3．自服務網(wǎng)絡實例分析　182

任務三　理解OpenStack網(wǎng)絡服務的實現(xiàn)機制　183

任務說明　183

知識引入　184

1．Neutron服務與組件的層次結構　184

2．neutron-server　184

3．插件與代理架構　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．元數(shù)據(jù)代理　190

任務實現(xiàn)　190

了解OpenStack網(wǎng)絡服務的物理部署　190

任務四　掌握OpenStack網(wǎng)絡服務與OVN的集成　191

任務說明　191

知識引入　191

1．什么是OVN　191

2．OVN架構和實現(xiàn)機制　192

3．OpenStack　Neutron與OVN集成　193

4．集成OVN的Neutron網(wǎng)絡服務部署　194

任務實現(xiàn)　195

1．驗證集成OVN的網(wǎng)絡服務部署　195

2．查看集成OVN的網(wǎng)絡服務配置　197

項目實訓　198

項目實訓一　驗證OpenStack網(wǎng)絡資源模型　198

實訓目的　198

實訓內容　199

項目實訓二　整理OpenStack網(wǎng)絡端口管理的命令行用法　199

實訓目的　199

實訓內容　199

項目實訓三　驗證OVN網(wǎng)絡的部署和配置　199

實訓目的　199

實訓內容　199

項目總結　199

項目八　OpenStack存儲管理　200

學習目標　200

項目描述　200

任務一　理解OpenStack塊存儲服務　200

任務說明　200

知識引入　201

1．Cinder的主要功能　201

2．Cinder與Nova的交互　201

3．Cinder架構　201

4．Cinder創(chuàng)建卷的基本流程　202

任務實現(xiàn)　203

1．驗證Cinder服務　203

2．試用Cinder的API　203

任務二　創(chuàng)建和管理卷　204

任務說明　204

知識引入　205

1．cinder-api服務　205

2．cinder-scheduler服務　205

3．cinder-volume服務　206

4．cinder-backup服務　208

5．Cinder服務的部署　208

6．卷操作的命令行基本用法　208

任務實現(xiàn)　210

1．查看卷服務分布和運行情況　210

2．查看存儲后端配置　210

3．查看卷　210

4．創(chuàng)建與刪除卷　211

5．連接與分離卷　212

6．擴展卷　212

7．創(chuàng)建卷快照　213

8．設置可啟動卷　214

9．更改卷的卷類型　214

10．管理卷類型　214

任務三　了解Swift對象存儲服務　215

任務說明　215

知識引入　215

1．Swift對象存儲系統(tǒng)　215

2．Swift的應用場景　216

3．對象的層次數(shù)據(jù)模型　216

4．對象層級結構與對象存儲API的交互　216

5．對象存儲的組件　217

6．Swift架構　218

任務實現(xiàn)　220

1．驗證Swift服務　220

2．查看Swift環(huán)文件　222

項目實訓　223

項目實訓一　使用命令行創(chuàng)建和管理卷　223

實訓目的　223

實訓內容　223

項目實訓二　驗證Cinder和Swift服務　223

實訓目的　223

實訓內容　223

項目總結　223

項目九　綜合演練——手動部署OpenStack　224

學習目標　224

項目描述　224

任務一　OpenStack云部署規(guī)劃　224

任務說明　224

知識引入　224

1．架構設計　224

2．虛擬網(wǎng)絡方案設計　225

3．示例的網(wǎng)絡拓撲　227

4．示例架構的局限性　227

任務實現(xiàn)　227

1．確定云部署目標　227

2．設計云部署架構　228

3．OpenStack賬戶密碼約定　228

任務二　OpenStack云平臺環(huán)境配置　229

任務說明　229

任務實現(xiàn)　229

1．準備兩個節(jié)點主機　229

2．配置節(jié)點主機網(wǎng)絡　230

3．設置時間同步　231

4．安裝OpenStack軟件包　232

5．安裝SQL數(shù)據(jù)庫　232

6．安裝消息隊列服務　233

7．安裝Memcached服務　233

8．安裝Etcd　234

任務三　安裝和部署Keystone身份服務　234

任務說明　234

知識引入　235

1．keystone-manage命令　235

2．其他服務在Keystone中的注冊　235

任務實現(xiàn)　235

1．創(chuàng)建Keystone數(shù)據(jù)庫　235

2．安裝和配置Keystone及相關組件　236

3．配置Apache　HTTP服務器　237

4．完成Keystone安裝　237

5．創(chuàng)建域、項目、用戶和角色　237

6．驗證Keystone服務的安裝　239

7．創(chuàng)建OpenStack客戶端環(huán)境腳本　239

任務四　安裝和部署Glance鏡像服務　240

任務說明　240

任務實現(xiàn)　240

1．完成Glance的安裝準備　240

2．安裝和配置Glance組件　241

3．完成Glance服務的安裝　242

4．驗證Glance鏡像操作　242

任務五　安裝和部署Placement放置服務　242

任務說明　242

任務實現(xiàn)　242

1．完成放置服務安裝的前期準備　242

2．安裝和配置放置服務組件　243

3．完成放置服務安裝　244

4．驗證放置服務安裝　244

任務六　安裝和部署Nova計算服務　245

任務說明　245

知識引入　245

1．Nova的Cell架構　245

2．Cell部署　246

3．Cell管理命令　247

任務實現(xiàn)　247

1．在控制節(jié)點上完成Nova的安裝準備　247

2．在控制節(jié)點上安裝和配置Nova組件　248

3．在控制節(jié)點上完成Nova安裝　250

4．在計算節(jié)點上安裝和配置Nova組件　250

5．在計算節(jié)點上完成Nova安裝　252

6．將計算節(jié)點添加到cell數(shù)據(jù)庫　252

7．驗證Nova計算服務的安裝　252

任務七　安裝和部署Neutron網(wǎng)絡服務　253

任務說明　253

任務實現(xiàn)　253

1．在控制節(jié)點上完成網(wǎng)絡服務的安裝準備　253

2．在控制節(jié)點上配置網(wǎng)絡選項　254

3．在控制節(jié)點上配置元數(shù)據(jù)代理　258

4．在控制節(jié)點上配置計算服務使用網(wǎng)絡服務　258

5．在控制節(jié)點上完成網(wǎng)絡服務安裝　258

6．在計算節(jié)點上安裝Neutron組件　259

7．在計算節(jié)點上配置網(wǎng)絡通用組件　259

8．在計算節(jié)點上配置網(wǎng)絡選項　259

9．在計算節(jié)點上配置計算服務使用網(wǎng)絡服務　260

10．在計算節(jié)點上完成網(wǎng)絡服務安裝　260

11．驗證網(wǎng)絡服務運行　260

12．創(chuàng)建初始網(wǎng)絡　260

13．驗證網(wǎng)絡操作　261

14．基于提供者網(wǎng)絡啟動實例　262

任務八　安裝和部署Horizon儀表板　263

任務說明　263

任務實現(xiàn)　264

1．安裝和配置Horizon組件　264

2．完成Horizon安裝　264

3．驗證儀表板操作　265

任務九　安裝和部署Cinder塊存儲服務　266

任務說明　266

任務實現(xiàn)　266

1．在控制節(jié)點上完成Cinder的安裝準備　266

2．在控制節(jié)點上安裝和配置Cinder組件　267

3．在控制節(jié)點上配置計算服務使用塊存儲服務　268

4．在控制節(jié)點上完成Cinder安裝　268

5．在存儲節(jié)點上完成Cinder的安裝準備　268

6．在存儲節(jié)點上安裝和配置Cinder組件　269

7．在存儲節(jié)點上完成Cinder安裝　270

8．驗證Cinder服務操作　270

項目實訓　271

項目實訓一　搭建OpenStack云平臺基礎環(huán)境　271

實訓目的　271

實訓內容　271

項目實訓二　安裝Keystone身份服務　271

實訓目的　271

實訓內容　271

項目實訓三　安裝Glance鏡像服務　271

實訓目的　271

實訓內容　271

項目實訓四　安裝Nova計算服務　271

實訓目的　271

實訓內容　272

項目實訓五　安裝Neutron網(wǎng)絡服務　272

實訓目的　272

實訓內容　272

項目總結　272