OpenStack架構分析與實(shí)踐簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

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內容簡(jiǎn)介:本書(shū)以實(shí)戰開(kāi)發(fā)為原則，以關(guān)鍵模塊架構分析及項目開(kāi)發(fā)為主線(xiàn)，通過(guò)OpenStack開(kāi)發(fā)中常用的8個(gè)典型組件和若干典型項目案例，詳細介紹了云平臺中的計算、網(wǎng)絡(luò )、存儲、服務(wù)編排、智能運維等模塊，并針對OpenStack中通用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細介紹。對于每一部分內容的講解，章節的后都會(huì )配備相應的實(shí)戰案例供大家參考。

作者簡(jiǎn)介:管增輝
中國海洋大學(xué)碩士，曾先后在A(yíng)lcatel-Lucent和金山云工作，現在供職于阿里巴巴。
擁有豐富的IMS核心網(wǎng)和云計算設計開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，對云計算解決方案及AIOps擁有獨到見(jiàn)解，專(zhuān)注于云計算、容器及AIOps相關(guān)領(lǐng)域。
熱衷開(kāi)源，先后參與過(guò)MIT MOOS-IvP項目和OpenStack項目的開(kāi)發(fā)。
具有豐富的云平臺及K8S平臺開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，設計開(kāi)發(fā)了電信級云存儲平臺、嵌套虛擬化云平臺、云平臺可視化資源管理、云平臺計算服務(wù)垃圾資源回收機制、云平臺智能運維系統、基于K8S的SaaS平臺及輕量PaaS平臺。
除此之外，對于云平臺的資源編排服務(wù)、彈性伸縮服務(wù)、負載均衡服務(wù)也有豐富的經(jīng)驗。
現在主要負責阿里云SaaS平臺和PaaS平臺的設計與開(kāi)發(fā)。

曾凡浪
中南大學(xué)學(xué)士，曾先后在藝龍旅行網(wǎng)和聯(lián)想北京研究院擔任系統開(kāi)發(fā)工程師和高級研究員，目前就職于神州優(yōu)車(chē)集團總部。
有多年的OpenStack和Kubernetes構建、開(kāi)發(fā)經(jīng)驗，專(zhuān)注于云計算相關(guān)領(lǐng)域。參與過(guò)多套私有云平臺的方案調研、技術(shù)選型和部署實(shí)施，以及OpenStack深度定制，OpenStack、Kubernetes、Ceph集中管理平臺，統一認證授權系統等項目開(kāi)發(fā)工作。

目錄:第1章 走進(jìn)OpenStack
1.1 OpenStack是什么 1
1.1.1 OpenStack的作用 1
1.1.2 OpenStack的應用場(chǎng)景 2
1.1.3 什么類(lèi)型的工作要學(xué)OpenStack 3
1.2 為什么要學(xué)習OpenStack 3
1.2.1 OpenStack在云計算中的地位 3
1.2.2 云計算新時(shí)代：容器vs虛擬化 4
1.3 如何學(xué)習OpenStack 4
1.3.1 對學(xué)習者的技術(shù)要求 4
1.3.2 OpenStack的學(xué)習路線(xiàn) 4
1.4 OpenStack的基本架構 5
1.5 OpenStack的核心組件 7
1.5.1 計算資源管理：Nova組件 7
1.5.2 存儲資源管理：Cinder/Swift組件 8
1.5.3 網(wǎng)絡(luò )資源管理：Neutron組件 9
第2章 OpenStack部署與社區貢獻流程
2.1 OpenStack部署方式 12
2.1.1 DevStack方式部署 13
2.1.2 手動(dòng)部署分布式OpenStack環(huán)境 18
2.1.3 RDO方式部署OpenStack 22
2.2 為OpenStack社區作貢獻 25
2.2.1 提交前的環(huán)境準備 26
2.2.2 代碼貢獻流程 28
【示例2-1】代碼貢獻流程之bug Fix 28
2.2.3 文檔貢獻流程 30
【示例2-2】以heat為例來(lái)演示HTML的生成過(guò)程 31
2.2.4 其他內容的貢獻流程 32
2.3 開(kāi)發(fā)工具之Pycharm 33
2.3.1 Pycharm的安裝與配置 33
2.3.2 使用Pycharm對代碼進(jìn)行遠程調試 34
【示例2-3】通過(guò)Pycharm調試OpenStack中nova list的代碼 34
2.3.3 Pycharm與PDB的選用比較 35
【示例2-4】開(kāi)發(fā)工具之PDB斷點(diǎn)調試 35
第3章 虛擬化
3.1 虛擬化技術(shù)的現狀 37
3.2 KVM的管理工具Libvirt 38
3.2.1 Libvirt簡(jiǎn)介 38
【示例3-1】通過(guò)Libvirt提供的API virsh對虛擬機生命周期實(shí)現管理 39
3.2.2 Libvirt的體系結構 40
3.3 OpenStack與虛擬化的結合 42
3.4 虛擬機配置libvirt.xml詳解 45
第4章 OpenStack通用技術(shù)
4.1 RPC服務(wù)實(shí)現分析 49
【示例4-1】在OpenStack RPC中創(chuàng )建Server并實(shí)現Client向Server發(fā)送請求
（以rpc、calll為例） 53
4.2 消息隊列服務(wù)分析 54
4.2.1 透徹理解中間件RabbitMQ 54
【示例4-2】通過(guò)“Hello World”演示如何RabbitMQ的消息收發(fā)過(guò)程 55
4.2.2 RabbitMQ實(shí)現RPC通信 58
【示例4-3】RabbitMQ之RPC通信案例 58
4.3 RESTful API開(kāi)發(fā)框架 64
4.3.1 靈活但不易用：基于Pastedeploy和Routes的API框架 65
【示例4-4】通過(guò)nova list獲取虛擬機的命令，根據Nova的api-paste.ini來(lái)說(shuō)明
是如何路由的 68
4.3.2 基于Pecan的API框架 69
4.4 TaskFlow的實(shí)現 72
4.4.1 TaskFlow常見(jiàn)使用場(chǎng)景 72
4.4.2 TaskFlow中必須理解的重要概念 73
4.4.3 TaskFlow具體實(shí)現 74
【示例4-5】TaskFlow仔細看，重實(shí)踐得體感 74
【示例4-6】TaskFlow功能多，長(cháng)流程特別火 76
4.5 基于Eventlet的多線(xiàn)程技術(shù) 78
4.5.1 進(jìn)程、線(xiàn)程與協(xié)程 78
4.5.2 Eventlet依賴(lài)的兩個(gè)庫：greenlet和select.epoll 79
【示例4-7】greenlet庫應用之協(xié)程切換 79
4.5.3 創(chuàng )建協(xié)程的常用API 80
4.5.4 定時(shí)和監聽(tīng)：Hub 81
4.5.5 Eventlet中的并發(fā)機制 83
第5章 Nova—計算組件
5.1 Nova架構 84
5.1.1 Nova基本架構及服務(wù)組成 85
5.1.2 Nova內部服務(wù)間的通信機制 86
5.1.3 Nova內部服務(wù)間協(xié)同工作 88
5.2 nova-api服務(wù) 89
5.2.1 nova-api服務(wù)的作用 89
5.2.2 nova-api服務(wù)的啟動(dòng)流程 91
5.3 nova-scheduler服務(wù) 95
5.3.1 基本原理及代碼結構 96
5.3.2 調度過(guò)程 97
5.3.3 配置分析 100
5.4 nova-compute服務(wù) 101
5.4.1 nova-compute服務(wù)的作用 101
5.4.2 nova-compute服務(wù)的啟動(dòng)流程 103
5.4.3 nova-compute服務(wù)的日志分析 105
5.5 周期性任務(wù)的實(shí)現 106
5.5.1 什么是周期性任務(wù) 107
5.5.2 周期性任務(wù)的代碼 108
5.6 資源及服務(wù)刷新機制 111
5.6.1 服務(wù)上報機制 111
5.6.2 主機資源刷新機制 112
5.7 典型流程分析 117
5.7.1 nova-scheduler服務(wù)的啟動(dòng)流程 117
5.7.2 虛擬機創(chuàng )建的流程 120
5.8 案例實(shí)戰—Nova以Ceph作為后端存儲 122
第6章 Neutron—網(wǎng)絡(luò )組件
6.1 Neutron的發(fā)展歷程 126
6.2 網(wǎng)絡(luò )基礎 127
6.2.1 網(wǎng)絡(luò )的基本概念 127
6.2.2 常用的網(wǎng)絡(luò )設備 131
6.2.3 虛擬網(wǎng)絡(luò )技術(shù) 131
6.2.4 Neutron網(wǎng)絡(luò )的基本概念 133
6.3 Neutron核心架構 135
6.3.1 Neutron部署結構 135
6.3.2 Neutron組成部件 136
6.3.3 ML2 Core Plugin 138
6.3.4 DHCP服務(wù) 141
6.3.5 路由服務(wù) 142
6.3.6 元數據服務(wù) 144
6.3.8 Neutron使用示例 147
6.4 高級服務(wù)（Advanced Services） 149
6.4.1 Load Balancer as a Service（LBaaS） 149
6.4.2 Firewall as a Service（FWaaS） 153
6.4.3 VPN as a Service（VPNaaS） 155
6.5 典型網(wǎng)絡(luò )模型分析 156
6.5.1 Linux Bridge + Flat/VLAN網(wǎng)絡(luò )模型 156
6.5.2 Open vSwitch + VxLAN網(wǎng)絡(luò )模型 161
6.5.3 小結 171
第7章 Heat—服務(wù)編排組件
7.1 Heat架構分析 172
7.1.1 Heat組件的基本架構 173
7.1.2 Heat對資源的管理 175
7.1.3 認識HOT模板 177
7.1.4 小實(shí)例：通過(guò)HOT模板創(chuàng )建虛擬機 180
7.2 Heat中的鎖機制 182
7.3 Heat中的Hook機制 184
【示例7-1】在通過(guò)Heat進(jìn)行資源定義時(shí)，應該如何使用Hook（鉤子） 185
【示例7-2】通過(guò)Heat創(chuàng )建一個(gè)Stack，在創(chuàng )建Stack時(shí)，需要通過(guò)Environment
來(lái)定義Hook（鉤子） 186
7.4 案例實(shí)戰—Heat典型案例 189
7.4.1 通過(guò)Heat模板創(chuàng )建Stack 189
7.4.2 Heat Stack創(chuàng )建流程 195
第8章 Keystone—認證組件
8.1 Keystone的架構 198
8.1.1 Keystone的作用 199
8.1.2 Keystone與其他組件間的關(guān)系 201
8.1.3 基本架構解析 203
8.1.4 自定義Keystone Plugin 205
8.1.5 支持使用External Plugin 206
8.2 Keystone中的基本概念 207
8.2.1 API V2和API V3 207
8.2.2 其他常見(jiàn)概念 208
8.2.3 多區域multi-region 209
8.3 Keystone的安裝部署與基本操作 211
8.3.1 Keystone的安裝部署 211
8.3.2 Keystone基本操作 212
【示例8-1】使用OpenStack user create創(chuàng )建一個(gè)名為test的用戶(hù) 212
8.4 Keystone的認證流程 215
8.4.1 認證方式 215
【示例8-2】以查看虛擬機列表為例，使用X-Auth-Token構造一個(gè)
合法的HTTP請求 215
8.4.2 令牌生成方式 216
8.4.3 Keystone工作流程 220
第9章 Cinder—塊存儲組件
9.1 Cinder架構分析 222
9.2 Cinder的安裝 225
9.2.1 安裝與配置存儲節點(diǎn) 225
9.2.2 安裝與配置控制節點(diǎn) 227
9.2.3 安裝與配置Backup服務(wù) 231
9.2.4 安裝正確性驗證及Cinder基本操作 232
9.2.5 Cinder配置存儲后端 234
【示例9-1】LVM作為Cinder的后端存儲 234
9.3 案例實(shí)戰—通過(guò)Heat模板創(chuàng )建Cinder Volume 235
9.4 Cinder API服務(wù)啟動(dòng)過(guò)程分析 238
9.4.1 cinder-api代碼目錄結構 239
9.4.2 cinder-api服務(wù)啟動(dòng)流程 240
9.4.3 REST請求的路由 242
9.5 案例實(shí)戰—關(guān)鍵代碼分析 245
9.5.1 Volume創(chuàng )建示例 245
9.5.2 代碼分析之cinder-api接收請求 247
9.5.3 代碼分析之cinder-scheduler進(jìn)行資源調度 249
9.5.4 代碼分析之cinder-volume調用Driver創(chuàng )建Volume 251
第10章 Ceilometer—數據采集組件
10.1 Ceilometer架構分析 254
10.1.1 Ceilometer中的基本概念 255
10.1.2 舊版Ceilometer架構 256
10.1.3 新版Ceilometer架構 258
10.2 數據處理 260
10.2.1 Notification Agents數據收集 261
10.2.2 Polling Agents數據收集 262
10.2.3 數據轉換與發(fā)布 263
10.3 Pipelines 265
10.4 計量項 267
10.5 Agent和Plugin 269
10.5.1 Polling Agents 270
10.5.2 Plugins 272
10.6 案例實(shí)戰—Heat與Ceilometer結合，搭建一個(gè)彈性伸縮系統 274
10.6.1 系統介紹 274
10.6.2 準備模板 275
10.6.3 創(chuàng )建系統 277
第11章 Glance—鏡像組件
11.1 Glance架構分析 279
11.2 狀態(tài)分析 280
11.3 代碼結構與概念分析 281
11.3.1 Metadata定義 283
11.3.2 Domain模型 285
【示例11-1】自定義Gateway方法 285
11.3.3 Task定義 287
11.4 Glance的安裝與配置 287
11.4.1 Glance安裝部署 288
11.4.2 Glance基本配置 292
【示例11-2】修改Glance后端存儲為RBD 292
11.5 鏡像緩存 293
11.6 案例實(shí)戰—Glance常見(jiàn)場(chǎng)景之鏡像創(chuàng )建 294
第12章 智能運維Vitrage—RCA組件
12.1 Vitrage架構 297
12.1.1 High Level架構設計 298
12.1.2 Low Level架構設計 300
12.2 Vitrage安裝部署 301
12.2.1 手動(dòng)方式安裝部署Vitrage 301
12.2.2 通過(guò)DevStack安裝Vitrage 303
12.3 Vitrage 模板 304
12.3.1 Templates（模板）的結構 304
【示例12-1】Host處于ERROR狀態(tài)時(shí)，觸發(fā)告警的模板 305
12.3.2 模板的加載過(guò)程 306
12.3.3 添加自定義模板 307
12.4 Vitrage Evaluator 310
12.5 自定義Datasources 312
12.6 案例實(shí)戰—Vitrage中的告警解決方案 314
第13章 OpenStack其他組件及智能運維方案
13.1 Mistral—工作流組件 317
13.1.1 Mistral應用場(chǎng)景 318
13.1.2 Mistral中的重要概念 318
13.1.3 Mistral功能介紹 320
13.1.4 Mistral架構分析 322
13.1.5 Mistral實(shí)戰應用 322
【示例13-1】為Mistral添加用戶(hù)自定義Action 322
【示例13-2】通過(guò)Mistral獲取虛擬機數據 323
13.2 OpenStack智能運維解決方案 326
13.2.1 可視化的Dynatrace 327
13.2.2 VirtTool Networks 327
13.2.3 智能運維Vitrage 329


第14章 OpenStack應用實(shí)戰：自動(dòng)編排和配置高可用Redis系統
14.1 利用cloud-init配置虛擬機 332
14.1.1 cloud-init的安裝與配置 333
14.1.2 cloud-init對VM進(jìn)行配置 338
【示例14-1】通過(guò)cloud-init配置虛擬機 341
14.1.3 cloud-init調試過(guò)程與問(wèn)題分析 343
14.2 Redis數據庫的HA實(shí)現及Redis集群的創(chuàng )建 347
14.2.1 Redis HA方案實(shí)現 347
14.2.2 Redis Cluster集群實(shí)現 358
第15章 OpenStack架構與代碼實(shí)踐
15.1 OpenStack架構設計思路 366
15.1.1 業(yè)務(wù)架構設計思路 366
15.1.2 部署架構設計思路 368
15.1.3 平臺用戶(hù)角色設計 369
15.2 案例實(shí)戰—向Heat中添加自定義資源 370
15.2.1 實(shí)現原理及思路分析 370
15.2.2 向Heat中添加Zabbix資源 371
15.2.3 定義Zabbix Action 373
15.2.4 實(shí)現AutoScaling模板 375
15.2.5 資源查看 377