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OpenStack使用手册：从部署到运维的全流程指南

作者：php是最好的2025.09.17 10:30浏览量：80

简介：本文详细阐述OpenStack私有云平台的安装部署、核心组件配置及日常运维管理，涵盖环境准备、组件安装、网络配置、实例管理等关键环节，提供可落地的技术方案和故障排查方法。

一、OpenStack基础环境准备

1.1 硬件与网络规划

OpenStack对硬件资源有明确要求：计算节点建议配置双路Xeon处理器、128GB以上内存及NVMe SSD存储；网络架构需规划管理网络（1Gbps）、存储网络（10Gbps）和业务网络（10Gbps以上）。典型拓扑采用三层架构：

  • 控制层：部署Keystone、Glance、Neutron等核心服务
  • 计算层：运行Nova计算节点
  • 存储层：集成Cinder块存储和Swift对象存储

1.2 操作系统选择

推荐使用CentOS 8或Ubuntu 20.04 LTS，需配置NTP服务保证时间同步，关闭SELinux/AppArmor安全模块。示例配置（CentOS）：

  1. # 安装必要工具
  2. yum install -y epel-release wget curl
  3. # 配置NTP
  4. yum install chrony -y
  5. systemctl enable --now chronyd

1.3 数据库部署

MariaDB作为默认数据库，需配置集群模式提高可用性。关键参数调整：

  1. [mysqld]
  2. innodb_buffer_pool_size = 4G
  3. max_connections = 2000
  4. wsrep_cluster_name = openstack_cluster

二、核心组件安装与配置

2.1 Keystone身份服务

安装步骤：

  1. # 安装软件包
  2. yum install openstack-keystone httpd mod_wsgi -y
  3. # 生成服务证书
  4. openssl req -new -x509 -nodes -out /etc/pki/tls/certs/keystone.pem \
  5. -keyout /etc/pki/tls/private/keystone.key -days 3650
  6. # 配置/etc/keystone/keystone.conf
  7. [token]
  8. provider = fernet
  9. [database]
  10. connection = mysql+pymysql://keystone:PASSWORD@controller/keystone

创建服务实体和API端点：

  1. openstack project create --domain default --description "Service Project" service
  2. openstack endpoint create --region RegionOne identity public http://controller:5000/v3

2.2 Nova计算服务

计算节点配置要点：

  1. 安装必要包：yum install openstack-nova-compute
  2. 配置/etc/nova/nova.conf：
    1. [vnc]
    2. enabled = True
    3. vncserver_listen = 0.0.0.0
    4. vncserver_proxyclient_address = $my_ip
    5. [libvirt]
    6. virt_type = qemu  # 或kvm
  3. 启动服务：
    1. systemctl enable --now libvirtd openstack-nova-compute

2.3 Neutron网络服务

网络拓扑设计建议：

  • Provider网络：直接连接物理网络
  • Self-service网络：使用VXLAN或GRE隧道

配置示例（Linux Bridge插件）：

  1. [DEFAULT]
  2. core_plugin = ml2
  3. service_plugins = router
  4. [ml2]
  5. type_drivers = flat,vlan,vxlan
  6. tenant_network_types = vxlan
  7. mechanism_drivers = linuxbridge

三、高级功能实现

3.1 实例高可用配置

采用Pacemaker+Corosync实现控制节点HA：

  1. # 安装集群软件
  2. yum install pacemaker pcs corosync -y
  3. # 创建集群
  4. pcs cluster setup --name openstack_ha node1 node2 node3
  5. pcs cluster start --all

资源定义示例：

  1. <primitive id="vip" class="ocf" provider="heartbeat" type="IPaddr2">
  2.   <instance_attributes id="vip-params">
  3.     <nvpair id="vip-ip" name="ip" value="192.168.1.100"/>
  4.   </instance_attributes>
  5. </primitive>

3.2 存储后端集成

Cinder块存储配置

  1. 安装LVM后端：

    1. yum install lvm2 device-mapper-persistent-data -y
    2. systemctl enable --now lvm2-lvmetad

  2. 配置/etc/cinder/cinder.conf：

    1. [lvm]
    2. volume_driver = cinder.volume.drivers.lvm.LVMVolumeDriver
    3. volume_group = cinder-volumes
    4. target_protocol = iscsi
    5. target_helper = lioadm

Swift对象存储部署

采用环文件分发机制，关键步骤：

  1. # 生成环文件
  2. swift-ring-builder object.builder create 10 3 1
  3. swift-ring-builder object.builder add z1-192.168.1.101:6000/sdb1 100
  4. swift-ring-builder object.builder rebalance
  5. # 分发环文件到所有存储节点
  6. scp object.ring.gz account.ring.gz container.ring.gz root@storage:/etc/swift

四、运维管理最佳实践

4.1 监控体系构建

推荐使用Prometheus+Grafana监控方案：

  1. 部署Node Exporter收集主机指标
  2. 配置OpenStack Exporter：
    ```yaml

    prometheus.yml片段

  • job_name: ‘openstack’
    static_configs:
    • targets: [‘controller:9182’]
      ```

关键告警规则示例：

  1. groups:
  2. - name: nova.rules
  3.   rules:
  4.   - alert: NovaComputeDown
  5.     expr: up{job="nova-compute"} == 0
  6.     for: 5m
  7.     labels:
  8.       severity: critical

4.2 故障排查方法论

常见问题处理流程：

  1. 服务启动失败：

    • 检查日志：journalctl -u nova-api -f
    • 验证配置文件语法
    • 检查数据库连接

  2. 实例创建失败：

    • 查看Nova日志：/var/log/nova/nova-compute.log
    • 检查Neutron端口状态：openstack port list
    • 验证镜像完整性：glance image-show <IMAGE_ID>

  3. 网络连通性问题：

    • 使用openstack network topology show查看拓扑
    • 检查安全组规则：openstack security group rule list
    • 抓包分析：tcpdump -i any -nn port 5672

4.3 升级与版本管理

OpenStack升级遵循”大版本小步走”原则：

  1. 升级前准备：

    • 备份数据库：mysqldump -u root -p keystone > keystone_backup.sql
    • 测试环境验证升级包
    • 通知用户维护窗口

  2. 升级流程示例（Ussuri→Wallaby）：

    1. # 控制节点升级
    2. yum install -y https://repos.fedorapeople.org/repos/openstack/openstack-wallaby/rpm/openstack-wallaby.repo
    3. yum upgrade python3-openstackclient
    4. # 计算节点升级
    5. systemctl stop openstack-nova-compute
    6. yum upgrade openstack-nova-compute
    7. systemctl start openstack-nova-compute

五、安全加固建议

5.1 认证安全

  1. 强制使用v3 API：

    1. [api]
    2. auth_strategy = keystone
    3. [keystone_authtoken]
    4. auth_version = v3

  2. 密码策略强化：

    1. openstack domain policy set --domain default \
    2. "password_regex='^(?=.*[A-Z])(?=.*[a-z])(?=.*\d).{8,}$'"

5.2 审计日志

配置Centralized Logging方案：

  1. # 安装Fluentd
  2. yum install td-agent -y
  3. # 配置/etc/td-agent/td-agent.conf
  4. <source>
  5.   @type tail
  6.   path /var/log/nova/nova-api.log
  7.   pos_file /var/log/td-agent/nova-api.log.pos
  8.   tag nova.api
  9.   format json
  10. </source>
  11. <match **>
  12.   @type elasticsearch
  13.   host elasticsearch
  14.   index_name openstack-logs
  15. </match>

本手册覆盖了OpenStack从基础部署到高级运维的全流程，建议读者结合实际环境进行参数调整。对于生产环境，建议先在测试环境验证所有操作步骤，并建立完善的备份恢复机制。随着OpenStack版本的演进，需持续关注官方安全公告和补丁更新。

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