OpenStack云计算平台实战（微课版）

图书标准信息

• 作者 赵德宝；钟小平
• 出版社 人民邮电出版社
• 出版时间 2021-11
• 版次 1
• ISBN 9787115566621
• 定价 69.80元
• 装帧 平装
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 272页
• 字数 541千字

【内容简介】

本书系统讲解了OpenStack云计算平台的安装、配置、管理和运维方法。全书共9个项目，内容包括OpenStack安装、OpenStack快速入门、OpenStack基础环境配置与API使用、OpenStack身份管理、OpenStack镜像管理与制作、OpenStack虚拟机实例管理、OpenStack网络管理、OpenStack存储管理，以及手动部署OpenStack的综合演练。本书内容丰富，结构清晰，重点突出，难点分散，注重实践性和可操作性，项目中的每个任务都有相应的操作示范，并穿插大量实例，便于读者快速上手。
  本书可作为高等院校计算机专业课程的教材，也适合软件开发人员、IT实施和运维工程师学习OpenStack云计算技术时阅读参考，还可作为相关行业的培训教材。

【作者简介】

赵德宝，男，副教授、高级工程师，硕士学位。长期从事计算机网络、云计算等相关专业课程教学与研究。担任主编教材2部《网络设备配置与调试》、《ASP动态网页设计》；担任副主编教材《SQL Server 2012数据库应用教程》、《计算机网络项目教程》等3部。主持湖北省教育厅科技处项目并结题1项，参与省级课题2项；公开发表论文7篇；授权实用新型专利4个，取得软件著作权2个；作为指导老师指导学生参加2019年全国职业技能大赛云计算赛项获团体三等奖，省市级大赛荣获20余项荣誉。2019年世界技能大赛武汉市选拔赛云计算赛项优秀教练；2019年湖北“工匠杯”优秀指导老师；第46届世界技能大赛湖北省选拔赛云计算赛项裁判员；2021全国职业技能大赛网络搭建与应用赛项（中职组）裁判员。

钟小平 长期从事信息技术研究、教学、软件开发和技术支持工作。近年来著有《网络服务器配置与应用》《网络拓展配置与管理》《网络服务器配置完全手册》《网络操作系统——Windows Server 2012 R2配置与管理》和《Ubuntu Linux操作系统》等技术图书和高校教材。

【目录】

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

1．验证网络服务　170

2．验证网络结构　170

3．试用网络服务的API　171

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

1．验证网络资源模型　178

2．提供者网络实例分析　181

3．自服务网络实例分析　182

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

1．验证集成OVN的网络服务部署　195

2．查看集成OVN的网络服务配置　197

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

1．验证Cinder服务　203

2．试用Cinder的API　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

1．查看卷服务分布和运行情况　210

2．查看存储后端配置　210

3．查看卷　210

4．创建与删除卷　211

5．连接与分离卷　212

6．扩展卷　212

7．创建卷快照　213

8．设置可启动卷　214

9．更改卷的卷类型　214

10．管理卷类型　214

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

1．验证Swift服务　220

2．查看Swift环文件　222

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

1．确定云部署目标　227

2．设计云部署架构　228

3．OpenStack账户密码约定　228

任务二　OpenStack云平台环境配置　229

任务说明　229

任务实现　229

1．准备两个节点主机　229

2．配置节点主机网络　230

3．设置时间同步　231

4．安装OpenStack软件包　232

5．安装SQL数据库　232

6．安装消息队列服务　233

7．安装Memcached服务　233

8．安装Etcd　234

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

1．创建Keystone数据库　235

2．安装和配置Keystone及相关组件　236

3．配置Apache　HTTP服务器　237

4．完成Keystone安装　237

5．创建域、项目、用户和角色　237

6．验证Keystone服务的安装　239

7．创建OpenStack客户端环境脚本　239

任务四　安装和部署Glance镜像服务　240

任务说明　240

任务实现　240

1．完成Glance的安装准备　240

2．安装和配置Glance组件　241

3．完成Glance服务的安装　242

4．验证Glance镜像操作　242

任务五　安装和部署Placement放置服务　242

任务说明　242

任务实现　242

1．完成放置服务安装的前期准备　242

2．安装和配置放置服务组件　243

3．完成放置服务安装　244

4．验证放置服务安装　244

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

1．在控制节点上完成Nova的安装准备　247

2．在控制节点上安装和配置Nova组件　248

3．在控制节点上完成Nova安装　250

4．在计算节点上安装和配置Nova组件　250

5．在计算节点上完成Nova安装　252

6．将计算节点添加到cell数据库　252

7．验证Nova计算服务的安装　252

任务七　安装和部署Neutron网络服务　253

任务说明　253

任务实现　253

1．在控制节点上完成网络服务的安装准备　253

2．在控制节点上配置网络选项　254

3．在控制节点上配置元数据代理　258

4．在控制节点上配置计算服务使用网络服务　258

5．在控制节点上完成网络服务安装　258

6．在计算节点上安装Neutron组件　259

7．在计算节点上配置网络通用组件　259

8．在计算节点上配置网络选项　259

9．在计算节点上配置计算服务使用网络服务　260

10．在计算节点上完成网络服务安装　260

11．验证网络服务运行　260

12．创建初始网络　260

13．验证网络操作　261

14．基于提供者网络启动实例　262

任务八　安装和部署Horizon仪表板　263

任务说明　263

任务实现　264

1．安装和配置Horizon组件　264

2．完成Horizon安装　264

3．验证仪表板操作　265

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

1．在控制节点上完成Cinder的安装准备　266

2．在控制节点上安装和配置Cinder组件　267

3．在控制节点上配置计算服务使用块存储服务　268

4．在控制节点上完成Cinder安装　268

5．在存储节点上完成Cinder的安装准备　268

6．在存储节点上安装和配置Cinder组件　269

7．在存储节点上完成Cinder安装　270

8．验证Cinder服务操作　270

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