Fuel部署OpenStack过程及原理介绍

ゞ浴缸里的玫瑰 2022-09-26 00:19 540阅读 0赞

*  Fuel及其架构
 *  Fuel执行原理
    
     *  1 发现节点
     *  2 部署节点
        
         *  21 节点准备
         *  22 环境部署

# 1 Fuel及其架构 #

Fuel是一个开源的OpenStack部署和管理的工具，它允许用户通过Web UI进行OpenStack的部署和管理，并可以通过插件来扩展。  
Fuel的目标：加快和简化不同配置的OpenStack环境的部署、测试和维护。  
Fuel面向普通用户提供了多种不同需求的简化的OpenStack部署方式，主要特性有：

*  自动发现硬件环境；
 *  UI界面配置；
 *  多OpenStack集群管理；
 *  可选是否做HA；
 *  部署前的配置及网络检查；
 *  部署后的OpenStack环境测试；
 *  UI界面实时查看日志；
 *  支持CentOS和Ubuntu，通过扩展也可支持其他版本。

Fuel的架构如下：  
![Fuel-architecture.png][]  
Fuel由许多独立的组件构成，有些组件来自第三方，比如Cobbler、Puppet、Mcollective等。

*  **UI**基于bootstrap和backbone框架使用JavaScript开发。
 *  **Nailgun**是Fuel的核心组件，使用Python开发。它提供用于部署和管理的REST API；管理磁盘卷配置数据、网络配置数据以及其他环境相关的数据。它能够根据编排逻辑按照正确顺序生成部署命令。Nailgun使用SQL数据库保存数据，使用AMQP服务与workers进行交互。用户通过Web UI或 [Fuel CLI][]与其进行交互。
 *  **Astute**是另一个比较重要的组件，在部署时执行Nailgun的指令，其实它是相当于“包工头”，手下有Cobbler、Puppet、shell 脚本等。它与Nailgun通过AMQP进行数据交换。
 *  **Cobbler**用于网卡启动环境准备，其中也实现了Ironic的功能。
 *  **Puppet**用户部署，可以通过MCollective agent去管理其他的配置管理框架，比如Chef，SaltStack等。
 *  **Mcollective agents**用于执行类似硬件驱动清理、网络连接探查等特别任务。
 *  **OSTF（OpenStack Testing Framework/Health Check）**是一个独立的组件，用于在部署后测试OpenStack环境。

# 2 Fuel执行原理 #

上述Fuel各组件在Fuel Master节点中。  
首先来看一下Master节点中最终要的组件Nailgun。我们在Web界面上创建环境、修改设置、添加节点配置角色等都是通过它来完成的。通常Nailgun使用PostgreSQL数据库来保存数据，包括所发现节点的硬件配置、角色、环境设置、当前部署状态与进度等。

## 2.1 发现节点 ##

![Node discovery][]  
待部署节点通过网卡启动后，被Fuel的PXE发现并灌入bootstrap镜像启动。bootstrap中有一个特别的脚本叫做nailgun-agent.rb，它能够收集该节点的硬件信息并通过REST API提交给Nailgun，Nailgun会保存到数据库。

## 2.2 部署节点 ##

![plantuml-de2df74ef74b733281943ecd70684cc96fdf6dfd.png][]  
当用户在Web页面点击“部署”按钮时，Nailgun基于环境设置、各节点信息等生产一个JSON结构的数据放在RabbitMQ队列中。Astute workers始终在坚定RabbitMQ队列，因此会很快收到任务并展开部署工作，所有的操作都来自Astute库。

### 2.2.1 节点准备 ###

开始进行各节点的准备。Astute使用XML-RPC将这些节点的配置传给Cobbler，然后重启各节点，用MCollective agent只会Cobbler给各节点安装基础操作系统。  
![plantuml-4cf1f9d982bcfa2d86a5bb45839604077e67abec.png][]  
具体来说，当开始安装操作系统时，Astute会RabbitMQ队列中增加一条消息，该消息包含在各节点需要执行的操作。在每个待部署的节点上都有一个MCollective server，它们会持续监听队列中的消息，当收到这条消息后，便会指挥相应的MCollective agent来执行操作，其实这些agent就是包含一系列动作的Ruby脚本。  
![OS Provisioning][]

### 2.2.2 环境部署 ###

各节点的基础操作系统安装完成后，Astute便开始部署OpenStack的服务了。  
1. 首先，Astute通过**uploadfile** agent将节点配置传至节点机器的/etc/astute.yaml文件，该文件包含所在节点的所有参数和配置信息；  
2. 然后，Astute通过**puppetsync** agent同步Puppet的modules和manifests到各节点。这个agent其实就是运行rsync命令，而rsyncd服务就在Master节点。  
3. 同步完成后，Astute通过**puppet apply**（Fuel没有使用puppet的master-agent的方式，而是直接在各节点apply的）命令执行Puppet manifest的**site.pp**。MCollective agent使用**daemonize**工具在后台执行puppet(不过在Fuel9.0部署后的节点上没有找到这个文件)：

daemonize puppet apply /etc/puppet/manifests/site.pp

同时，Astute定期通过agent检查部署过程是否已经完成，并将进度通过RabbitMQ报告给Nailgun，从而可以在UI前端看到安装进度和实时的日志。

> 部署过程启动后，Puppet读取**astute.yaml**文件作为fact，然后转化数据到**$fuel\_settings**数据结构中，后者在部署过程中用来获取所有的配置信息。

1.  Puppet部署过程结束后，Astute将执行结果报告给Nailgun，当然用户可以随时通过Web界面或CLI来监控进度。  
    ![Cluster Deployment][]

Fuel会在各个节点安装**puppet-pull**脚本。开发人员可以根据需要手动触发puppet的执行。  
根据不同的环境配置或需求，Astute还会进行额外的动作：  
\* 生成和上传SSH key（应该是用于Fuel到各节点的免密码登录）；  
\* 网络检查时运行**net\_verify.py**脚本；  
\* 部署完成后上传CirrOS镜像到Glance（就是TestVM）；  
\* 当有新节点部署后，更新其他所有节点的**/etc/hosts**文件；  
\* 当Ceph节点部署后，更新RadosGW map。  
\* 在删除节点或整个环境的时候使用MCollective agents来擦除相关节点的boot sector并重启，从而该节点又可以从新通过网卡启动并灌入bootstrap镜像以便用于OpenStack的部署。

[Fuel-architecture.png]: /images/20220717/74b3d8a82c2f410f889baeb6a112e791.png
[Fuel CLI]: https://wiki.openstack.org/wiki/Fuel_CLI
[Node discovery]: https://docs.fuel-infra.org/fuel-dev/_images/plantuml-266ee56261b26e021d231e9a203c245b060ca2b3.png
[plantuml-de2df74ef74b733281943ecd70684cc96fdf6dfd.png]: https://docs.fuel-infra.org/fuel-dev/_images/plantuml-de2df74ef74b733281943ecd70684cc96fdf6dfd.png
[plantuml-4cf1f9d982bcfa2d86a5bb45839604077e67abec.png]: https://docs.fuel-infra.org/fuel-dev/_images/plantuml-4cf1f9d982bcfa2d86a5bb45839604077e67abec.png
[OS Provisioning]: https://docs.fuel-infra.org/fuel-dev/_images/plantuml-cfcc54419a74687012d22f0e5b756626325e1a6f.png
[Cluster Deployment]: https://docs.fuel-infra.org/fuel-dev/_images/plantuml-39b93ed28b9bd3a02224a42aef6447c95579fb17.png