OpenStack八大核心组件精讲之--keystone

一、Keystone 身份服务

1、定义

Keystone (OpenStack Identity Service) 是OpenStack中的一 个独立的提供安全认证的模块，主要负责openstack用户的身份认证、 令牌管理、提供访问资源的服务目录、以及基于用户角色的访问控制。

Keystone类似一个服务总线，或者说是整个Openstack框架的注册表,其他服务通过keystone来注册其服务的 Endpoint (服务访问的URL)，任何服务之间相互的调用，需要经过Keystone的身 份验证，来获得目标服务的 Endpoint来找到目标服务。

2、主要功能

• 身份认证(Authentication) : 令牌的发放和校验

• 用户授权(Authorization) : 授予用户在一个服务中所拥有权限

• 用户管理(Account) : 管理用户账户

• 服务目录(Service Catalog) : 提供可用服务的API端点

二、相关概念

• User: 指使用Openstack service的用户。
• Project(Tenant): 可以理解为一个人、或服务所拥有的资源集合。
• Role: 用于划分权限。通过给User指定Role，使User获得Role对应操作权限
• Authentication: 确定用户身份的过程。
• Token: 是一个字符串表示，作为访问资源的令牌。Token包含 了在指定范围和有效时间内，可以被访问的资源。
• Credentials: 用于确认用户身份的凭证。用户的用户名和密码，或者是用户名和API密钥，或者身份管理服务提供的认证令牌。
• Service: Openstack service，即Openstack中运行的组件服务。如nova、swift、glance、 neutron、 cinder等。
• Endpoint: 一个可以通过网络来访问和定位某个Openstack service的地址，通常是一个URL。
• Credentials:用于确认用户身份的凭证。用户的用户名和密码，或者时用户名和API密钥，或者身份管理服务提供的认证令牌。
• Service：Openstack service，即Openstack中运行的组件服务。如nova、swift、glance、neutron、cinder等。
• Endpoint：一个可以通过网络访问和定位某个Openstack service的地址，通讯常是一个URL.

因为组件点到点的交互是通过 API 来完成的，API 由 Apache 所承载，Apache 提供了一个URL，所以 API 和 API 的对
接也可以认为是 URL 和 URL 的对接。

OpenStack中核心、辅助组件的用户是在"yum install" 的时候创建的，OpenStack中关键的就是组件、服务之间的对接配
置

三、keystone工作流程图

创建虚拟机首先需要登录用户认证，user向keystone认证，认证没问题以后登录，user需要向nova发送请求，请求安装虚拟机的指令，nove再次向Keyston返回请求验证，验证成功，创建虚拟机是需要glance镜像资源以及neutron网络等资源，那么nova都会想keystone请求验证来获取资源，验证都无问题则会进行VM的创建，创建成功以后返回信息给user

四、keystone部署

注意事项
● OpenStack组件安装的顺序
1、Keystone (apache)
2、glance
3、nova
4、neutron

部署openstack组件时，需先行安装认证服务（keystone），而认证服务是使用Apache运行的，安装完成后才可以创建、管理账号，然后安装镜像服务（glance）、计算服务（nova）、网络服务（neutron）
其中计算服务和网络服务分为管理端和客户端，所以需要在openstack的管理端安装计算服务和网络服务的管理端，在创建虚拟机的node节点上安装计算服务和网络服务的客户端，最后安装dashboard服务，openstack各种组件的API都是通过apache运行的；
openstack的管理端负责创建、管理虚拟机过程的调度
通过openstack管理端创建虚拟机的相关数据最终都会记录到mysql（mariadb）中；node节点没有权限往数据库中写数据，只有控制端有权限，并且node节点与控制端通讯是通过rabbitmq间接通讯，node节点会监听rabbitmq，控制端也会监听rabbitmq，控制端把创建虚拟机的指令发送到rabbitmq，由监听rabbitmq指定队列的node节点接收消息并创建虚拟机

1、创建数据库实例和数据库用户

[root@ct ~]# mysql -u root -p
Enter password:       #输入密码，我之前设置的密码是ABC123
MariaDB [(none)]> create database keystone;
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON keystone.* TO 'keystone'@'localhost' IDENTIFIED BY 'KEYSTONE_DBPASS';
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON keystone.* TO 'keystone'@'%' IDENTIFIED BY 'KEYSTONE_DBPASS';
MariaDB [(none)]> flush privileges;
MariaDB [(none)]> exit

2、安装、配置keystone、数据库、Apache

①、安装keystone、httpd、mod_wsgi

#mod_wsgi包的作用是让apache能够代理python程序的组件；openstack的各个组件，包括API都是用python写的，但访问的是apache，apache会把请求转发给python去处理,这些包只安装在controler节点
[root@ct ~]# yum -y install openstack-keystone httpd mod_wsgi
[root@ct ~]# cp -a /etc/keystone/keystone.conf{
    
    ,.bak}
[root@ct ~]# grep -Ev "^$|#" /etc/keystone/keystone.conf.bak > /etc/keystone/keystone.conf
#通过pymysql模块访问mysql，指定用户名密码、数据库的域名、数据库名
[root@ct ~]# openstack-config --set /etc/keystone/keystone.conf database connection mysql+pymysql://keystone:KEYSTONE_DBPASS@ct/keystone
#指定token的提供者；提供者就是keystone自己本身
[root@ct ~]# openstack-config --set /etc/keystone/keystone.conf token provider fernet
Fernet：一种安全的消息传递格式

②、初始化认证服务数据库

[root@ct ~]# su -s /bin/sh -c "keystone-manage db_sync" keystone

③、初始化fernet 密钥存储库(以下命令会生成两个密钥，生成的密钥放于/etc/keystone/目录下，用于加密数据）

[root@ct keystone]# keystone-manage fernet_setup --keystone-user keystone --keystone-group keystone
[root@ct keystone]# keystone-manage credential_setup --keystone-user keystone --keystone-group keystone

④、配置bootstrap身份认证服务

[root@ct ~]# keystone-manage bootstrap --bootstrap-password ADMIN_PASS \
--bootstrap-admin-url http://ct:5000/v3/ \
--bootstrap-internal-url http://ct:5000/v3/ \
--bootstrap-public-url http://ct:5000/v3/ \
--bootstrap-region-id RegionOne		#指定一个区域名称
#此步骤是初始化openstack，会把openstack的admin用户的信息写入到mysql的user表中，以及url等其他信息写入到mysql的相关表中； 
#admin-url是管理网(如公有云内部openstack管理网络)，用于管理虚拟机的扩容或删除；如果共有网络和管理网是一个网络，则当业务量大时，会造成无法通过openstack的控制端扩容虚拟机，所以需要一个管理网； 
#internal-url是内部网络，进行数据传输，如虚拟机访问存储和数据库、zookeeper等中间件，这个网络是不能被外网访问的，只能用于企业内部访问 
#public-url是共有网络，可以给用户访问的(如公有云) #但是此环境没有这些网络，则公用同一个网络 
#5000端口是keystone提供认证的端口 
#需要在haproxy服务器上添加一条listen 
#各种网络的url需要指定controler节点的域名，一般是haproxy的vip的域名（高可用模式）

⑤、配置Apache HTTP服务器

[root@ct ~]# echo "ServerName controller" >> /etc/httpd/conf/httpd.conf

⑥、创建配置文件

#安装完mod_wsgi包后，会生成 wsgi-keystone.conf 这个文件，文件中配置了虚拟主机及监听了5000端口，mod_wsgi就是python的网关
[root@ct ~]# ln -s /usr/share/keystone/wsgi-keystone.conf /etc/httpd/conf.d/

⑦、开启服务

[root@ct conf.d]# systemctl enable httpd
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
[root@ct conf.d]# systemctl start httpd

⑧、 配置管理员账户的环境变量

#这些环境变量用于创建角色和项目使用，但是创建角色和项目需要有认证信息，所以通过环境变量声明用户名和密码等认证信息，欺骗openstack已经登录且通过认证，这样就可以创建项目和角色；也就是把admin用户的验证信息通过声明环境变量的方式传递给openstack进行验证，实现针对openstack的非交互式操作
[root@ct ~]# cat >> ~/.bashrc << EOF
export OS_USERNAME=admin			#控制台登陆用户名
export OS_PASSWORD=ADMIN_PASS	#控制台登陆密码
export OS_PROJECT_NAME=admin
export OS_USER_DOMAIN_NAME=Default
export OS_PROJECT_DOMAIN_NAME=Default
export OS_AUTH_URL=http://ct:5000/v3
export OS_IDENTITY_API_VERSION=3
export OS_IMAGE_API_VERSION=2
EOF
[root@ct ~]# source ~/.bashrc

⑨、通过配置环境变量，可以使用openstack命令进行一些操作，示例：

[root@ct ~]# openstack user list
+----------------------------------+-------+
| ID                               | Name  |
+----------------------------------+-------+
| cdbc2d192f704775a435d503172ea5a5 | admin |
+----------------------------------+-------+

五、创建OpenStack 域、项目、用户和角色

1、创建一个项目（project），创建在指定的domain（域）中，指定描述信息，project名称为service（可使用openstack domain list 查询）

[root@ct ~]# openstack project create --domain default --description "Service Project" service 
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | Service Project                  |
| domain_id   | default                          |
| enabled     | True                             |
| id          | f3863f70abf446ac9a56acb24ceca604 |
| is_domain   | False                            |
| name        | service                          |
| options     | {
    
    }                               |
| parent_id   | default                          |
| tags        | []                               |
+-------------+----------------------------------+

2、 创建角色（可使用openstack role list查看）

[root@ct ~]# openstack role create user
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | None                             |
| domain_id   | None                             |
| id          | 84ae6881e8f044c58ee21a9eedf4b82c |
| name        | user                             |
| options     | {
    
    }                               |
+-------------+----------------------------------+

3、查看openstack 角色列表

[root@ct ~]# openstack role list
+----------------------------------+--------+
| ID                               | Name   |
+----------------------------------+--------+
| 1e452a4b42634ba8890e600c3818fe25 | reader |
| 84ae6881e8f044c58ee21a9eedf4b82c | user   |
| a2142821bf384f23b28fa462e6f05582 | member |
| b6388e491ac744e085f0988ffafdff7b | admin  |
+----------------------------------+--------+

# admin为管理员
# member为 租户
# user：用户

● 查看是否可以不指定密码就可以获取到token信息（验证认证服务）
[root@ct ~]#  openstack token issue

4、小结

Keystone 组件是作为OpenStack 集群中统一认证、授权的模块，其核心功能就是针对于User（用户）、Tenant（租户）、Role（角色）、Token（令牌/凭证）的控制（手工编译部署即围绕此功能展开的）
User：使用 openstack 的用户。
Tenant：租户,可以理解为一个人、项目或者组织拥有的资源的合集。在一个租户中可以拥有很多个用户，这些用户可以根据权限的划分使用租户中的资源。
Role：角色，用于分配操作的权限。角色可以被指定给用户，使得该用户获得角色对应的操作权限。
Token：指的是一串比特值或者字符串，用来作为访问资源的记号。Token 中含有可访问资源的范围和有效时间，token 是用户的一种凭证，需要使用正确的用户名和密码向 Keystone 服务申请才能得到 token。

5、使用手动部署的模式搭建OpenStack的思路：

1、分模块部署
2、部署keystone模块的基础环境（下载依赖包、组件包、第三方工具/插件）
3、创建、开启此模块的功能（以keystone为例，创建并初始化认证数据库、修改配置文件、初始化密钥-fernet格式、配置身份认证服务）
4、验证