360Stack裸金屬服務器部署實踐

 方慧琳 360雲計算 

女主宣言

裸金屬特性是一種將物理設備做爲資源提供給租戶的雲計算服務，租戶經過該服務可申請、管理和配置相應的物理設備資源，本文將介紹360Stack裸金屬服務器的部署實踐。

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裸金屬介紹

裸金屬特性是一種將物理設備做爲資源提供給租戶的雲計算服務，租戶經過該服務可申請、管理和配置相應的物理設備資源。這種物理設備是未安裝操做系統的服務器，又稱爲裸金屬服務器，簡稱裸金屬。

在Openstack中，由Ironic這個組件來提供裸金屬的部署和管理。Ironic須要與Keystone、Nova、Neutron、Cinder以及Swift進行交互，像Nova建立虛擬機同樣，須要對應的認證服務、網絡服務、塊存儲服務、對象存儲服務等。

對Nova而言，經過Ironic部署物理機，和部署虛擬機的調用流程是同樣的，都是經過Nova的接口來執行建立實例。不一樣之處在於，調度裸金屬時所用的套餐，與建立虛機的套餐不一樣；裸金屬節點所屬的nova-compute驅動與虛機要用的nova-compute驅動不同；虛擬機底層驅動採用的是虛擬化技術，而物理機採用的是PXE和IPMI技術。如下是Ironic與Nova，Neutron，Glance，Cinder，Swift等組件交互的邏輯架構圖。

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裸金屬服務的部署階段

部署階段

部署階段也稱爲Provision/Deploy階段，租戶向雲平臺申請裸金屬資源，雲平臺爲租戶分配資源，併爲裸金屬加載系統鏡像。

1）在deploy階段，ironic-conductor將裸金屬設置爲PXE引導安裝模式，通知neutron準備好TFTP配置，而後啓動裸金屬。裸金屬上電後學習到DHCP報文，根據DHCP報文的TFTP Server地址，向Ironic節點獲取kernel及ramdisk鏡像並啓動，這個ramdisk裏包含了ironic-python-agent；在實際使用中，iPXE會比PXE下載鏡像的速度更快，推薦使用iPXE更好。

2）啓動後，ironic-python-agent會和Ironic控制節點互通，鏈接到Ironic控制節點的http server，獲取完整的用戶系統鏡像。

運行階段

也稱爲Tenant階段，裸金屬服務器啓動系統鏡像，業務開始運行

(1) 待部署階段的鏡像獲取完成，Ironic通知裸金屬重啓，則進入租戶網絡運行。

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不一樣網絡模式下的裸金屬部署

原生Ironic支持Flat和VLAN模式的裸金屬部署，而對於Vxlan模式不支持，咱們結合networking-l2gw這個項目，實現了Vxlan網絡模式下的裸金屬部署。下面介紹一下每種模式的組網場景。

flat網絡模式

1) ironic控制節點所在的管理網絡（management network）要和裸機的ipmi網絡互通，由於要對裸機作開關機，設置bios啓動項等操做；

2) 裸機的deploy網絡及tenant網絡使用的是同一個flat網絡（圖中的external network），無需進行切換，且該網絡要與管理網絡互通；

3) 下圖爲裸機tftp的一個截圖，deploy階段分配了一個external ip，部署結束後的租戶網絡依然是使用這個ip。

vlan網絡模式

(1) 使用直通網絡部署，須要在neutron里加入networking-generic-switch這個插件，

(2) Ironic服務在部署階段，會通知插件將裸金屬所接的交換機端口配置爲使用deploy vlan(藍色實線)

(3) 在運行階段，插件將裸金屬所接的交換機端口配置爲使用tenant vlan（橘色實線）

(4) 部署階段和運行階段也能夠使用同一個vlan，那麼會分配一個相同的IP，無需進行切換。

vxlan網絡模式

(1) 安裝networking-l2gw後，在neutron裏配置並啓動neutron-l2gw-agent

(2) 裸金屬鏈接的交換機開啓ovsdb的功能。

(3) 在neutron裏建立l2gw及l2gw connection, neutron會調用l2gw對應的plugin去創建控制節點到交換機，以及計算節點到交換機的隧道，從而來打通虛機到裸機的vpc網絡。

(4) 在Ironic控制節點上須要建立一個部署網絡裏的虛擬網卡，經過這個虛擬網卡，裸金屬能夠與Ironic控制節點上的ironic服務/tftp server/http server互通，從而獲取到部署鏡像及用戶系統鏡像。

(5) 計算節點與交換機創建的隧道信息，以及交換機上學習到的虛機MAC地址信息能夠經過執行ovsdb-client dump --pretty tcp:<交換機ip>:6632 看到

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• https://docs.openstack.org/ironic/latest/

• http://kimizhang.com/neutron-l2-gateway-hp-5930-switch-ovsdb-integration/