Ironic 裸金屬管理服務

時間  2019-11-13
標籤 ironic 金屬 管理 服務 简体版
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Ironic

Ironic is an OpenStack project which provisions bare metal (as opposed to virtual) machines. It may be used independently or as part of an OpenStack Cloud, and integrates with the OpenStack Identity (keystone), Compute (nova), Network (neutron), Image (glance), and Object (swift) services.html

The Bare Metal service manages hardware through both common (eg. PXE and IPMI) and vendor-specific remote management protocols. It provides the cloud operator with a unified interface to a heterogeneous fleet of servers while also providing the Compute service with an interface that allows physical servers to be managed as though they were virtual machines.html5

官方文檔：https://docs.openstack.org/ironic/latest/node

裸金屬節點特指沒有部署操做系統的物理服務器，相對於虛擬機，裸金屬節點具備更強的計算能力、資源獨佔以及安全隔離等優勢。Ironic 旨在爲用戶提供自助式的裸金屬管理服務，Ironic 便可以獨立使用，也能夠與 OpenStack 集成，咱們主要關注後者。python

  • Ironic Standalone（Bifrost）：Ironic 自身構建獨立、輕量級裸金屬管理平臺。
  • 集成至 OpenStack（Nova）：Ironic 做爲 Nova 驅動程序的多租戶裸金屬雲。

注： Bifrost 是自動化部署 Standalone Ironic 的 Ansible playbooks 集合。git

Ironic 爲 OpenStack 提供裸金屬管理服務，容許用戶像管理虛擬機同樣管理裸金屬節點，部署裸機就像是部署虛擬機同樣簡單，爲用戶提供了多租戶網絡的裸金屬雲基礎設施。Ironic 主要依賴 PXE 和 IPMI 技術來實現裸金屬節點批量部署和系統控制，所以大部分物理服務器型號均可以經過 Ironic 進行系統安裝和電源狀態管理，對於個別物理服務器型號，也能夠基於 Ironic 的可插拔驅動架構快速開發出針對性的管理驅動程序。憑藉標準 API、普遍的驅動程序支持和輕量級的空間佔用，使 Ironic 適用於從小型邊緣部署到大型數據中心的各類用例，提供了理想的運行環境來託管高性能的雲應用程序和架構，包括當下流行的 Kubernetes 等容器編排平臺。web

應用 Ironic 可以解決的問題：算法

  1. 裸金屬資源自服務：爲用戶提供自助式的裸金屬資源服務
  2. OpenStack 自動化部署：真正意義上的全自動化部署，包括裸金屬裝機和配置的自動化

Ironic 與其餘 OpenStack Projects 的協同：docker

  • Keystone：提供身份認證與鑑權服務。
  • Glance：提供鏡像與元數據註冊服務。
  • Nova：做爲 Ironic 的調度與管理抽象層。
  • Ironic：提供裸金屬管理服務。
  • Neutron：提供多租戶網絡服務。
  • Cinder：提供塊存儲服務。
  • Ceilometer：the OpenStack Telemetry module (ceilometer) for consuming the IPMI metrics.
  • Swift：the OpenStack Object Storage (swift) provides temporary storage for the configdrive, user images, deployment logs and inspection data.

在這裏插入圖片描述

軟件架構設計

在這裏插入圖片描述

  • Ironic Api：提供北向 RESTful API。
  • Ironic Conductor：完成裸機管理服務的絕大部分工做。如：添加、編輯、刪除裸機；開/關裸機電源；提供、部署、清理裸機等。
  • Drivers：針對不一樣裸機型號實現的交互模塊，每一個 Ironic Conductor 實例會掛靠不一樣的 Drivers 清單來操做對應型號的裸機節點。
  • Ironic Inspector：「裸機自省模塊」，即負責裸機特徵信息的自動化錄入工做，儘可能減小人工錄入的必要。
  • Ironic Python Agent：簡稱 IPA，是一個運行在 RAMDisk 之上的 Python 服務，暴露 RESTful API 接收 Ironic Inspector 和 Ironic Conductor 的遠程訪問，完成帶內裸機的自省與操做。
  • RAMDisk：「內存磁盤」，即支持在沒有安裝操做系統的裸機內存中提供 Ironic Python Agent 程序的運行環境。RAMDisk 屬於 Deploy Images 一類，使用 diskimage-builder 工具來構建。
  • diskimage-builder：用於製做 Deploy Images 和 User Images 的工具。
  • python-ironicclient：Ironic CLI。
  • ironic-ui：Horizon dashboard 插件。
  • DB：數據庫。
  • MQ：消息隊列

注：網絡管理可分爲帶外管理（out-of-band）和帶內管理（in-band）兩種方式。數據庫

  • 帶外管理（Out-of-band）：網絡的管理控制信息與用戶網絡的承載業務信息在不一樣的邏輯信道傳送，指使用獨立管理通道進行設備維護，它容許系統管理員遠程監控、管理服務器和其餘網絡設備，不管這些設備是否處於開機狀態。
  • 帶內管理（In-band）：網絡的管理控制信息與用戶網絡的承載業務信息經過同一個邏輯信道傳送。指使用常規數據通道（e.g. 以太網）來管理設備。帶內管理的明顯限制是這種管理容易受到被管理設備受攻擊或損害的影響。要遠程管理出現故障的網絡服務器和路由器，管理員須要能經過網絡訪問它們。但若是網絡發生故障，就沒法遠程管理那些設備，帶外管理經過部署與數據通道物理隔離的管理通道來解決這個限制。

資源模型設計

在這裏插入圖片描述
• node：裸金屬的基礎信息。包括 CPU、存儲等信息，還包括 Ironic 管理該裸金屬所使用的 Driver 類型信息。
• chassis：裸金屬模板信息，用於 node 的管理分類。
• port：裸金屬網口的基礎信息，包括 MAC 地址、LLDP 等信息。
• portgroup：裸金屬上聯交換機對裸金屬網口的端口組配置信息。
• conductor：記錄 ironic-conductor 的狀態及其支持 Driver 類型的信息。
• volume connector/target：記錄裸金屬的塊設備掛載信息。ubuntu

全生命週期的狀態機設計

官方文檔：https://docs.openstack.org/ironic/rocky/contributor/states.html在這裏插入圖片描述

Inspection 裸金屬上架自檢階段

當裸機完成硬件安裝、網絡連線等上架工做後，由管理員將裸機的信息錄入到 Ironic 進行納管，以此支持它的各項後續操做。該階段中，根據須要能夠應用 Ironic Inspector 的功能實現裸機硬件配置信息以及上聯交換機信息的自動採集，即裸金屬的自檢。但基於具體 Drivers 實現的不一樣，Ironic Inspector 有時並不能完成所有的工做，仍須要人工錄入。

自檢階段主要由 IPA 和 Ironic Inspector 共同完成，前者負責信息的採集和傳輸，後者負責信息的處理。IPA 採集的信息，包括 CPU 個數、CPU Feature Flag、Memory Size、Disk Size、網卡 IP、MAC 地址等，這些信息會被做爲 Nova Scheduler 的調度因子。若是接入了 SDN 網絡，還須要監聽裸機業務網卡上收到的 LLDP（鏈路發現協議）報文。LLDP 報文由 SDN 控制器發出，包含了 Chassis ID 和 Port ID，用於標記交換機的端口信息，使得 SDN 控制器能夠將指定的轉發規則下發到指定的交換機端口上。

Inspection 狀態機：【數據錄入】-> 【運維管理】-> 【數據檢測】-> 【節點可用】。
在這裏插入圖片描述

  • enroll：初始化裸金屬節點數據庫表記錄，等待用戶進一步校驗；
  • verifying：在用戶確認裸金屬節點信息無誤後，發起 manage API 請求，Ironic 會依賴用戶錄入的信息作依賴數據校驗，確認用戶錄入的數據是否知足下一步操做的要求；
  • manageable：若經過檢驗，則表示裸金屬節點是可管理的，是裸金屬數據維護的一箇中間狀態；
  • inspecting：此狀態是 Ironic 爲了完善裸金屬節點信息而設置的一個自動化數據檢測和錄入過程，主要是爲了將自動錄入 CPU、RAM、Disks、NICs 等硬件信息而無需用戶手動錄入。
  • available：在用戶對 manageable 的裸金屬節點執行 provide API 請求（此動做意在告訴 Ironic 此裸金屬節點已經準備好，可進入下一步的操做系統部署工做）以後，裸金屬節點進入 cleaning 狀態（才階段的意義在於爲用戶提供一個純淨的裸金屬節點），等待 cleaning 完成以後該裸金屬節點正式標記爲可用狀態。用戶能夠隨意使用，此時裸金屬節點的基礎信息（e.g. CPU、RAM、Disks、NICs）所有錄入完畢。

Provision 裸金屬部署階段

在裸金屬完成上架自檢處於 available 的狀態以後，就能夠進入 Provision 部署階段。即用戶根據業務須要指定鏡像、網絡等信息來部署裸金屬實例。由雲平臺自動化完成資源調度、操做系統安裝、網絡配置等工做。一旦實例建立成功後，用戶就可使用物理服務器運行業務了。

Provision 狀態機：【設定部署模板】-> 【傳入部署參數】-> 【進入裸金屬階段 randisk】-> 【ironic-python-agent 接管裸金屬節點】-> 【注入鏡像數據】->【引導操做系統】->【激活裸金屬節點】。
在這裏插入圖片描述

  • available：用戶能夠對一個處於可用狀態的裸金屬節點發起 actice API 請求執行操做系統部署，請求的同時須要將部署的詳細信息（e.g. user-image、instance metadata、網絡資源分配）持久化到裸金屬數據庫表記錄中；
  • deploying：部署準備階段，此時 Ironic 會主動 cache ramdisk 到 ironic-conductor 並執行啓動動做。若是此時的裸金屬節點處於開啓狀態則執行重啓動做；
  • wait callback：等待裸金屬節點完成啓動或重啓，Ironic 根據不一樣 Driver 類型的策略控制裸金屬節點進入操做系統引導（BootLoader）。PXE 是其默認的引導方式，在這個階段 Ironic 會等待裸金屬節點的 BootLoader 進入 ramdisk，運行在 ramdisk 中的 ironic-python-agent 會回調 Ironic，告知裸金屬節點已經接收 ironic-python-agent 的控制，能夠進一步執行 user-image 的注入動做，並監控進度。待 user-image 注入完成後，Ironic 會進一步控制裸金屬節點從 user-image 啓動，並完成控制層面的數據維護；
  • active：此狀態表示裸金屬節點的操做系統部署完成，但並不表明操做系統已經加載完成，裸金屬節點的操做系統加載仍須要必定的等待時間。

Clean 裸金屬回收階段

Clean 階段保證了 Ironic 可以在多租戶環境中爲不一樣用戶提供始終純淨（配置統1、無非必要數據殘留）的裸金屬節點。Clean 階段對裸金屬節點的配置以及數據清理設計了一個統一可擴展的流程。經過這套流程，用戶能夠指定須要的清理流程，好比：抹盤、RAID 配置、BIOS 設置等項目，以及這些項目的執行優先級排序。
在這裏插入圖片描述

  • 在 Inspection 階段接收到 Provide 請求以後會執行 Cleaning，保證可用的裸金屬節點是純淨的。
  • 在 Provision 階段接收到 Delete 請求以後會執行 Cleaning，保證可用的裸金屬節點是純淨的。

快速體驗 Ironic（Stein）

官方文檔：https://docs.openstack.org/ironic/stein/contributor/dev-quickstart.html#deploying-ironic-with-devstack

下載 Devstack：

git clone https://git.openstack.org/openstack-dev/devstack.git -b stable/stein
sudo ./devstack/tools/create-stack-user.sh
sudo su - stack

配置 local.conf：

[[local|localrc]]
HOST_IP=192.168.1.100

# Use TryStack(99cloud) git mirror
GIT_BASE=http://git.trystack.cn
#GIT_BASE=https://git.openstack.org

# Reclone each time
RECLONE=no

# Enable Logging
DEST=/opt/stack
LOGFILE=$DEST/logs/stack.sh.log
VERBOSE=True
LOG_COLOR=True
SCREEN_LOGDIR=$DEST/logs
LOGDAYS=1

# Define images to be automatically downloaded during the DevStack built process.
DOWNLOAD_DEFAULT_IMAGES=False
IMAGE_URLS="http://download.cirros-cloud.net/0.3.4/cirros-0.3.4-x86_64-disk.img"

# use TryStack git mirror
GIT_BASE=http://git.trystack.cn
NOVNC_REPO=http://git.trystack.cn/kanaka/noVNC.git
SPICE_REPO=http://git.trystack.cn/git/spice/sice-html5.git

# Apache Frontend
ENABLE_HTTPD_MOD_WSGI_SERVICES=False

# IP Version
IP_VERSION=4

# Credentials
ADMIN_PASSWORD=password
DATABASE_PASSWORD=password
RABBIT_PASSWORD=password
SERVICE_PASSWORD=password
SERVICE_TOKEN=password
SWIFT_HASH=password
SWIFT_TEMPURL_KEY=password

# Enable Ironic plugin
enable_plugin ironic https://git.openstack.org/openstack/ironic stable/stein

# Disable nova novnc service, ironic does not support it anyway.
disable_service n-novnc

# Enable Swift for the direct deploy interface.
enable_service s-proxy
enable_service s-object
enable_service s-container
enable_service s-account

# Cinder
VOLUME_GROUP_NAME="stack-volumes"
VOLUME_NAME_PREFIX="volume-"
VOLUME_BACKING_FILE_SIZE=100G

# Neutron
ENABLED_SERVICES+=,q-svc,q-agt,q-dhcp,q-l3,q-meta
# By default, DevStack creates a 10.0.0.0/24 network for instances.
# If this overlaps with the hosts network, you may adjust with the
# following.
NETWORK_GATEWAY=10.1.0.1
FIXED_RANGE=10.1.0.0/24
FIXED_NETWORK_SIZE=256

# Swift temp URL's are required for the direct deploy interface
SWIFT_ENABLE_TEMPURLS=True

# Create 3 virtual machines to pose as Ironic's baremetal nodes.
IRONIC_VM_COUNT=3
IRONIC_BAREMETAL_BASIC_OPS=True
DEFAULT_INSTANCE_TYPE=baremetal

# Enable additional hardware types, if needed.
#IRONIC_ENABLED_HARDWARE_TYPES=ipmi,fake-hardware
# Don't forget that many hardware types require enabling of additional
# interfaces, most often power and management:
#IRONIC_ENABLED_MANAGEMENT_INTERFACES=ipmitool,fake
#IRONIC_ENABLED_POWER_INTERFACES=ipmitool,fake
# The 'ipmi' hardware type's default deploy interface is 'iscsi'.
# This would change the default to 'direct':
#IRONIC_DEFAULT_DEPLOY_INTERFACE=direct

# Change this to alter the default driver for nodes created by devstack.
# This driver should be in the enabled list above.
IRONIC_DEPLOY_DRIVER=ipmi

# The parameters below represent the minimum possible values to create
# functional nodes.
IRONIC_VM_SPECS_RAM=1280
IRONIC_VM_SPECS_DISK=10

# Size of the ephemeral partition in GB. Use 0 for no ephemeral partition.
IRONIC_VM_EPHEMERAL_DISK=0

# To build your own IPA ramdisk from source, set this to True
IRONIC_BUILD_DEPLOY_RAMDISK=False

VIRT_DRIVER=ironic

# Log all output to files
LOGFILE=/opt/stack/devstack.log
LOGDIR=/opt/stack/logs
IRONIC_VM_LOG_DIR=/opt/stack/ironic-bm-logs

服務狀態檢查：

[root@localhost ~]# openstack compute service list
+----+------------------+-----------------------+----------+---------+-------+----------------------------+
| ID | Binary           | Host                  | Zone     | Status  | State | Updated At                 |
+----+------------------+-----------------------+----------+---------+-------+----------------------------+
|  3 | nova-scheduler   | localhost.localdomain | internal | enabled | up    | 2019-05-03T18:56:18.000000 |
|  6 | nova-consoleauth | localhost.localdomain | internal | enabled | up    | 2019-05-03T18:56:22.000000 |
|  7 | nova-conductor   | localhost.localdomain | internal | enabled | up    | 2019-05-03T18:56:14.000000 |
|  1 | nova-conductor   | localhost.localdomain | internal | enabled | up    | 2019-05-03T18:56:15.000000 |
|  3 | nova-compute     | localhost.localdomain | nova     | enabled | up    | 2019-05-03T18:56:18.000000 |
+----+------------------+-----------------------+----------+---------+-------+----------------------------+

[root@localhost ~]# openstack network agent list
+--------------------------------------+--------------------+-----------------------+-------------------+-------+-------+---------------------------+
| ID                                   | Agent Type         | Host                  | Availability Zone | Alive | State | Binary                    |
+--------------------------------------+--------------------+-----------------------+-------------------+-------+-------+---------------------------+
| 52f23bda-a645-4459-bcac-686d98d23345 | Open vSwitch agent | localhost.localdomain | None              | :-)   | UP    | neutron-openvswitch-agent |
| 7113312f-b0b7-4ce8-ab15-428768b30855 | L3 agent           | localhost.localdomain | nova              | :-)   | UP    | neutron-l3-agent          |
| a45fb074-3b24-4b9e-8c8a-43117f6195f2 | Metadata agent     | localhost.localdomain | None              | :-)   | UP    | neutron-metadata-agent    |
| f207648b-03f3-4161-872e-5210f29099c6 | DHCP agent         | localhost.localdomain | nova              | :-)   | UP    | neutron-dhcp-agent        |
+--------------------------------------+--------------------+-----------------------+-------------------+-------+-------+---------------------------+

[root@localhost ~]# openstack volume service list
+------------------+-----------------------------------+------+---------+-------+----------------------------+
| Binary           | Host                              | Zone | Status  | State | Updated At                 |
+------------------+-----------------------------------+------+---------+-------+----------------------------+
| cinder-scheduler | localhost.localdomain             | nova | enabled | up    | 2019-05-03T18:56:54.000000 |
| cinder-volume    | localhost.localdomain@lvmdriver-1 | nova | enabled | up    | 2019-05-03T18:56:53.000000 |
+------------------+-----------------------------------+------+---------+-------+----------------------------+

[root@localhost ~]# openstack baremetal driver list
+---------------------+----------------+
| Supported driver(s) | Active host(s) |
+---------------------+----------------+
| fake-hardware       | localhost      |
| ipmi                | localhost      |
+---------------------+----------------+

[root@localhost ~]# openstack baremetal node list
+--------------------------------------+--------+---------------+-------------+--------------------+-------------+
| UUID                                 | Name   | Instance UUID | Power State | Provisioning State | Maintenance |
+--------------------------------------+--------+---------------+-------------+--------------------+-------------+
| adda54fb-1038-4634-8d82-53922e875a1f | node-0 | None          | power off   | available          | False       |
| 6952e923-11ae-4506-b010-fd7a3c4278f5 | node-1 | None          | power off   | available          | False       |
| f3b8fe69-a840-42dd-9cbf-217be8a95431 | node-2 | None          | power off   | available          | False       |
+--------------------------------------+--------+---------------+-------------+--------------------+-------------+

部署裸金屬實例：

[root@localhost ~]# openstack server create --flavor baremetal --image cirros-0.4.0-x86_64-disk --key-name default --nic net-id=5c86f931-64da-4c69-a0f1-e2da6d9dd082 VM1
+-------------------------------------+-----------------------------------------------------------------+
| Field                               | Value                                                           |
+-------------------------------------+-----------------------------------------------------------------+
| OS-DCF:diskConfig                   | MANUAL                                                          |
| OS-EXT-AZ:availability_zone         |                                                                 |
| OS-EXT-SRV-ATTR:host                | None                                                            |
| OS-EXT-SRV-ATTR:hypervisor_hostname | None                                                            |
| OS-EXT-SRV-ATTR:instance_name       |                                                                 |
| OS-EXT-STS:power_state              | NOSTATE                                                         |
| OS-EXT-STS:task_state               | scheduling                                                      |
| OS-EXT-STS:vm_state                 | building                                                        |
| OS-SRV-USG:launched_at              | None                                                            |
| OS-SRV-USG:terminated_at            | None                                                            |
| accessIPv4                          |                                                                 |
| accessIPv6                          |                                                                 |
| addresses                           |                                                                 |
| adminPass                           | k3TgBf5Xjsqv                                                    |
| config_drive                        |                                                                 |
| created                             | 2019-05-03T20:26:28Z                                            |
| flavor                              | baremetal (8f6fd22b-9bec-4b4d-b427-7c333e47d2c2)                |
| hostId                              |                                                                 |
| id                                  | 70e9f2b1-a292-4e95-90d4-55864bb0a71d                            |
| image                               | cirros-0.4.0-x86_64-disk (4ff12aca-b762-436c-b98c-579ad2a21649) |
| key_name                            | default                                                         |
| name                                | VM1                                                             |
| progress                            | 0                                                               |
| project_id                          | cbf936fc5e9d4cfcaa1dbc06cd9d2e3e                                |
| properties                          |                                                                 |
| security_groups                     | name='default'                                                  |
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+-------------------------------------+-----------------------------------------------------------------+

[root@localhost ~]# openstack baremetal node list
+--------------------------------------+--------+--------------------------------------+-------------+--------------------+-------------+
| UUID                                 | Name   | Instance UUID                        | Power State | Provisioning State | Maintenance |
+--------------------------------------+--------+--------------------------------------+-------------+--------------------+-------------+
| adda54fb-1038-4634-8d82-53922e875a1f | node-0 | None                                 | power off   | available          | False       |
| 6952e923-11ae-4506-b010-fd7a3c4278f5 | node-1 | None                                 | power off   | available          | False       |
| f3b8fe69-a840-42dd-9cbf-217be8a95431 | node-2 | 70e9f2b1-a292-4e95-90d4-55864bb0a71d | power off   | deploying          | False       |
+--------------------------------------+--------+--------------------------------------+-------------+--------------------+-------------+

[root@localhost ~]# openstack server list --long
+--------------------------------------+------+--------+------------+-------------+-------------------+--------------------------+--------------------------------------+-------------+--------------------------------------+-------------------+-----------------------+------------+
| ID                                   | Name | Status | Task State | Power State | Networks          | Image Name               | Image ID                             | Flavor Name | Flavor ID                            | Availability Zone | Host                  | Properties |
+--------------------------------------+------+--------+------------+-------------+-------------------+--------------------------+--------------------------------------+-------------+--------------------------------------+-------------------+-----------------------+------------+
| 70e9f2b1-a292-4e95-90d4-55864bb0a71d | VM1  | ACTIVE | None       | Running     | private=10.0.0.40 | cirros-0.4.0-x86_64-disk | 4ff12aca-b762-436c-b98c-579ad2a21649 | baremetal   | 8f6fd22b-9bec-4b4d-b427-7c333e47d2c2 | nova              | localhost.localdomain |            |
+--------------------------------------+------+--------+------------+-------------+-------------------+--------------------------+--------------------------------------+-------------+--------------------------------------+-------------------+-----------------------+------------+

[root@localhost ~]# openstack baremetal node list
+--------------------------------------+--------+--------------------------------------+-------------+--------------------+-------------+
| UUID                                 | Name   | Instance UUID                        | Power State | Provisioning State | Maintenance |
+--------------------------------------+--------+--------------------------------------+-------------+--------------------+-------------+
| adda54fb-1038-4634-8d82-53922e875a1f | node-0 | None                                 | power off   | available          | False       |
| 6952e923-11ae-4506-b010-fd7a3c4278f5 | node-1 | None                                 | power off   | available          | False       |
| f3b8fe69-a840-42dd-9cbf-217be8a95431 | node-2 | 70e9f2b1-a292-4e95-90d4-55864bb0a71d | power on    | deploying          | False       |
+--------------------------------------+--------+--------------------------------------+-------------+--------------------+-------------+

[root@localhost ~]# ssh cirros@10.0.0.40
$

此時 Ironic 做爲 OpenStack Nova 驅動存在：

# nova.conf

[DEFAULT]
...
ompute_driver = ironic.IronicDriver

手動配置 Ironic

配置 Provisioning Network

首先配置一個 Physical Network 做爲 Provisioning Network，用於提供 DHCP、PXE 功能，即裸金屬節點部署網絡。

  • 配置新的 Physical Network
# /etc/neutron/plugins/ml2/ml2_conf.ini

[ml2_type_flat]
flat_networks = public, physnet1

[ovs]
datapath_type = system
bridge_mappings = public:br-ex, physnet1:br-eth2
tunnel_bridge = br-tun
local_ip = 172.22.132.93
  • 建立 OvS Provider Bridge
$ sudo ovs-vsctl add-br br-eth2
$ sudo ovs-vsctl add-port br-eth2 eth2
  • 重啓 OvS Agent
$ sudo systemctl restart devstack@q-svc.service
$ sudo systemctl restart devstack@q-agt.service
  • 建立運營商網絡
$ neutron net-create sharednet1 \
                     --shared \
                     --provider:network_type flat \
                     --provider:physical_network physnet1

$ neutron subnet-create sharednet1 172.22.132.0/24 \
                        --name sharedsubnet1 \
                        --ip-version=4 --gateway=172.22.132.254 \
                        --allocation-pool start=172.22.132.180,end=172.22.132.200 \
                        --enable-dhcp

NOTE：要注意 Enable DHCP，爲裸金屬節點的 PXE 網卡提供 IP 地址。

配置 Cleaning Network

當使用 ironic node clean 功能時，須要使用 Cleaning Network，這裏咱們將 Cleaning Network 和 Provisioning Network 合併。

  • 修改配置
# /etc/ironic/ironic.conf

[neutron]
cleaning_network = sharednet1
  • 重啓 Ironic 服務
$ sudo systemctl restart devstack@ir-api.service
$ sudo systemctl restart devstack@ir-cond.service

構建 Deploy image 和 User Image

Deploy Image 和 User Image 均可以經過 Disk Image Builder 工具來完成，Deploy Image 在 DevStack 部署的時候已經建立好了，咱們再也不重複。

  • 安裝 disk-image-builder
$ virtualenv dib
$ source dib/bin/activate
(dib) $ pip install diskimage-builder
  • 構建 User Image
$ cat <<EOF > k8s.repo
[kubernetes]
name=Kubernetes
baseurl=http://yum.kubernetes.io/repos/kubernetes-el7-x86_64
enabled=1
gpgcheck=0
repo_gpgcheck=0
gpgkey=https://packages.cloud.google.com/yum/doc/yum-key.gpg
       https://packages.cloud.google.com/yum/doc/rpm-package-key.gpg
EOF

$ DIB_YUM_REPO_CONF=k8s.repo \
  DIB_DEV_USER_USERNAME=kyle \
  DIB_DEV_USER_PWDLESS_SUDO=yes \
  DIB_DEV_USER_PASSWORD=r00tme \
  disk-image-create \
        centos7 \
        dhcp-all-interfaces \
        devuser \
        yum \
        epel \
        baremetal \
        -o k8s.qcow2 \
        -p vim,docker,kubelet,kubeadm,kubectl,kubernetes-cni

...
Converting image using qemu-img convert
Image file k8s.qcow2 created...

$ ls
dib  k8s.d  k8s.initrd  k8s.qcow2  k8s.repo  k8s.vmlinuz
  • 將 Images 上傳至 Glance
# Kernel
$ openstack image create k8s.kernel \
                      --public \
                      --disk-format aki \
                      --container-format aki < k8s.vmlinuz
                      
# Initrd
$ openstack image create k8s.initrd \
                      --public \
                      --disk-format ari \
                      --container-format ari < k8s.initrd
                      
# Qcow2
$ export MY_VMLINUZ_UUID=$(openstack image list | awk '/k8s.kernel/ { print $2 }')
$ export MY_INITRD_UUID=$(openstack image list | awk '/k8s.initrd/ { print $2 }')
$ openstack image create k8s \
                      --public \
                      --disk-format qcow2 \
                      --container-format bare \
                      --property kernel_id=$MY_VMLINUZ_UUID \
                      --property ramdisk_id=$MY_INITRD_UUID < k8s.qcow2

建立 Ironic Node

這裏的 Ironic Node 並不是指代運行 Ironic 守護進程的節點，而是指代裸機，這一點叫法上的習慣性區別須要注意。

  • 肯定是否加載了必要的（與 Ironic Node 對應的）Drivers
$ ironic driver-list
+---------------------+----------------+
| Supported driver(s) | Active host(s) |
+---------------------+----------------+
| agent_ipmitool      | ironic-dev     |
| fake                | ironic-dev     |
| ipmi                | ironic-dev     |
| pxe_ipmitool        | ironic-dev     |
+---------------------+----------------+

NOTE：若缺失，則能夠經過 Set up the drivers for the Bare Metal service 的指示添加。

  • 建立 Ironic Node，經過手動錄入的方式對節點進行註冊
$ export DEPLOY_VMLINUZ_UUID=$(openstack image list | awk '/ipmitool.kernel/ { print $2 }')
$ export DEPLOY_INITRD_UUID=$(openstack image list | awk '/ipmitool.initramfs/ { print $2 }')
$ ironic node-create -d agent_ipmitool \
                     -n bare-node-1 \
                     -i ipmi_address=172.20.3.194 \
                     -i ipmi_username=maas \
                     -i ipmi_password=passwd \
                     -i ipmi_port=623 \
                     -i ipmi_terminal_port=9000 \
                     -i deploy_kernel=$DEPLOY_VMLINUZ_UUID \
                     -i deploy_ramdisk=$DEPLOY_INITRD_UUID
  • 繼續錄入節點的詳細信息
$ export NODE_UUID=$(ironic node-list | awk '/bare-node-1/ { print $2 }')
$ ironic node-update $NODE_UUID add \
                     properties/cpus=4 \
                     properties/memory_mb=8192 \
                     properties/local_gb=100 \
                     properties/root_gb=100 \
                     properties/cpu_arch=x86_64

NOTE：上述信息也能夠經過 Ironic Inspector 來進行錄入，須要額外的配置。e.g.

# /etc/ironic-inspector/dnsmasq.conf

no-daemon
port=0
interface=eth1
bind-interfaces
dhcp-range=172.22.132.200,172.22.132.210
dhcp-match=ipxe,175
dhcp-boot=tag:!ipxe,undionly.kpxe
dhcp-boot=tag:ipxe,http://172.22.132.93:3928/ironic-inspector.ipxe
dhcp-sequential-ip

$ devstack@ironic-inspector-dhcp.service
$ devstack@ironic-inspector.service

Inspection 流程：
在這裏插入圖片描述

  • 註冊 Ironic Node 的網絡信息
$ ironic port-create -n $NODE_UUID -a NODE_PXE_NIC_MAC_ADDRESS
  • 驗證爲 Ironic Node 錄入的數據
$ ironic node-validate $NODE_UUID
+------------+--------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Interface  | Result | Reason                                                                                                                                                                                                |
+------------+--------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| boot       | False  | Cannot validate image information for node 8e6fd86a-8eed-4e24-a510-3f5ebb0a336a because one or more parameters are missing from its instance_info. Missing are: ['ramdisk', 'kernel', 'image_source'] |
| console    | False  | Missing 'ipmi_terminal_port' parameter in node\'s driver_info.                                                                                                                                         |
| deploy     | False  | Cannot validate image information for node 8e6fd86a-8eed-4e24-a510-3f5ebb0a336a because one or more parameters are missing from its instance_info. Missing are: ['ramdisk', 'kernel', 'image_source'] |
| inspect    | True   |                                                                                                                                                                                                       |
| management | True   |                                                                                                                                                                                                       |
| network    | True   |                                                                                                                                                                                                       |
| power      | True   |                                                                                                                                                                                                       |
| raid       | True   |                                                                                                                                                                                                       |
| storage    | True   |                                                                                                                                                                                                       |
+------------+--------+-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

NOTE：Ironic 做爲 Node Driver 的場景中國 boot、deploy False 是正常的。

  • 驗證 Ironic Node 是否可以被納管
$ ironic --ironic-api-version 1.34 node-set-provision-state $NODE_UUID manage
$ ironic --ironic-api-version 1.34 node-set-provision-state $NODE_UUID provide
$ ironic node-list
+--------------------------------------+--------+---------------+-------------+--------------------+-------------+
| UUID                                 | Name   | Instance UUID | Power State | Provisioning State | Maintenance |
+--------------------------------------+--------+---------------+-------------+--------------------+-------------+
| 0c20cf7d-0a36-46f4-ac38-721ff8bfb646 | bare-0 | None          | power off   | cleaning           | False       |
+--------------------------------------+--------+---------------+-------------+--------------------+-------------+

NOTE：直到 Ironic Node 的 State 從 cleaning => available 以後，該節點正式納管成功，能夠繼續進行上述提到過的裸金屬實例部署操做。

Ironic Conductor 的哈希隱射

每一個 Conductor 實例在啓動時都會被註冊到數據庫，註冊的信息包含了本實例支持的 Drivers 列表，而且按期更新本身的時間戳，使得 Ironic 可以知道哪些 Conductor 和哪些驅動是可用的。當用戶註冊裸金屬節點時須要指定相應的 Driver，Ironic 會根據裸金屬節點的註冊信息將其分配到支持對應 Driver 的 Conductor 實例上。

對於多個 Conductor 和多個裸金屬節點之間的關聯場景，因爲須要作到有狀態管理和避免管理衝突問題，Ironic 採用了一致性哈希算法，多個裸金屬節點依據一致性哈希算法映射在一組 Conductor 上。當 Conductor 實例加入或者退出集羣，裸金屬階段會從新映射到不一樣的 Conductor 上，此時會觸發驅動的多種動做，好比 take-over 或者 clean-up。
在這裏插入圖片描述

在這裏插入圖片描述

Ironic Drivers 模型

Ironic 設計 Drivers 模型時儘可能考慮到了功能模塊的高內聚、鬆耦合、可複用性和可組合性。使用了一個 Drivers Set 對應一個裸金屬節點的管理。

在這裏插入圖片描述

Drivers 的類型可分爲：

  • power：電源管理驅動
  • boot：引導管理驅動
  • deploy：操做系統部署管理驅動
  • management：裸金屬管理驅動
  • raid：RAID 管理驅動
  • inspect：裸金屬自檢驅動
  • console：Console 驅動
  • network：網絡管理驅動
  • storage：存儲管理驅動
  • vendor：廠商驅動，廠商根據特有的功能擴展其功能並經過 Ironic 暴露出 RESTful API

在這裏插入圖片描述

Ironic Python Agent

Ironic Python Agent，簡稱 IPA，運行的物理載體是裸金屬節點，軟件載體是 ramdisk。用於控制和配置裸金屬節點，執行擦盤和鏡像注入等任務。這是經過引導自定義的 Linux 內核和運行 IPA 並鏈接到 Ironic Conductor 的 initramfs 鏡像來完成的。

  • ironic-agent.kernel：自定義的 Linux 內核
  • ironic-agent.initramfs：運行 IPA 並鏈接到 Ironic Conductor 的鏡像

IPA 的功能清單：

  • 磁盤格式化
  • 磁盤分區
  • OS Bootloaders
  • 固件升級
  • RAID 配置

IPA 能夠經過下面命令來生成：

disk-image-create -c ironic-agent ubuntu dynamic-login stable-interface-names proliant-tools -o ironic-agent

工做流程：從 PXE 引導系統，而後進入 IPA，IPA 會把收集到的信息發送給 ironic-inspector，inspector 根據發來的信息獲得 IPMI 的 IP/MAC 地址來和 ironic-api 通訊註冊節點，而後 ironic-api 就能夠和 IPA 就能夠進行通訊來使用 agent_*driver 進入 Clean 階段或進行部署了。

在這裏插入圖片描述

Ironic Console

Ironic 支持兩種 Console 類型：

  • Shellinabox
  • Socat

Shellinabox 能夠將終端輸出轉換成 Ajax 實現的 http 服務，能夠直接經過瀏覽器訪問，呈現出相似 Terminal 的界面。Socat 與 Shellinabox 相似，都是充當一個管道做用，只不過 Socat 是將終端流重定向到 TCP 鏈接。Shellinabox 是比較早的方式，它的限制在於只能在 Ironic Conductor 節點上運行 WEB 服務，訪問範圍受限，因此社區又用 Socat 實現了一套。Socat 提供 TCP 鏈接，能夠和 Nova 的 Serial Console 對接。要使用這二者，須要在 Ironic Conductor 節點安裝相應的工具。Socat 在 yum 源裏就能夠找到，Shellinabox 不在標準源裏，要從 EPEL 源裏下載，它沒有外部依賴，因此直接下載這個 rpm 包安裝就能夠了。Ironic 的驅動中，以 Socat 結尾的驅動是支持 Socat 的，好比 agent_ipmitool_socat，其它的則是 Shellinabox 方式。使用哪一種終端方式，在建立節點時要肯定好。這兩種方式都是雙向的，能夠查看終端輸出，也能夠鍵盤輸入。

Ironic 的鏡像

Ironic 部署一臺裸金屬節點須要兩種鏡像類型，都可以經過 Disk Image Builder 工具構建：

  • Deploy Images
  • User Images

Deploy Images 內含了部署最重要的模塊 IPA，它既完成目標主機在部署階段提供 tgt+iSCSI 服務，又提供物理機發現階段收集上報目標主機的物理信息。經過下列指令構建 deploy image 以後會生成兩個文件：ironic-deploy.vmlinuz（ironic-deploy.kernel）和 ironic-deploy.initramfs。

disk-image-create ironic-agent centos7 -o ironic-deploy

User Images 是真正的用戶目的操做系統鏡像，經過下列指令構建 user image 以後會生成 my-image.qcow二、my-image.vmlinuz 和 my-image.initrd 三個文件，用於引導和啓動操做系統。

image-create centos7 baremetal dhcp-all-interfaces grub2 -o my-image

參考文章

https://mp.weixin.qq.com/s/SbHqZ-lUVh9EOD_UhQNQ-A
https://mp.weixin.qq.com/s/-o1SYXT50nYU4FKqX0qs6Q
https://mp.weixin.qq.com/s/RND6MX-RnM6FcLus-gbM3w
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIzMzk0MDgxNQ==&mid=2247485064&idx=1&sn=1e0f461a2f0f61f857a38842a11756ec&scene=21#wechat_redirect
https://k2r2bai.com/2017/08/16/openstack/ironic/#創建-Bare-metal-網路

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