OpenStack-Ansible实战指南：从单节点到企业级云平台的自动化部署之路-优快云博客

OpenStack-Ansible实战指南：从单节点到企业级云平台的自动化部署之路

【免费下载链接】openstack-ansible Ansible playbooks for deploying OpenStack. Mirror of code maintained at opendev.org. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/op/openstack-ansible

引言：OpenStack部署的痛点与解决方案

你是否还在为OpenStack手动部署的复杂性而困扰？面对数十个组件的依赖关系、数百项配置参数以及跨节点的协调工作，即使是经验丰富的运维工程师也常常感到力不从心。根据OpenStack基金会2024年调查报告显示，手动部署OpenStack环境平均需要72小时，且首次部署成功率不足40%。

本文将带你深入了解OpenStack-Ansible（OSA）如何通过Ansible自动化框架解决这些挑战，实现从单节点测试环境到多节点生产集群的高效部署。读完本文后，你将能够：

理解OpenStack-Ansible的架构设计与核心优势
快速搭建单节点All-in-One测试环境
设计符合企业需求的多节点生产架构
掌握自定义配置与高级功能实现方法
构建完整的部署流水线与运维体系

OpenStack-Ansible架构解析

核心组件与工作原理

OpenStack-Ansible采用分层架构设计，通过Ansible Playbook实现OpenStack环境的全自动化部署。其核心组件包括：

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部署节点（Deployment Node）：执行Ansible Playbook的控制节点，负责协调整个部署流程
目标节点（Target Nodes）：运行OpenStack服务的物理或虚拟机器
LXC容器层：提供隔离的运行环境，每个OpenStack服务运行在独立容器中
Inventory管理：定义部署架构的主机与组关系，支持动态 inventory 生成
配置管理系统：整合用户自定义配置与默认配置，动态生成服务配置文件

项目目录结构

OpenStack-Ansible的代码组织遵循Ansible最佳实践，主要目录结构如下：

openstack-ansible/
├── inventory/           # Ansible Inventory配置
├── playbooks/           # 核心Playbook
├── roles/               # Ansible角色定义（通过外部依赖管理）
├── etc/                 # 配置模板与示例
├── scripts/             # 辅助脚本
├── osa_toolkit/         # 内部工具库
└── tests/               # 测试相关文件

其中，playbooks目录包含了部署各个OpenStack服务的Playbook，主要包括：

setup-hosts.yml: 主机初始化配置
setup-infrastructure.yml: 基础设施服务部署（数据库、消息队列等）
setup-openstack.yml: OpenStack核心服务部署
各服务独立Playbook: 如os-glance-install.yml, os-nova-install.yml等

快速启动：All-in-One环境部署

环境准备要求

部署All-in-One（AIO）环境的最低硬件要求：

资源	最低配置	推荐配置
CPU	4核	8核
内存	16GB RAM	32GB RAM
存储	100GB SSD	200GB SSD (RAID 1)
网络	1网卡	2网卡（管理/数据分离）

支持的操作系统：

Ubuntu 20.04 LTS (Focal)
Ubuntu 22.04 LTS (Jammy)
CentOS Stream 8
Rocky Linux 8/9

一键部署流程

OpenStack-Ansible提供了便捷的AIO部署脚本，整个过程仅需3步：

克隆代码仓库

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/op/openstack-ansible.git
cd openstack-ansible

运行引导脚本

#  bootstrap-ansible.sh会安装Ansible及其依赖
./scripts/bootstrap-ansible.sh

# bootstrap-aio.sh会部署完整的AIO环境
./scripts/bootstrap-aio.sh

验证部署结果

部署完成后，通过以下命令验证服务状态：

# 加载环境变量
source /etc/openstack_deploy/openstack_user_config.yml

# 查看服务状态
openstack service list

# 查看计算节点状态
openstack compute service list

部署流程解析

AIO部署脚本bootstrap-aio.sh的内部工作流程：

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脚本会自动处理以下关键步骤：

系统依赖安装与配置
LXC容器环境搭建
基础设施服务部署（MariaDB, RabbitMQ, Memcached等）
OpenStack核心服务部署与配置
网络环境自动配置
管理员账户创建与凭证生成

生产环境部署：多节点架构设计

典型网络架构

生产环境中推荐采用隔离的网络平面设计，至少包含以下网络：

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在openstack_user_config.yml中定义网络：

cidr_networks:
  management: 172.29.236.0/22  # 管理网络
  tunnel: 172.29.240.0/22      # 隧道网络(VXLAN)
  storage: 172.29.244.0/22     # 存储网络
  external: 10.0.0.0/24        # 外部网络

provider_networks:
  - network:
      type: "raw"
      container_bridge: "br-mgmt"
      container_interface: "eth1"
      container_type: "veth"
      ip_from_q: "management"
      is_management_address: true
  # 其他网络定义...

节点角色规划

根据功能划分，生产环境通常包含以下节点类型：

节点类型	功能描述	推荐配置
控制节点 (Controller)	运行OpenStack API服务、数据库、消息队列	8+ vCPU, 32+ GB RAM, 200+ GB SSD
网络节点 (Network)	运行Neutron服务、L3代理、DHCP代理	8+ vCPU, 16+ GB RAM, 200+ GB SSD
计算节点 (Compute)	运行Nova计算服务、虚拟机	16+ vCPU, 64+ GB RAM, 500+ GB SSD
存储节点 (Storage)	运行Cinder、Swift服务	8+ vCPU, 32+ GB RAM, 2+ TB Storage
监控节点 (Monitor)	运行监控与日志服务	4+ vCPU, 16+ GB RAM, 500+ GB SSD

在Inventory中定义节点：

shared-infra_hosts:
  infra1:
    ip: 172.29.236.101
  infra2:
    ip: 172.29.236.102
  infra3:
    ip: 172.29.236.103

compute_hosts:
  compute1:
    ip: 172.29.236.121
  compute2:
    ip: 172.29.236.122
  compute3:
    ip: 172.29.236.123

storage_hosts:
  storage1:
    ip: 172.29.236.131
    container_vars:
      cinder_backends:
        lvm:
          volume_group: cinder-volumes
          volume_driver: cinder.volume.drivers.lvm.LVMVolumeDriver

高可用设计

生产环境必须实现关键组件的高可用，OpenStack-Ansible通过以下机制保证高可用：

负载均衡：采用HAProxy实现API服务负载均衡，结合Keepalived提供VIP
数据库集群：MariaDB Galera Cluster实现数据库高可用
消息队列集群：RabbitMQ集群确保消息服务可靠性
服务多实例：核心服务跨节点部署多个实例
状态同步：通过分布式存储或共享存储实现状态数据同步

配置示例（user_variables.yml）：

# 启用Galera集群
galera_cluster_name: openstack_galera
galera_root_user: root
galera_use_ssl: true

# 配置HAProxy高可用
haproxy_keepalived_external_vip_cidr: 10.0.0.100/24
haproxy_keepalived_internal_vip_cidr: 172.29.236.100/22
haproxy_keepalived_interface: br-mgmt

# RabbitMQ集群配置
rabbitmq_cluster: true
rabbitmq_use_ssl: true

核心配置详解

用户配置文件体系

OpenStack-Ansible采用分层配置机制，主要配置文件包括：

openstack_user_config.yml：定义基础设施、网络和主机布局
user_variables.yml：覆盖默认变量值，自定义服务配置
user_secrets.yml：存储敏感信息（自动生成，不应手动编辑）
conf.d/目录：服务特定配置文件

配置加载顺序：

默认变量（Playbook中定义）
user_variables.yml中的覆盖配置
服务特定配置（conf.d/*.yml）
主机/组变量（inventory/group_vars/, inventory/host_vars/）

关键配置示例

调整服务规模

通过user_variables.yml调整服务容器数量：

# 控制Nova API服务容器数量
nova_api_container_count: 3

# 调整Glance缓存配置
glance_cache_max_size: 10737418240  # 10GB
glance_cache_dir: /var/lib/glance/cache

# Cinder后端配置
cinder_backends:
  lvm:
    volume_backend_name: LVM_iSCSI
    volume_driver: cinder.volume.drivers.lvm.LVMVolumeDriver
    volume_group: cinder-volumes
    iscsi_ip_address: "{{ cinder_storage_address }}"

网络配置

自定义Neutron网络配置（conf.d/neutron.yml）：

neutron_plugin_type: ml2.ovs
neutron_ml2_drivers_type: "flat,vlan,vxlan"
neutron_ml2_network_vlan_ranges: "physnet1:100:200"  # VLAN范围
neutron_ml2_vxlan_group: 239.1.1.1
neutron_l3_ha: true
neutron_l3_ha_vrrp_auth_type: PASS
neutron_l3_ha_vrrp_auth_password: "{{ neutron_l3_ha_vrrp_password }}"
neutron_bridge_mappings: "physnet1:br-vlan"

安全强化

通过配置启用安全最佳实践：

# 启用TLS everywhere
ssl_enabled: true
horizon_ssl: true
keystone_ssl: true

# SSH安全配置
ssh_server_password_login: false
ssh_server_allow_tcp_forwarding: "no"

# 限制API访问
keystone_api_access_control:
  allowlist:
    - 172.29.0.0/16
    - 10.0.0.0/8

# 配置审计日志
auditd_enabled: true
auditd_rules:
  - "-w /etc/passwd -p wa -k identity"
  - "-w /etc/group -p wa -k identity"

高级功能实现

存储后端配置

Ceph集成

OpenStack-Ansible提供了完整的Ceph集成支持，部署Ceph集群：

# 部署Ceph集群
ansible-playbook playbooks/ceph-install.yml

# 创建Ceph存储池
ansible-playbook playbooks/ceph-pools.yml

# 配置Ceph RGW与Keystone集成
ansible-playbook playbooks/ceph-rgw-keystone-setup.yml

配置Cinder使用Ceph后端：

cinder_backends:
  ceph:
    volume_driver: cinder.volume.drivers.rbd.RBDDriver
    rbd_pool: volumes
    rbd_ceph_conf: /etc/ceph/ceph.conf
    rbd_flatten_volume_from_snapshot: 'false'
    rbd_max_clone_depth: 5
    rbd_store_chunk_size: 4
    volume_backend_name: ceph
    rbd_user: cinder
    rbd_secret_uuid: "{{ cinder_ceph_client_uuid }}"

Manila文件共享服务

配置Manila服务使用CephFS后端：

manila_backends:
  cephfs:
    share_backend_name: CEPHFS
    share_driver: manila.share.drivers.cephfs.driver.CephFSDriver
    driver_handles_share_servers: false
    cephfs_conf_path: /etc/ceph/ceph.conf
    cephfs_auth_id: manila
    cephfs_cluster_name: ceph
    cephfs_enable_snapshots: true

监控与日志管理

OpenStack-Ansible可以集成多种监控解决方案：

# 启用Prometheus监控
prometheus_enabled: true
prometheus_monitor_openstack: true
prometheus_node_exporter_enabled: true

# 配置ELK日志收集
logging_role: elasticsearch
elasticsearch_enabled: true
logstash_enabled: true
kibana_enabled: true

# 配置告警
prometheus_alertmanager_enabled: true
prometheus_alertmanager_config:
  global:
    resolve_timeout: 5m
  route:
    group_by: ['alertname']
    group_wait: 10s
    group_interval: 10s
    repeat_interval: 1h
    receiver: 'default'
  receivers:
  - name: 'default'
    email_configs:
    - to: 'admin@example.com'

部署自动化与运维

部署流水线构建

结合CI/CD工具实现自动化部署流水线：

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示例Jenkins Pipeline:

pipeline {
    agent any
    
    stages {
        stage('准备') {
            steps {
                git url: 'https://gitcode.com/gh_mirrors/op/openstack-ansible.git', branch: 'stable/xena'
                sh './scripts/bootstrap-ansible.sh'
                sh 'cp inventory/my-environment/* inventory/'
            }
        }
        
        stage('部署') {
            steps {
                sh 'openstack-ansible playbooks/setup-hosts.yml'
                sh 'openstack-ansible playbooks/setup-infrastructure.yml'
                sh 'openstack-ansible playbooks/setup-openstack.yml'
            }
        }
        
        stage('验证') {
            steps {
                sh 'openstack-ansible playbooks/healthcheck-openstack.yml'
                sh 'tests/run-functional-tests.sh'
            }
        }
    }
    
    post {
        always {
            archiveArtifacts artifacts: 'logs/**', fingerprint: true
        }
        success {
            slackSend channel: '#deployments', message: 'OpenStack环境部署成功'
        }
        failure {
            slackSend channel: '#alerts', message: 'OpenStack环境部署失败'
        }
    }
}

日常运维任务自动化

常用运维任务的Ansible Playbook示例：

添加计算节点:

# 准备新计算节点配置
ansible-playbook playbooks/add-compute.yml -e "new_compute_ip=172.29.236.124"

# 更新Nova配置
ansible-playbook playbooks/os-nova-install.yml --tags= nova-config

# 验证新节点
ansible-playbook playbooks/healthcheck-openstack.yml --limit compute_hosts

证书轮换:

# 生成新证书
ansible-playbook playbooks/certificate-generate.yml

# 更新所有服务证书
ansible-playbook playbooks/certificate-ssh-authority.yml
ansible-playbook playbooks/setup-openstack.yml --tags=ssl-config

日志收集:

# 运行日志收集脚本
./scripts/log-collect.sh

# 日志文件将保存到/tmp/openstack_logs_*.tar.gz

故障排查与最佳实践

常见问题诊断流程

服务无法启动排查流程:

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常用故障排查命令:

# 检查容器状态
lxc-ls -f | grep <service-name>

# 查看容器日志
lxc-attach -n <container-name> -- tail -f /var/log/<service>/<service>.log

# 检查服务状态
ansible -m service -a "name=<service> state=status" <host>

# 验证数据库连接
ansible -m shell -a "mysql -u <user> -p<password> -e 'show databases;'" <db-host>

# 查看API端点状态
openstack endpoint list
openstack compute service list

性能优化建议

数据库优化:

# user_variables.yml
galera_max_connections: 1024
galera_thread_cache_size: 50
galera_query_cache_size: 0  # 禁用查询缓存
galera_innodb_buffer_pool_size: "{{ (ansible_memtotal_mb * 0.5) | int }}M"

缓存优化:

# 增加Memcached内存
memcached_max_memory: 4096  # 4GB
memcached_listen_address: 0.0.0.0

# 配置Nova缓存
nova_cache_images: true
nova_image_cache_manager_interval: 300

资源限制:

# 为服务容器设置资源限制
container_default_resource_limits:
  mem_limit: 4G
  cpus: 2

# 特定服务调整
nova_api_container_resource_limits:
  mem_limit: 8G
  cpus: 4

升级与版本管理

版本升级流程

OpenStack-Ansible支持从一个稳定版本升级到下一个版本，升级流程：

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执行升级步骤：

# 1. 备份关键数据
ansible-playbook playbooks/backup.yml

# 2. 更新OpenStack-Ansible代码
git pull
git checkout stable/yoga

# 3. 更新依赖
./scripts/bootstrap-ansible.sh

# 4. 执行升级
ansible-playbook playbooks/run-upgrade.yml

# 5. 验证升级结果
ansible-playbook playbooks/healthcheck-openstack.yml

版本规划建议

OpenStack版本选择应考虑以下因素：

企业稳定性需求
功能需求
社区支持周期
升级路径

推荐生产环境选择Long Term Support (LTS)版本，如：

Yoga (2022.1) - LTS版本
Zed (2023.1) - LTS版本
后续年度LTS版本

升级周期建议：每12-18个月进行一次版本升级，确保在社区支持周期内（通常为18个月）完成升级。

总结与展望

OpenStack-Ansible提供了一个强大而灵活的框架，实现了OpenStack云平台的自动化部署与管理。通过本文介绍的方法，你可以：

快速搭建All-in-One环境用于测试与学习
设计并部署高可用的生产环境架构
自定义配置以满足特定业务需求
实现部署流程自动化与运维标准化
构建完整的监控与故障排查体系

随着云原生技术的发展，OpenStack-Ansible也在不断演进，未来将更加紧密地集成容器化部署技术，提供更灵活的部署选项和更好的可扩展性。

建议持续关注OpenStack-Ansible项目的官方文档和社区动态，以获取最新的功能更新和最佳实践指南。

附录：常用资源

官方文档

OpenStack-Ansible官方文档: https://docs.openstack.org/openstack-ansible/latest/
OpenStack官方文档: https://docs.openstack.org/

社区资源

OpenStack-Ansible代码库: https://gitcode.com/gh_mirrors/op/openstack-ansible
问题跟踪: https://bugs.launchpad.net/openstack-ansible
邮件列表: openstack-ansible@lists.openstack.org
IRC频道: #openstack-ansible (Freenode)

常用命令参考

命令	用途
`openstack-ansible <playbook>`	运行指定Playbook
`ansible-playbook -K playbooks/setup-hosts.yml`	执行主机设置
`lxc-attach -n <container>`	进入容器内部
`scripts/log-collect.sh`	收集诊断日志
`ansible -m setup <host>`	获取主机信息
`openstack-service restart <service>`	重启OpenStack服务

【免费下载链接】openstack-ansible Ansible playbooks for deploying OpenStack. Mirror of code maintained at opendev.org. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/op/openstack-ansible

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考