塊設備和OpenStack

libvirt 配置了 librbd 的 QEMU 接口，通過它可以在 OpenStack 中使用 Ceph 塊設備鏡像。Ceph 塊設備鏡像被當作集群對象，這意味著它比獨立的服務器有更好的性能。

在 OpenStack 中使用 Ceph 塊設備，必須首先安裝 QEMU，libvirt 和 OpenStack。建議 OpenStack 安裝的時候使用獨立的物理節點。OpenStack 節點建議最小 8G RAM和四核處理器。下圖描述了 OpenStack 和 Ceph 技術層次。 Important：要在 OpenStack 中使用 Ceph，必須首先運行 Ceph 存儲集群

OpenStack 與 Ceph 的三個結合點：

• 鏡像：OpenStack Glance 管理虛擬機鏡像。鏡像是不變的。OpenStack 把鏡像當作二進制對象並以此格式下載。
• 卷：卷是塊設備。OpenStack 使用卷來啟動虛擬機，或者綁定卷到運行中的虛擬機。OpenStack 使用 Cinder 服務管理卷。
• 客戶磁盤：客戶磁盤是客戶操作系統磁盤。默認情況下，當啟動一台虛擬機時，它的系統盤以文件的形式出現在 hypervisor 系統上（通常在/var/lib/nova/instances/<uuid>）。在 OpenStack Havana 以前的版本，在 Ceph 中啟動虛擬機的唯一方式是使用 Cinder 的 boot-from-volume 功能，現在能夠在 Ceph 中直接啟動虛擬機而不用依賴於 Cinder，這是非常有利的因為它能夠讓你很容易的進行虛擬機的熱遷移。除此之外，如果 hypervisor 掛掉還能夠方便地觸發 nova evacute 然後無縫得在其他的地方繼續運行虛擬機。

可以使用 OpenStack Glance 來存儲鏡像在 Ceph 塊設備中，也可以使用 Cinder 通過鏡像的寫時復制來啟動虛擬機。

下面詳細介紹 Glance，Cinder 和 Nova 的配置過程，盡管它們沒有必要一起使用。當虛擬機運行使用本地磁盤運行的時候，可以把鏡像存儲在 Ceph 塊設備中，或者正相反。

Important：Ceph 不支持 QCOW2 格式的虛擬機磁盤。所以，如果想要在 Ceph 中啟動虛擬機（後端文件或者從卷啟動），Glance 鏡像必須是 RAW格式

Tip：本文檔描述的 Ceph 塊設備是基於 OpenStack Havana。更早的版本請看Block Devices and OpenStack (Dumpling)。

創建一個池
默認情況下，Ceph 塊設備使用 rbd 池。可以使用任何能夠使用的池。建議為 Cinder 和 Glance 單獨創建池。確保 Ceph 集群正常運行，然後創建池。

ceph osd pool create volumes 128
ceph osd pool create images 128
ceph osd pool create backups 128
ceph osd pool create vms 128

看Create a Pool 和 Placement Groups 來了解指定池的 pg 數量的詳細信息和應該為你的池指定多少 pg。

配置 OpenStack Ceph 客戶端
運行 glance-api，cinder-volume，nova-compute 和 cinder-backup 的節點是 Ceph 客戶端。每一個節點都需要 ceph.conf 文件：

ssh {your-openstack-server} sudo tee /etc/ceph/ceph.conf </etc/ceph/ceph.conf

安裝 Ceph 客戶端包
在 glance-api 節點，需要為 librbd 綁定 Python

sudo apt-get install python-ceph
sudo yum install python-ceph

在 nova-compute，cinder-backup 和 cinder-volume 節點要用到 Python 和 Ceph 客戶端命令行工具：

sudo apt-get install ceph-common
sudo yum install ceph

設置 Ceph 客戶端認證
如果使用了 cephx authentication，創建一個新用戶為 Nova/Cinder 和 Glance。執行下面的命令：

ceph auth get-or-create client.cinder mon 'allow r' osd 'allow class-read object_prefix rbd_children, allow rwx pool=volumes, allow rwx pool=vms, allow rx pool=images'
ceph auth get-or-create client.glance mon 'allow r' osd 'allow class-read object_prefix rbd_children, allow rwx pool=images'
ceph auth get-or-create client.cinder-backup mon 'allow r' osd 'allow class-read object_prefix rbd

為 client.cinder，client.glance 和 client.cinder-backup 添加密鑰來訪問節點並改變所有者：

ceph auth get-or-create client.glance | ssh {your-glance-api-server} sudo tee /etc/ceph/ceph.client.glance.keyring
ssh {your-glance-api-server} sudo chown glance:glance /etc/ceph/ceph.client.glance.keyring
ceph auth get-or-create client.cinder | ssh {your-volume-server} sudo tee /etc/ceph/ceph.client.cinder.keyring
ssh {your-cinder-volume-server} sudo chown cinder:cinder /etc/ceph/ceph.client.cinder.keyring
ceph auth get-or-create client.cinder-backup | ssh {your-cinder-backup-server} sudo tee /etc/ceph/ceph.client.cinder-backup.keyring
ssh {your-cinder-backup-server} sudo chown cinder:cinder /etc/ceph/ceph.client.cinder-backup.keyri

運行 nova-compute 的節點 nova-compute 進程需要密鑰文件。它們也存儲 client.cinder 用戶的密鑰在 libvirt。libvirt 進程在 Cinder 中綁定塊設備時需要用到它來訪問集群。

創建一個臨時的密鑰文件副本在運行 nova-compute 的節點：

ceph auth get-key client.cinder | ssh {your-compute-node} tee client.cinder.key

然後在計算節點，為 libvirt 添加密鑰文件並且移除臨時的副本密鑰：

uuidgen
457eb676-33da-42ec-9a8c-9293d545c337

cat > secret.xml <<EOF
<secret ephemeral='no' private='no'>
  <uuid>457eb676-33da-42ec-9a8c-9293d545c337</uuid>
  <usage type='ceph'>
    <name>client.cinder secret</name>
  </usage>
</secret>
EOF
sudo virsh secret-define --file secret.xml
Secret 457eb676-33da-42ec-9a8c-9293d545c337 created
sudo virsh secret-set-value --secret 457eb676-33da-42ec-9a8c-9293d545c337 \
--base64 $(cat client.cinder.key) && rm client.cinder.key secret.xml

Important：沒有必要保存所有計算節點的 UUID。但是為了平台的一致性，最好保存相同的 UUID。

配置 OpenStack 使用 Ceph
配置 Glance
Glance 能夠使用多種後端來存儲鏡像。默認使用 Ceph 塊設備，配置 Glance 如下：
Juno 之前的版本

編輯 /etc/glance/glance-api.conf 並且添加下面的 [DEFAULT] 部分：

default_store = rbd rbd_store_user = glance rbd_store_pool = images rbd_store_chunk_size = 8

Juno
編輯 /etc/glance/glance-api.conf 並且添加 [glance_store] 部分：

[DEFAULT]
...
default_store = rbd
...
[glance_store]
stores = rbd
rbd_store_pool = images
rbd_store_user = glance
rbd_store_ceph_conf = /etc/ceph/ceph.conf
rbd_store_chunk_size = 8

更多關於 Glance 的配置信息請看：http://docs.openstack.org/trunk/config-reference/content/section_glance-api.conf.html。

Important：Glance 還沒有完全移到 'store'。所以仍然需要在 DEFAULT 部分配置 store。

所有 OpenStack 版本
如果要啟用鏡像的寫時復制功能，添加下面的 [DEFAULT] 部分：

show_image_direct_url = True

注意這會在 Glance API 中暴露後端存儲位置，所以 endpoint 不應該被公開訪問

禁用 Glance 緩存管理來避免鏡像被緩存到 /var/lib/glance/image-cache/，確保配置文件中有 flavor = keystone+cachemanagement：

[paste_deploy] flavor = keystone

配置 Cinder
OpenStack 需要驅動來與 Ceph 塊設備交互。必須為塊設備指定池，在 OpenStack 節點編輯 /etc/cinder/cinder.conf 並添加：

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
rados_connect_timeout = -1
glance_api_version = 2

配置 Cinder Backup
OpenStack Cinder Backup 需要一個守護進程，不要忘記安裝它。在 Cinder Backup 節點，編輯 /etc/cinder/cinder.conf 並添加：

backup_driver = cinder.backup.drivers.ceph
backup_ceph_conf = /etc/ceph/ceph.conf
backup_ceph_user = cinder-backup
backup_ceph_chunk_size = 134217728
backup_ceph_pool = backups
backup_ceph_stripe_unit = 0
backup_ceph_stripe_count = 0
restore_discard_excess_bytes = true

配置 Nova 綁定 Ceph rbd 塊設備

為了綁定 Cinder 設備（塊設備或者啟動卷），必須告訴 Nova（和 libvirt）用戶和 UUID。libvirt 在與 Ceph 集群進行連接和認證的時候提供這個用戶。

rbd_user = cinder
rbd_secret_uuid = 457eb676-33da-42ec-9a8c-9293d545c337

這兩個配置項同樣用於 Nova 的後端。

配置 Nova
為了直接從 Ceph 啟動所有虛擬機，你必須配置 Nova 的臨時後端。

建議在 Ceph 配置文件中啟用 RBD 緩存（從 Giant 版本默認啟用）。還有，啟用 admin socket 對於故障排除的時候很有幫助。每台使用 Ceph 塊設備的虛擬機都有一個 socket 有助於性能分析和錯誤判斷。

socket 可以通過這種方式訪問：

ceph daemon /var/run/ceph/ceph-client.cinder.19195.32310016.asok help

現在，在每個計算節點編輯 Ceph 配置文件：

[client]
    rbd cache = true
    rbd cache writethrough until flush = true
    admin socket = /var/run/ceph/$cluster-$type.$id.$pid.$cctid.asok

Tip：如果虛擬機正在運行，可以直接重啟來獲得 socket。
HAVANA 和 ICEHOUSE

HAVANA 和 ICEHOUSE 需要補丁來實現寫時復制並且修復 rbd 臨時磁盤的鏡像大小和熱遷移 Bug。這些可用的分支基於主干 Nova stable/havana 和 stable/icehouse。使用它們不是強制性的但是是非常建議的，為了利用寫時復制的功能。

在每個計算節點，編輯 /etc/nova/nova.conf 並且添加：

libvirt_images_type = rbd
libvirt_images_rbd_pool = vms
libvirt_images_rbd_ceph_conf = /etc/ceph/ceph.conf
rbd_user = cinder
rbd_secret_uuid = 457eb676-33da-42ec-9a8c-9293d545c337

禁用文件注入也是一個好的習慣。啟動一個實例的時候，Nova 通常試圖去打開虛擬機的根文件系統。然後 Nova 注入值比如密碼，ssh 密鑰等，直接進入文件系統。然而，最好依賴元數據服務和 cloud-init。

在每個計算節點，編輯 /etc/nova/nova.conf 並且添加：

libvirt_inject_password = false libvirt_inject_key = false libvirt_inject_partition = -2

確保熱遷移，使用下面的標志：

libvirt_live_migration_flag="VIR_MIGRATE_UNDEFINE_SOURCE,VIR_MIGRATE_PEER2PEER,VIR_MIGRATE_LIVE,VIR_MIGRATE_PERSIST_DEST"

Juno
在 Juno 版本，Ceph 塊設備被移到 [libvirt] 部分。在每個計算節點，編輯 /etc/nova/nova.conf 在 [libvirt] 部分添加：

[libvirt]
images_type = rbd
images_rbd_pool = vms
images_rbd_ceph_conf = /etc/ceph/ceph.conf
rbd_user = cinder
rbd_secret_uuid = 457eb676-33da-42ec-9a8c-9293d545c337

禁用文件注入也是一個好的習慣。啟動一個實例的時候，Nova 通常試圖去打開虛擬機的根文件系統。然後 Nova 注入值比如密碼，ssh 密鑰等，直接進入文件系統。然而，最好依賴元數據服務和 cloud-init。

在每個計算節點，編輯 /etc/nova/nova.conf 並且添加：

libvirt_inject_password = false libvirt_inject_key = false libvirt_inject_partition = -2

確保熱遷移，使用下面的標志：

libvirt_live_migration_flag="VIR_MIGRATE_UNDEFINE_SOURCE,VIR_MIGRATE_PEER2PEER,VIR_MIGRATE_LIVE,VIR_MIGRATE_PERSIST_DEST"

重啟 OpenStack
激活 Ceph 塊設備驅動並且載入塊設備池的名稱到配置中，必須重啟 OpenStack。基於 Debian 的系統執行這些命令：

sudo glance-control api restart
sudo service nova-compute restart
sudo service cinder-volume restart
sudo service cinder-backup restart

基於 Red Hat 的系統執行這些命令：

sudo service openstack-glance-api restart
sudo service openstack-nova-compute restart
sudo service openstack-cinder-volume restart
sudo service openstack-cinder-backup restart

OpenStack 啟動並運行起來之後，就能夠創建一個卷並從它啟動。

從塊設備啟動
使用下面的 Cinder 命令創建一個來自鏡像的卷：

cinder create --image-id {id of image} --display-name {name of volume} {size of volume}

注意鏡像必須是 RAW 格式。可以使用 qemu-img 轉換鏡像格式。例如：

qemu-img convert -f {source-format} -O {output-format} {source-filename} {output-filename}
qemu-img convert -f qcow2 -O raw precise-cloudimg.img precise-cloudimg.raw

當 Glance 和 Cinder 都使用 Ceph 塊設備，鏡像是寫時復制的，所以創建一個新的卷非常迅速。在 OpenStack Dashboard 中，可以通過下面的步驟來從卷啟動虛擬機：

1. 載入一個新實例；
2. 選擇鏡像關聯到寫時復制克隆；
3. 選擇“從卷啟動”；
4. 選擇創建的卷。