OpenStack Heat服务介绍 （三）

Heat是OpenStack中的Orchestration services，也就是应用程序的配置管理。

Heat用声明式的方法来管理公有云或者私有云中的应用程序。它和其他OpenStack的服务类似，对外提供ReSTful接口，但除此之外，它定义了一套配置管理的模版。Heat的模版才是Heat的核心所在。

因为OpenStack开发Heat一开始的目的是为了能支持AWS中的CloudFormation模版，所以很多术语和概念都来源于AWS的CloudFormation（http://awsdocs.s3.amazonaws.com/AWSCloudFormation/latest/cfn-ug.pdf）

让我们先从CloudFormation格式的getting_started.template 来介绍其中的几个关键概念。

https://github.com/openstack/heat-templates/blob/master/cfn/F17/getting_started.template

{
  "AWSTemplateFormatVersion" : "2010-09-09",
  "Parameters" : {
    "KeyName" : {
      "Description" : "Name of an existing EC2 KeyPair to enable SSH access to the instance",
      "Type" : "String"
    }
  },
  "Resources" : {
    "MyInstance" : {
      "Type" : "AWS::EC2::Instance",
      "Properties" : {
        "KeyName" : { "Ref" : "KeyName" },
        "ImageId" : "F17-x86_64-cfntools",
        "InstanceType": "m1.small",
        "UserData" : { "Fn::Base64" : "80" }
      }
    }
  },
  "Outputs" : {
    "InstanceIp" : {
      "Value" : { "Fn::Join" : ["", ["ssh ec2-user@",
                                     {"Fn::GetAtt": ["MyInstance",
                                     "PublicIp"]}]]},
      "Description" : "My ssh command"
    }
  }
}

AWSTemplateFormatVersion定义了Template的版本信息。

Parameters是用户在创建Stack时可以输入的参数类型。

Resources中，MyInstance是一个EC2的Instance，它的属性包括SSH的Key，Glance中的Image名称，Instance的Flavor类型，还有允许传给虚拟机的用户参数。

Outputs中定义了创建Stack后的输出。Instance的Ip值是从MyInstance中得到PublicIp值。

Heat中的基本术语

1. 栈。栈是CloudFormation中管理一组资源的基本单位。一个栈往往对应与一个应用程序。在Heat自己给出的例子中，WordPress就是一个web应用，用它的配置文件可以创建一个栈实例。

2. 资源。一个栈可以拥有很多资源， 资源是底层服务的抽象。CPU，memory，disk，网络等都可以看作是资源。资源和资源之间会存在依赖关系。Heat在创建栈的时候会自动解析依赖关系，按顺序创建资源。从Havana开始Heat能并行的创建没有依赖关系的资源。

理想情况下，Heat允许你象写代码那样来管理你的应用，你可以把Heattemplate保存在版本管理器中，当你修改了模版的内容，应用的配置也会自动做出调整。当然，这是理想情况。。。

Heat模版

Heat模版和CloudFormation模版的一个很大不同是格式。AWS的CloudFormation采用的是JSON格式，它的一个缺点是没办法插入注释。Heat采用Yaml格式来克服这一缺点。另一个好处是解析不同版本的Yaml文件更为方便。因为Yaml是JSON格式的超集，JSON格式的文件可以无损转成Yaml格式。下面，让我们先来看一个Heat模版的例子：

Parameters:
  ssh_key_name:
Type: String
    Description: ssh keypair name
  p_w_picpath_name:
    Type: String
    Description: The p_w_picpath to boot
Resources:
  my_server:
    Type: OS::Nova::Server
    Properties:
      flavor: m1.small
      key_name: {"Ref": "ssh_key"}
      block_device_mapping:
        device_name: vda
        volume_id: {"Ref": "my_vol"}
  my_vol:
    Type: OS::Cinder::Volume
    Properties:
      size: 20
      p_w_picpath: {"Ref": "p_w_picpath_name"}
Outputs:
  server_ip:
    Description: The server IP
    Value: {"Fn::GetAtt":
                ["my_server",
                 "first_address"]}

模版中有四个关键段：

Parameters（可选）：定义用户在创建stack需要输入的参数。

Mappings （可选）：定义一组静态 Key/ValuePair。用Fn::FindInMap可以查找对应的值。

Resources （必填）：定义你的应用所依赖的Resources，以及Resources之间的关系。比如你的应用依赖于哪些包，该如何配置网络，需要的CPU，Memory多少等等。

Outputs （可选）： 描述给用户的返回值。

所有的Resources都用通用的接口。

一些可选或必填的属性：用来配置这些资源。

一些输出属性：通过内置函数，如Fn:GetAtt，来得到的属性。

资源之间可以建立起树状的依赖关系。下面是一个典型的Autoscaling例子，用Heat的模版表示会是这样

Resources:
  MEMAlarmHigh:
    Type: AWS::CloudWatch::Alarm
    Properties:
      AlarmDescription: Scale-up if MEM > 50% for 1 minute
      MetricName: MemoryUtilization
      Namespace: system/linux
      Statistic: Average
      Period: '60'
      EvaluationPeriods: '1'
      Threshold: '50'
      AlarmActions:
      - {Ref: WebServerScaleUpPolicy}
      Dimensions:
      - Name: AutoScalingGroupName
        Value: {Ref: WebServerGroup}
      ComparisonOperator: GreaterThanThreshold
  WebServerScaleUpPolicy:
    Type: AWS::AutoScaling::ScalingPolicy
    Properties:
      AdjustmentType: ChangeInCapacity
      AutoScalingGroupName: {Ref: WebServerGroup}
      Cooldown: '60'
      ScalingAdjustment: '1'
  WebServerGroup:
    Type: AWS::AutoScaling::AutoScalingGroup
    Properties:
      AvailabilityZones: {'Fn::GetAZs': ''}
      LaunchConfigurationName: {Ref: LaunchConfig}
      MinSize: '1'
      MaxSize: '3'
      LoadBalancerNames:
      - {Ref: ElasticLoadBalancer}
  ElasticLoadBalancer:
    Type: AWS::ElasticLoadBalancing::LoadBalancer
    Properties:
      ...
  LaunchConfig:
    Type: AWS::AutoScaling::LaunchConfiguration
    Metadata:
      ...
    Properties:

大家可以看到Resource之间通过{Ref:}关键字相互联系了起来。

Heat通过AWS::AutoScaling::AutoScalingGroup来支持Autoscaling。当新的VM起来的时候，Scaling Group可以同时更新Load balancer的配置来加入新的VM信息。

Providers 和 Environments是Havana release中增加的两个features。Providers用来定义用户自定义的Resources,  Providers的语法和Heat内置支持的Resources语法格式完全一样。Environments用来覆盖template中的部分内容，比如基本环境的设置。理想的情况是用一组providertemplate来部署你的应用（每个provider template定义一个应用），用一个environmenttemplate来定义一个云的基础架构。这样通过选择provider模版和environment模版就能在不同的云环境下使用。

目前Heat还在开发自己的模版格式HOT (HeatOrchestration Template)，在Heat的模版仓库中已经包含了HOT模版的例子，更多的例子可以看这里：

https://github.com/openstack/heat-templates/