云服务器cloud-init初始化工具的使用与配置

在云平台中，创建云主机的时候希望能够对主机进行一些初始化操作，如配置ip，主机名，密码，ssh登录等。openstack上可以使用cloud-init进行初始化。

建议阅读cloud-init官方文档，读几遍，确保知道在配置些什么，以及这些配置项是如何生效的，模块频率是怎样。

要实现在云主机中的初始化配置，首先就要让云主机获取到用户输入的配置数据，在cloud-init中以cdrom方式读取，即openstack将用户数据打包成iso挂载给云主机，云主机启动后内部的cloud-init默认从cdrom里面读取数据，然后进行初始化操作。

Users and Groups模块的模块频率是每个实例执行一次，也就是说制作的镜像起了云主机之后，再修改这个模块配置重启机器是不再生效了。
与Users and Groups模块的模块频率相似的还有Write_files、Set Passwords模块。
Bootcmd模块的模块频率是每个实例可以执行多次，也就是说，起了云主机之后，再修改这个模块配置重启机器之后也会生效。
与Bootcmd模块的模块频率相似的还有Runcmd。

cloud-init 原理(执行的整个过程)
Cloud-init的认识和应用

cloud-init 是 linux 的一个工具，当系统启动时，cloud-init 可从 nova metadata 服务或者 config drive 中获取 metadata，完成包括但不限于下面的定制化工作：

设置默认语言环境
设置实例主机名
添加 ssh keys到 .ssh/authorized_keys
设置用户密码
配置网络安装软件包

cloud-init安装方式

cloud-init官方文档
官方配置参数参考
阿里云官方文档 安装cloud-init

前提条件
• 准备一台KVM机器，用于制作初始的centos7镜像
• 已为Linux云服务器绑定弹性IP。
• 已登录Linux云服务器。
• Linux云服务器的网卡属性为DHCP方式。

网卡配置文件为动态IP获取

# cat /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
TYPE=Ethernet
BOOTPROTO=dhcp
NAME=eth0
DEVICE=eth0
ONBOOT=yes

# ip: 
ifconfig eth0 | awk 'NR==2{print $2}'
192.168.122.223

1. 下载cloud-init

wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
yum install cloud-init -y 

rpm -qa |grep cloud-init
cloud-init-18.5-6.el7.centos.x86_64

cloud-init -v
/usr/bin/cloud-init 18.5

cloud-init init --local

#设置开机自启动
systemctl enable cloud-init-local.service cloud-init.service cloud-config.service cloud-final.service

2. 安装相应的包

# ACPI服务是控制重启和关闭实例
yum -y install acpid
systemctl enable acpid

# 安装cloud-utils-growpart 允许分区调整
yum -y install cloud-utils-growpart

# CentOS系统必须要禁用默认zeroconf路由,以便精确访问OpenStack数据源
echo "NOZEROCONF=yes" >> /etc/sysconfig/network

#配置GRUB_CMDLINE_LINUX内容
[root@centos7 ~]# vim /etc/default/grub
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto console=tty0 console=ttyS0,115200n8"
#保存更改
[root@centos7 ~]# grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

3. 配置Cloud-Init工具

1. 用户可以根据需要根据用户类型配置登录云服务器的用户权限。使用root帐户登录，需要开启root用户的ssh权限，并开启密码远程登录。
   o 若用户选择注入密码，则通过自己注入的密码进行远程SSH或noVNC登录。
   o 若用户选择注入密钥，则通过自己注入的密钥进行远程SSH登录。

配置ssh文件

vim /etc/ssh/sshd_config
PasswordAuthentication yes

在需要免密码登录的机器上执行下面命令，产生密钥对(controller节点上)

ssh-keygen -t rsa -f ~/.ssh/id_rsa -P ''
[root@controller ~]# cat ~/.ssh/id_rsa.pub 
ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQDCzU9H5oJxgPpWhtXPwETEpFx425UdirDrTBRt6K/kfx7T6AcnuxzIQ6T64TmGhi72FTz7KtfYUtoIzq7specBthD8X8DTA8C9A6nIEwuHgAh12i0OugmdMmzs8g1QvKxZknFOiX32dlWQBZqU1z9V0NmaMRAxvgvYK6YR5GrHFr5QfSr3rPCMOE1qmZ7QQwfxcEFcmwz1xK65LK1VZh1TPzj7DmW97Clr0F/a11a86ekw8uXsMeowSbdGH546y9FbJlopAPZyprS7kEcwUOaj9VcfF+1LxNjjeHuPsfoquYPElgd52GIC0HE+sW5f+9otbZt2GKZUFBeuehC7g05f root@controller

编辑配置文件/etc/cloud/cloud.cfg

设置开放root密码远程登录并开启root用户的ssh权限。配置文件中的disable_root字段为1表示为禁用，为0表示不禁用。设置disable_root值为0，ssh_pwauth为1，lock_passwd设置为false，false表示不锁住用户密码。

[root@centos7-2 ~]# cat /etc/cloud/cloud.cfg
users:
  - name: root
    ssh_authorized_keys:
      - ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQDCzU9H5oJxgPpWhtXPwETEpFx425UdirDrTBRt6K/kfx7T6AcnuxzIQ6T64TmGhi72FTz7KtfYUtoIzq7specBthD8X8DTA8C9A6nIEwuHgAh12i0OugmdMmzs8g1QvKxZknFOiX32dlWQBZqU1z9V0NmaMRAxvgvYK6YR5GrHFr5QfSr3rPCMOE1qmZ7QQwfxcEFcmwz1xK65LK1VZh1TPzj7DmW97Clr0F/a11a86ekw8uXsMeowSbdGH546y9FbJlopAPZyprS7kEcwUOaj9VcfF+1LxNjjeHuPsfoquYPElgd52GIC0HE+sW5f+9otbZt2GKZUFBeuehC7g05f root@controller

disable_root: 0
ssh_pwauth: 1

#datasource_list: [ 'OpenStack' ]
#datasource:
#  OpenStack:
#    metadata_urls: ["http://169.254.169.254"]
#    timeout: 5
#    max_wait: 60

preserve_hostname: flase
manage_etc_hosts: true

runcmd:
 - [ sh, -c, echo "=========Welcome To OpenStack'=========" >> /root/runcmd.log ]

cloud_init_modules:
 - ssh
 - migrator
 - bootcmd
 - write-files
 - growpart
 - resizefs
 - set_hostname
 - update_hostname
 - update_etc_hosts
 - rsyslog
 - users-groups

cloud_config_modules:
 - mounts
 - locale
 - set-passwords
 - yum-add-repo
 - package-update-upgrade-install
 - timezone
 - puppet
 - chef
 - salt-minion
 - mcollective
 - disable-ec2-metadata
 - runcmd
 - ntp-conf

cloud_final_modules:
 - rightscale_userdata
 - scripts-per-once
 - scripts-per-boot
 - scripts-per-instance
 - scripts-user
 - ssh-authkey-fingerprints
 - keys-to-console
 - phone-home
 - final-message
 - power-state-change

system_info:
   distro: centos
   paths:
      cloud_dir: /var/lib/cloud/
      templates_dir: /etc/cloud/templates/
   ssh_svcname: sshd

# vim:syntax=yaml
chpasswd:
   list: |
     root:XXXX@2019  #设置要修改的密码
   expire: False

用微秒生成随机密码的命令

date +%N|sha512sum| head -c8

如果希望能够修改 instance 的 hostname（默认 instance 每次重启后 cloud-init 都会重新将 hostname 恢复成初始值），将cloud_init_modules 列表中下面两项删除或注释掉：

# - set_hostname
# - update_hostname

(可选配置)在/etc/cloud/cloud.cfg文件中自定义网络配置

在cloud.cfg文件增加该配置之后，cloud-init不会管理/etc/sysconfig/network-scripts/下网络配置，需要自行管理。

network:
  config: disabled

(可选配置)设置root用户密码

chpasswd:
  list: |
    root:123456
  expire: False  

修改以下配置使得镜像创建的云服务器主机名不带.novalocal后缀且主机名称中可以带点号。
a. 执行如下命令，修改__init__.py文件

# vim /usr/lib/python2.7/site-packages/cloudinit/sources/__init__.py
if toks: 
	toks = str(toks).split('.')
else :
	toks = ["ip-%s" % lhost.replace(".", "-")]
else :
	toks = lhost.split(".novalocal") 
	
if len(toks) > 1: 
	hostname = toks[0]
	# domain = '.'.join(toks[1: ])
else :
	hostname = toks[0]
if fqdn and domain != defdomain: 
	return "%s.%s" % (hostname, domain)
else :
	return hostname

执行如下命令进入cloudinit/sources文件夹。

cd /usr/lib/python2.7/site-packages/cloudinit/sources/
#执行如下命令，删除__init__.pyc文件和优化编译后的__init__.pyo文件
rm -rf init.pyc
rm -rf init.pyo
#执行如下命令，清理日志信息。
rm -rf /var/lib/cloud/*
rm -rf /var/log/cloud-init*

执行以下命令编辑Cloud-Init日志输出路径配置文件，设置日志处理方式handlers

#建议配置为cloudLogHandler。
vim /etc/cloud/cloud.cfg.d/05_logging.cfg
...
[logger_cloudinit]
level=DEBUG
qualname=cloudinit
handlers=cloudLogHandler
propagate=1

检查Cloud-Init工具相关配置是否成功

执行以下命令，无错误发生，说明Cloud-Init配置成功

[root@centos7 ~]# cloud-init init --local
Cloud-init v. 18.5 running 'init-local' at Wed, 27 May 2020 01:42:00 +0000. Up 1977.24 seconds.

设置完成后关闭虚拟机，准备下一阶段生成镜像

history -c
shutdown -h now

4. 上传镜像到openstack

如果对接ceph存储。可以把qcow2格式转换为raw格式的镜像再上传
Ceph缺点是不支持从qcow2格式的镜像引导，所以需要转换raw格式的镜像

[root@kvm image]# ll -h /tmp/centos7.qcow2 
-rw-r--r--. 1 root root 1.6G May 20 17:27 /tmp/centos7.qcow2

#将镜像从qcow2格式转换为raw格式;并下载到本地
[root@kvm image]# qemu-img convert -f qcow2 -O raw /tmp/centos7.qcow2 CentOS-7-x86_64-Minimal-2003-cloud-init.raw

将镜像上传到openstack的glance节点上(在controller节点上)

openstack image create --container-format bare --disk-format raw --file /server/tools/CentOS-7-x86_64-Minimal-2003.raw --unprotected --public CentOS-7-x86_64-Minimal-2003

#从QEMU中检索块设备映像信息
[root@controller tools]# qemu-img info CentOS-7-x86_64-Minimal-2003.raw
image: CentOS-7-x86_64-Minimal-2003.raw
file format: raw
virtual size: 5.0G (5368709120 bytes)
disk size: 5.0G

在ceph上查看镜像和glance池的数据

[root@cephnode01 ~]# rbd info  images/e7439786-1143-43fe-a509-f84d666c3fbf
rbd image 'e7439786-1143-43fe-a509-f84d666c3fbf':
	size 5 GiB in 640 objects
	order 23 (8 MiB objects)
	snapshot_count: 1
	id: 801f954c565d6
	block_name_prefix: rbd_data.801f954c565d6
	format: 2
	features: layering, exclusive-lock, object-map, fast-diff, deep-flatten
	op_features: 
	flags: 
	create_timestamp: Thu May 21 11:37:21 2020
	access_timestamp: Thu May 28 18:02:27 2020
	modify_timestamp: Thu May 21 12:54:51 2020

创建实例并查看cloud-init配置是否成功

cloud-init中添加了controller管理节点的ssh秘钥,并且修改了root密码为XXXX@2019

Openstack的config-drive机制

虚拟机镜像需要确保安装了 cloud-init
OpenStack 提供了命令行参数–config-drive 用于配置是否在创建虚拟机时使用 config drive 机制

nova boot --config-drive=true --image image-name --key-name mykey --flavor 1 --user-data \
./my-user-data.txt myinstance --file /etc/network/interfaces=/home/myuser/instance-interfaces

在/etc/nova/nova.conf中配置，直接使OpenStack计算服务在创建虚拟机时默认使用config drive 机制

注意

• 如果镜像没有设置cloud_init,即使在计算节点的 /etc/nova/nova.conf 中配置 force_config_drive = true,也不会调用元数据信息

• 如果镜像设置了cloud_init,在计算节点的 /etc/nova/nova.conf 中没有配置 force_config_drive = true,依然会调用元数据信息

• 而此时因为不知道怎么去调，所以会有一些报错信息，这样会导致开机比较久，而且每次开机都会读取元数据信息

[DEFAULT]
force_config_drive=true