超详细Openstack核心组件——Keystone介绍及部署

Keystone身份服务

Keystone职能

• Keystone (OpenStack ldentityService）是OpenStack中的一个独立的提供安全认证的模块，主要负责openstack用户的身份认证、令牌管理、提供访问资源的服务目录(指引路径)、以及基于用户角色的访问控制。

Keystone提供路径指引服务前提

• Keystone类似一个服务总线，或者说是整个Openstack框架的注册表，其他服务通过keystone来注册其服务的Endpoint(服务访问的URL)，任何服务之间相互的调用，需要经过Keystone的身份验证，来获得目标服务的Endpoint来找到目标服务。

主要功能

• 身份认证(Authentication) :令牌的发放和校验
• 用户授权(Authorization):授予用户在一个服务中所拥有权限
• 用户管理(Account) :管理用户账户
• 服务目录(Service Catalog):提供可用服务的API端点

主要管理对象

User、Credentials、Authentication、Token、Project、Service、Endpoint、Role

• User:指使用Openstack service的用户。
• Project(Tenant):可以理解为一个人、或服务所拥有的资源集合。
• Role:用于划分权限。通过给User指定Role，使User获得Role对应操作权限
• Authentication:确定用户身份的过程。
• Token:是一个字符串表示，作为访问资源的令牌。Token包含了在指定范围和有效时间内，可以被访问的资源。
• Credentials:用于确认用户身份的凭证。用户的用户名和密码，或者是用户名和API密钥，或者身份管理服务提供的认证令牌。
• Service: Openstack service，即Openstack中运行的组件服务。如swift、glance、neutron、cinder等。
• Endpoint:一个可以通过网络来访问和定位某个Openstack service的地址，通常是一个URL。

Keystone认证流程图

虚拟机创建流程

注：

部署openstack过程中需先部署Keystone

项目：配置Keystone

继OpenStack环境部署-初步搭建进一步部署

创建数据库实例和数据库用户

[root@ct ~]# mysql -u root -p
Enter password: 
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MariaDB connection id is 28
Server version: 10.3.20-MariaDB MariaDB Server

Copyright (c) 2000, 2018, Oracle, MariaDB Corporation Ab and others.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

MariaDB [(none)]> create database keystone;
Query OK, 1 row affected (0.003 sec)

MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON keystone.* TO 'keystone'@'localhost' IDENTIFIED BY 'KEYSTONE_DBPASS';
Query OK, 0 rows affected (0.013 sec)

MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON keystone.* TO 'keystone'@'%' IDENTIFIED BY 'KEYSTONE_DBPASS';
Query OK, 0 rows affected (0.000 sec)

MariaDB [(none)]> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.004 sec)

MariaDB [(none)]> exit
Bye

安装、配置keystone、数据库、Apache

1. 安装keystone、httpd、mod_wsgi

• #mod_wsgi包的作用是让apache能够代理pythone程序的组件；openstack的各个组件，包括API都是用python写的，但访问的是apache，apache会把请求转发给python去处理,这些包只安装在controler节点

[root@ct ~]# yum -y install openstack-keystone httpd mode_wsgi
[root@ct ~]# cp -a /etc/keystone/keystone.conf{
     ,.bak}
[root@ct ~]# grep -Ev "^$|#" /etc/keystone/keystone.conf.bak > /etc/keystone/keystone.conf     //通过pymysql模块访问mysql，指定用户名密码、数据库的域名、数据库名
[root@ct ~]# openstack-config --set /etc/keystone/keystone.conf database connection mysql+pymysql://keystone:KEYSTONE_DBPASS@ct/keystone   //指定token的提供者；提供者就是keystone自己本身
[root@ct ~]# openstack-config --set /etc/keystone/keystone.conf token provider fernet
//Fernet：一种安全的消息传递格式

2. 初始化认证服务数据库

[root@ct ~]# su -s /bin/sh -c "keystone-manage db_sync" keystone

3. 初始化fernet 密钥存储库(以下命令会生成两个密钥，生成的密钥放于/etc/keystone/目录下，用于加密数据）

[root@ct ~]# keystone-manage fernet_setup --keystone-user keystone --keystone-group keystone
[root@ct ~]# keystone-manage credential_setup --keystone-user keystone --keystone-group keystone

4. 配置bootstrap身份认证服务

[root@ct ~]# keystone-manage bootstrap --bootstrap-password ADMIN_PASS \
> --bootstrap-admin-url http://ct:5000/v3/ \
> --bootstrap-internal-url http://ct:5000/v3/ \
> --bootstrap-public-url http://ct:5000/v3/ \
> --bootstrap-region-id RegionOne   //指定一个区域名称

• 此步骤是初始化openstack，会把openstack的admin用户的信息写入到mysql的user表中，以及url等其他信息写入到mysql的相关表中；
• admin-url是管理网(如公有云内部openstack管理网络)，用于管理虚拟机的扩容或删除；如果共有网络和管理网是一个网络，则当业务量大时，会造成无法通过openstack的控制端扩容虚拟机，所以需要一个管理网；
• internal-url是内部网络，进行数据传输，如虚拟机访问存储和数据库、zookeeper等中间件，这个网络是不能被外网访问的，只能用于企业内部访问
• public-url是共有网络，可以给用户访问的(如公有云) ,但是此环境没有这些网络，则公用同一个网络
• 5000端口是keystone提供认证的端口
• 需要在haproxy服务器上添加一条listen
• 各种网络的url需要指定controler节点的域名，一般是haproxy的vip的域名（高可用模式）

5. 配置Apache HTTP服务器

[root@ct ~]# echo "ServerName controller" >> /etc/httpd/conf/httpd.conf

6. 创建配置文件
安装完mod_wsgi包后，会生成 wsgi-keystone.conf 这个文件，文件中配置了虚拟主机及监听了5000端口，mod_wsgi就是python的网关

[root@ct ~]# ln -s /usr/share/keystone/wsgi-keystone.conf /etc/httpd/conf.d/

7. 开启服务

[root@ct ~]# systemctl enable httpd
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
[root@ct ~]# systemctl start httpd
[root@ct ~]# systemctl status httpd
● httpd.service - The Apache HTTP Server
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/httpd.service; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 四 2021-02-18 16:04:16 CST; 14s ago
     Docs: man:httpd(8)
           man:apachectl(8)
 Main PID: 21557 (httpd)
   Status: "Total requests: 0; Current requests/sec: 0; Current traffic:   0 B/sec"
   CGroup: /system.slice/httpd.service
           ├─21557 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─21558 (wsgi:keystone- -DFOREGROUND
           ├─21559 (wsgi:keystone- -DFOREGROUND
           ├─21560 (wsgi:keystone- -DFOREGROUND
           ├─21561 (wsgi:keystone- -DFOREGROUND
           ├─21562 (wsgi:keystone- -DFOREGROUND
           ├─21567 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─21570 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─21574 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           ├─21578 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND
           └─21582 /usr/sbin/httpd -DFOREGROUND

2月 18 16:04:16 ct systemd[1]: Starting The Apache HTTP Server...
2月 18 16:04:16 ct systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.

8. 配置管理员账户的环境变量

• 这些环境变量用于创建角色和项目使用，但是创建角色和项目需要有认证信息，所以通过环境变量声明用户名和密码等认证信息，欺骗openstack已经登录且通过认证，这样就可以创建项目和角色；也就是把admin用户的验证信息通过声明环境变量的方式传递给openstack进行验证，实现针对openstack的非交互式操作

[root@ct ~]# cat >> ~/.bashrc << EOF
> export OS_USERNAME=admin    //控制台登陆用户名
> export OS_PASSWORD=ADMIN_PASS     //控制台登陆密码
> export OS_PROJECT_NAME=admin
> export OS_USER_DOMAIN_NAME=Default
> export OS_PROJECT_DOMAIN_NAME=Default
> export OS_AUTH_URL=http://ct:5000/v3
> export OS_IDENTITY_API_VERSION=3
> export OS_IMAGE_API_VERSION=2
> EOF

[root@ct ~]# source ~/.bashrc

9. 通过配置环境变量，可以使用openstack命令进行一些操作，示例：

[root@ct ~]# openstack user list
+----------------------------------+-------+
| ID                               | Name  |
+----------------------------------+-------+
| 09a752a6b18d48f2ae1f472599e94c5a | admin |
+----------------------------------+-------+

创建OpenStack 域、项目、用户和角色

1. 创建一个项目（project），创建在指定的domain（域）中，指定描述信息，project名称为service（可使用openstack domain list 查询）

[root@ct ~]# openstack project create --domain default --description "Service Project" service
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | Service Project                  |
| domain_id   | default                          |
| enabled     | True                             |
| id          | 70a6fc6eb82f48dfa3d66d5389dcea3e |
| is_domain   | False                            |
| name        | service                          |
| options     | {
     }                               |
| parent_id   | default                          |
| tags        | []                               |
+-------------+----------------------------------+

2. 创建角色（可使用openstack role list查看）

[root@ct ~]# openstack project create --domain default --description "Service Project" service
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | Service Project                  |
| domain_id   | default                          |
| enabled     | True                             |
| id          | 70a6fc6eb82f48dfa3d66d5389dcea3e |
| is_domain   | False                            |
| name        | service                          |
| options     | {
     }                               |
| parent_id   | default                          |
| tags        | []                               |
+-------------+----------------------------------+
[root@ct ~]# openstack role create user
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | None                             |
| domain_id   | None                             |
| id          | d0e42f995f29415c87705af0e7754ddc |
| name        | user                             |
| options     | {
     }                               |
+-------------+----------------------------------+

3. 查看openstack 角色列表

[root@ct ~]# openstack role list
+----------------------------------+--------+
| ID                               | Name   |
+----------------------------------+--------+
| 06feb1be0b964169bffa214af2435c56 | reader |
| 34755268537741189a3f9242010e1e68 | member |
| d0e42f995f29415c87705af0e7754ddc | user   |
| d9523d7587d54236ab48b6e9f1e7462f | admin  |
+----------------------------------+--------+

admin为管理员
member为 租户
user：用户

4. 查看是否可以不指定密码就可以获取到token信息（验证认证服务）

[root@ct ~]# openstack token issue
+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Field      | Value                                                                                                                                                                                   |
+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| expires    | 2021-02-18T09:27:10+0000                                                                                                                                                                |
| id         | gAAAAABgLiTedvBu5lIbeJPJ-gUoWoIJx_NpRWcaTFjWf-oN_x5q6AhkYN0WUBvlLKR8nO9RJRJmczdvOlD9h7Kl-Cp-d3Fvd3knzrhY8nEKKW2TA16JTd6KmN9UeczQtQL9nLJn5wnum8AQ6OLp_mfYukFMC7tlBKDfYa8Eugxoj164BwTfeTg |
| project_id | 667d2c1d9fca46a690b830e6864580c9                                                                                                                                                        |
| user_id    | 09a752a6b18d48f2ae1f472599e94c5a                                                                                                                                                        |
+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

至此，keystone部署完成

总结

Keystone 组件是作为OpenStack 集群中统一认证、授权的模块，其核心功能就是针对于User（用户）、Tenant（租户）、Role（角色）、Token（令牌/凭证）的控制（手工编译部署即围绕此功能展开的）

• User：使用 openstack 的用户。
• Tenant：租户,可以理解为一个人、项目或者组织拥有的资源的合集。在一个租户中可以拥有很多个用户，这些用户可以根据权限的划分使用租户中的资源。
• Role：角色，用于分配操作的权限。角色可以被指定给用户，使得该用户获得角色对应的操作权限。
• Token：指的是一串比特值或者字符串，用来作为访问资源的记号。Token 中含有可访问资源的范围和有效时间，token
  是用户的一种凭证，需要使用正确的用户名和密码向 Keystone 服务申请才能得到 token。