OpenStack-Keystone认证组件 “T版“ 实验操作详细步骤及结论概述

前言
Keystone在OpenStack中的定位为全局身份服务的验证授权，其它的服务的API在接收到请求之后会向keystone做一个认证，是否有权限进行操作，如有，按照需求中不同的功能模块去分发给自己后端的子功能模块。

Keystone概述

Keystone（OpenStack Identity Service）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，以及基于用户角色的访问控制。

keystone是OpenStack的核心组件之一，为OpenStack大家族中的其他组件提供统一的身份认证服务，包括身份认证、令牌发放和校验服务列表、定义用户权限等。OpenStack中所有服务的授权和认证都需要经过keystone，因此keystone是OpenStack中第一个需要安装的核心组件。

主要功能

1.身份认证（Authentication）：令牌的发放和效验
Auth：授权，权限管理有关

2.用户授权（Authorization）：授予用户在一个服务中所拥有权限

3.用户管理（Account）：管理用户账户

4.服务目录（Service Catalog）：提供可用服务的API端点

Keystone相关概念

管理对象(管理的对象类型非常丰富)

如：keystone不仅可以为客户进行授权，分发令牌，也可以给openstack内部权限进行管理

Endpoint        端点，API的位置
Role            授权角色
User            用户
Credentials     授权过程
Authentication  授权规则
Token           令牌
Project         项目
Service         服务

概念

User（用户）：指使用Openstack service（1.全局 2.核心 3.其它组件）的用户

Project（项目）（Tenant）：可以理解为一个人，或范围所拥有的资源集合。例如（nova）

Role（角色）：用于划分权限。通过给User指定Role，使User获得Role对应操作权限
（授予用户可以使用的权限）

Authenticatin（授权过程）：确定用户身份的过程

Token（令牌）;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

Credenttials：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nova，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

管理端和客户端的介绍

其中计算服务和网络服务分为管理端和客户端，所以需要在openstack的管理端安装计算服务和网络服务的管理端，在创建虚拟机的node节点上安装计算服务和网络服务的客户端，最后安装dashboard服务，openstack各种组件的API都是通过apache运行的；

openstack的管理端负责创建虚拟机过程的调度，通过openstack管理端创建虚拟机的相关数据最终都会记录到mysql（mariadb）中；
node节点没有权限往数据库中写数据，只有控制端有权限，并且node节点与控制端通讯是通过rabbitmq间接通讯，node节点会监听rabbitmq，控制端也会监听rabbitmq，控制端把创建虚拟机的指令发送到rabbitmq，由监听rabbitmq指定队列的node节点接收消息并创建虚拟机；

注：部署openstack组件时，需先行安装认证服务（keystone），而认证服务是使用Apache运行的，安装完成后才可以创建、管理账号，然后安装镜像服务（glance）、计算服务（nova）、网络服务（neutron）

环境

CentOS 7
controller 节点：20.0.0.100

安装基础环境依赖包
注：需要先部署openstack基础环境架构

[root@controller ~]# yum -y install net-tools bash-completion vim gcc gcc-c++ make pcre  pcre-devel expat-devel cmake  bzip2 
[root@controller ~]# yum -y install centos-release-openstack-train python-openstackclient openstack-selinux openstack-utils

一、创建数据库实例和数据库用户

mysql -u root -p

MariaDB [(none)]> create database keystone;

MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON keystone.* TO 'keystone'@'localhost' IDENTIFIED BY 'KEYSTONE_DBPASS';

MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON keystone.* TO 'keystone'@'%' IDENTIFIED BY 'KEYSTONE_DBPASS';

MariaDB [(none)]> flush privileges;

MariaDB [(none)]> exit

二、安装、配置keystone、数据库、Apache

理解过程：mod_wsgi包的作用是让apache能够代理python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controller节点

yum -y install openstack-keystone httpd mod_wsgi

cp -a /etc/keystone/keystone.conf{,.bak}

grep -Ev "^$|#" /etc/keystone/keystone.conf.bak > /etc/keystone/keystone.conf

注：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

指定token的提供者；提供者就是keystone自己本身
注：这里openstack-config 如果找不到命令 就安装openstack-utils

openstack-config --set /etc/keystone/keystone.conf database connection mysql+pymysql://keystone:KEYSTONE_DBPASS@ct/keystone

Fernet：一种安全的消息传递格式

openstack-config --set /etc/keystone/keystone.conf token provider fernet

初始化认证服务数据库

su -s /bin/sh -c "keystone-manage db_sync" keystone

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）

keystone-manage fernet_setup --keystone-user keystone --keystone-group keystone

keystone-manage credential_setup --keystone-user keystone --keystone-group keystone

配置bootstrap身份认证服务

注：http://?:5000/v3/ \ ?=controller 节点

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；

keystone-manage bootstrap --bootstrap-password ADMIN_PASS \
--bootstrap-admin-url http://controller:5000/v3/ \  // 5000端口是keystone提供认证的端口 
--bootstrap-internal-url http://controller:5000/v3/ \
--bootstrap-public-url http://controller:5000/v3/ \
--bootstrap-region-id RegionOne		//指定一个区域名称

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

配置Apache HTTP服务器

echo "ServerName controller" >> /etc/httpd/conf/httpd.conf

创建配置文件

注：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

ln -s /usr/share/keystone/wsgi-keystone.conf /etc/httpd/conf.d/

 systemctl start httpd
 systemctl enable httpd  //服务不要忘记开启

配置管理员账户的环境变量

注：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

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

写错  进入vi ~/.bashrc

 source ~/.bashrc  生效

三、创建OpenStack 域、项目、用户和角色

查看用户

[root@controller ~]# openstack user list
+----------------------------------+-------+
| ID                               | Name  |
+----------------------------------+-------+
| 7bfe03eb6c65409884c547acb63c51f4 | admin |
+----------------------------------+-------+

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

[root@controller ~]# openstack project create --domain default --description "Service Project one1" service
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | Service Project one1             |
| domain_id   | default                          |
| enabled     | True                             |
| id          | a8cd760cc5e44866a899a0e837a51b88 |
| is_domain   | False                            |
| name        | service                          |
| options     | {}                               |
| parent_id   | default                          |
| tags        | []                               |
+-------------+----------------------------------+

创建角色 可使用openstack domain list 查询

[root@controller ~]# openstack role create user
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | None                             |
| domain_id   | None                             |
| id          | 8a716b9e8a50442ead469690a150590f |
| name        | user                             |
| options     | {}                               |
+-------------+----------------------------------+

查看openstack 角色列表

[root@controller ~]# openstack role list
+----------------------------------+--------+
| ID                               | Name   |
+----------------------------------+--------+
| 206e8a40806e497a90264cedb2519fbc | reader |
| 3c993ac1556f4a4da2b7b727ff12595f | admin  |   //admin为管理员
| 8a716b9e8a50442ead469690a150590f | user   |   //user：用户
| edff953f9c284e26aa0b10e7ef02e0cb | member |   //member为 租户
+----------------------------------+--------+

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@controller ~]# openstack token issue
+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| Field      | Value                                                                                                                                                                                   |
+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
| expires    | 2021-02-18T06:59:30+0000                                                                                                                                                                |
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+------------+-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

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。

Keystone结论

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）