一、cloud-init 工作原理
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
为了实现 instance 定制工作，cloud-init 会按 4 个阶段执行任务：
local
init
config
final
cloud-init 安装时会将这 4 个阶段执行的任务以服务的形式注册到系统中，比如在 systemd 的环境下，我们能够看到这4个阶段分别对应的服务：
local - cloud-init-local.service
init - cloud-init.service
config - cloud-config.service
final - cloud-final.service
local 阶段
作为 cloud-init 执行的第一个阶段，此时 instance 还不知道该如何配置网卡，cloud-init 的任务就是从 config drive 中获取配置信息，然后写入 /etc/network/interfaces 文件（如果是 centos 则写入 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-xxx）。
如果没有 config drive，则将所有网卡配置成 dhcp 模式。这是非常关键的一步，只有当网卡正确配置后，才能获取到 metadata。
关于 local 阶段下一节会通过实验详细分析。
init, config 和 final 阶段
正常情况下，在这三个阶段执行之前 instance 网络已经配置好了，并且已经成功获取到 metadata。cloud-init 的配置文件 /etc/cloud/cloud.cfg 定义了三个阶段分别要执行的任务，任务以 module 形式指定。
instance 真正的定制工作就是由这些 module 完成的。module 决定做哪些定制化工作，而 metadata 则决定最终定制化的结果。
举个例子，如果 cloud.cfg 中指定了set_hostname这个 module，则意味着 cloud-int 会设置 instance 的主机名，而具体设置成哪个主机名则由 metadata 中hostname参数决定。
有些 module 是有默认行为的，比如growpart，如果 metadata 中没有特别指定，它会自动扩展/分区。
二、 cloud-init 的典型应用（设置 hostanme，设置用户初始密码，安装软件）
设置 hostname
cloud-init 默认会将 instance 的名字设置为 hostname。但这样不太方便，有时希望能够将二者分开，可利用 cloud-init 的set_hostname模块实现。set_hostname它会查询 metadata 中 hostname 信息，默认值就是 instance 的名字。我们可以指定自己的 hostname，方法是将下面的内容传给 cloud-init：
#cloud-config
hostname: my1.cloudman.cc
manage_etc_hosts: true
说明如下：
cloud-init 只会读取以#cloud-config开头的数据，所以这一行一定要写对。
hostname: my1.cloudman.cc告诉 cloud-init 将 hostname 设置为 my1.cloudman.cc。
manage_etc_hosts: true告诉 cloud-init 更新 /etc/hosts 文件。
接下来的问题是：如何将这些信息传给 cloud-init？
有三几种方法：
① instance 部署时，直接将其粘贴到Customization Script输入框中。
② 将其保存为文件，instance 部署时上传（上图 ② 所示）。
③ 将其保存为文件，命令行nova boot或者openstack server create部署 instance 时，使用参数--user-data传入。
部署成功后，hostname 正确设置，/etc/hosts 也相应更新。
定制用户初始密码
官方的 cloud image 默认只能通过 ssh key 登录。我们可以利用set-passwords模块为用户设置密码并启用密码登录。需要传入的脚本如下：
#cloud-config
chpasswd:
list: |
root:123456
ubuntu:123456
expire: false
ssh_pwauth: true
说明如下：
root 和 ubuntu 用户密码设置为 123456。
ssh_pwauth启用密码登录。
instance 启动后 ssh 验证：
ubuntu 用户 ssh 密码登录成功，并且可通过密码切换到 root。
安装软件
标准镜像中不可能包含我们需要的所有软件，定制安装是不可避免的。一个办法是部署完后手动安装，另一个办法是通过package-update-upgrade-install模块让 cloud-init 自动为我们安装。
需要传入的脚本如下：
#cloud-config
apt:
primary:
- arches: [default]
search:
-http://1.2.3.4
- https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/ubuntu
search_dns: true
packages:
- pwgen
- pastebinit
- [libpython2.7, 2.7.3-0ubuntu3.1]
说明如下：
apt指定安装源的位置，这里为http://1.2.3.4。如果是 yum 源则用yum_repos模块指定，具体用法可参看官网文档。
packages指定需要安装的软件包，还可以指定具体版本。
instance 启动后可看到 /etc/apt/sources.list 中安装源已经更新为http://1.2.3.4。
由于http://1.2.3.4不是一个有效的 apt 源，安装肯定会失败，我们可以在 /var/log/cloud-init.log 看到失败的信息。
虽然失败了，但我们至少可以确定如下事情：
传入的脚本是有效的，cloud-init 确实在尝试安装指定的软件。
/var/log/cloud-init.log 会完整地记录 cloud-init 运行的所有细节，是 debug 最重要的工具。