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本書講述開棧（OpenStack）云計算、整體框架、安裝部署、代碼剖析及擴(kuò)展開發(fā)等內(nèi)容。以O(shè)penStack（Mitaka）為藍(lán)本，使用VMware模擬實際的物理平臺，利用案例搭建和學(xué)習(xí)OpenStack手工和自動化安裝、配置和維護(hù)云計算環(huán)境，詳細(xì)介紹了OpenStack的部署和運行，對OpenStack配置文件進(jìn)行修改定制，強(qiáng)調(diào)實踐操作，達(dá)到熟練運用OpenStack系統(tǒng)的目的。本書適合高職高專和應(yīng)用型本科學(xué)生學(xué)習(xí)，也可作為從事云計算領(lǐng)域工作相關(guān)技術(shù)人員的參考用書。

序言

云計算自2006年由Google首席執(zhí)行官Eric Schmidt正式提出，發(fā)展至今已逾10年。隨著互聯(lián)網(wǎng)時代計算日趨網(wǎng)絡(luò)化、泛在化和智能化，面對高性能、大數(shù)據(jù)、高可靠的信息處理需求，云計算基于分布式處理、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負(fù)載均衡等技術(shù)，按需、易擴(kuò)展的IT資源交付與服務(wù)模式已在金融、氣象、電子商務(wù)、政務(wù)、醫(yī)療、企業(yè)管理領(lǐng)域被廣泛采用。目前，亞馬遜、微軟、谷歌、百度、阿里巴巴、騰訊等網(wǎng)絡(luò)運營商均提供自己的公有云服務(wù)。云計算作為國家互聯(lián)網(wǎng) 戰(zhàn)略的核心基礎(chǔ)，必將呈現(xiàn)出巨大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展活力和人才需求。

國務(wù)院于2015年1月發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)云計算創(chuàng)新發(fā)展培育信息產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)的意見》指出：鼓勵普通高校、職業(yè)院校、科研院所與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)云計算相關(guān)人才，加強(qiáng)學(xué)校教育與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效銜接，為云計算產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供高水平智力支持。2015年10月，教育部將云計算技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)列入高職專業(yè)目錄。截至2017年，全國有109家高職院校開始招收云計算技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)學(xué)生。

云計算技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)課程體系涵蓋目前國內(nèi)云計算行業(yè)技能型崗位人才所需的基本知識與技能。本書通過借鑒云計算行業(yè)企業(yè)前沿技術(shù)與項目開發(fā)實踐，基于開源OpenStack架構(gòu)，著重于Linux Shell、OpenStack云計算基礎(chǔ)平臺技術(shù)、虛擬化技術(shù)、云計算網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云存儲技術(shù)、Web應(yīng)用開發(fā)、Android移動應(yīng)用開發(fā)、Hadoop大數(shù)據(jù)平臺與應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)中心運維等核心知識的介紹與實戰(zhàn)技能訓(xùn)練。該課程設(shè)計遵循任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向原則，突出技術(shù)應(yīng)用能力、工程實踐能力與職業(yè)競爭力的培養(yǎng)。滿足高職高專云計算技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)技能人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

本書主要由重慶電子工程職業(yè)學(xué)院教師和中國電子科技集團(tuán)公司南京第五十五研究所專家共同編寫。不僅可作為高職院校云計算相關(guān)專業(yè)的課程教材，也可作為云計算行業(yè)崗位人才培訓(xùn)教材或參考資料。我們相信，隨著云計算技術(shù)日漸成熟，與人工智能、大數(shù)據(jù)、VR技術(shù)的融合發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓展，云計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模將不斷擴(kuò)大，對各類人才尤其是技能型應(yīng)用人才的需求將持續(xù)增長。本系列教材的出版必將為云計算技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)起到積極的推動作用。

中國通信工業(yè)協(xié)會信息安全與云計算校企聯(lián)盟

全國云計算大數(shù)據(jù)職教集團(tuán)

前言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上流動的海量數(shù)據(jù)時刻需要處理，而傳統(tǒng)的技術(shù)已無法滿足當(dāng)前的需要。云計算作為新一輪的信息技術(shù)革命，使得大量的應(yīng)用運行在云端，許多企業(yè)、高校和政府部門也會根據(jù)實際需求建立自己的私有云。這些私有云可以在企業(yè)內(nèi)部根據(jù)不同的部門、不同的業(yè)務(wù)或不同的租戶來定制和分配所需的資源。虛擬化是云計算的底層技術(shù)和核心內(nèi)容，能夠有效地整合資源、降低能耗，并充分提高硬件的利用率，此外還能簡化管理，提高數(shù)據(jù)中心的容災(zāi)能力。由于這些顯著的優(yōu)勢，越來越多的企業(yè)使用虛擬化技術(shù)來搭建自己的私有云平臺。在眾多的虛擬化產(chǎn)品中，OpenStack開源、開放、免費的特點深深吸引著眾多企業(yè)，僅需投入很少的費用就能建設(shè)一套低成本、不受廠商技術(shù)綁定、不侵犯知識產(chǎn)權(quán)的虛擬化或私有云平臺，對于眾多企業(yè)充滿著無法抵御的誘惑。

本書重點介紹認(rèn)證服務(wù)Keystone、鏡像服務(wù)Glance、計算服務(wù)Nova、網(wǎng)絡(luò)部署服務(wù)Neutron、對象存儲服務(wù)Swift、塊存儲服務(wù)Cinder、編排服務(wù)Heat、云網(wǎng)絡(luò)和云主機(jī)的創(chuàng)建。對于學(xué)習(xí)者理解和搭建OpenStack或整個云計算體系有很大的幫助。第1章介紹云計算概念、發(fā)展歷史、云計算體系架構(gòu)和云計算平臺OpenStack，以及分享經(jīng)典云計算解決案例；第2章介紹虛擬化技術(shù)和分類，以及KVM的安裝、使用和虛擬機(jī)管理；第3章介紹Openstack環(huán)境的準(zhǔn)備和配置；第4章介紹認(rèn)證服務(wù)Keystone的概念及相關(guān)服務(wù)的安裝配置；第5章介紹鏡像服務(wù)Glance的相關(guān)服務(wù)的安裝配置和鏡像的制作；第6章介紹計算服務(wù)Nova的架構(gòu)及原理和各個節(jié)點的相關(guān)配置；第7章介紹網(wǎng)絡(luò)部署服務(wù)Neutron的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及各節(jié)點的相關(guān)配置；第8章介紹對象存儲服務(wù)Swift的概念及各節(jié)點配置，以及創(chuàng)建賬戶Ring、容器Ring和創(chuàng)建對象Ring；第9章介紹安裝和配置Web服務(wù)Dashboard；第10章介紹塊存儲服務(wù)Cinder的基本概念及各節(jié)點相關(guān)配置；第11章介紹編排服務(wù)Heat的基本概念、數(shù)據(jù)庫配置、創(chuàng)建服務(wù)憑證和API端點與配置Heat；第12章介紹云網(wǎng)絡(luò)和云主機(jī)的創(chuàng)建；第13章介紹OpenStack典型架構(gòu)實例。

為了使讀者在學(xué)習(xí)時能直觀地了解每個步驟的結(jié)果，本書對每個命令執(zhí)行完的界面（窗口）都進(jìn)行了完整的展示，故對展示的界面（窗口）沒有按章排序編號和給出圖題。

本書由重慶電子工程職業(yè)學(xué)院的李騰、武春嶺擔(dān)任主編，重慶電子工程職業(yè)學(xué)院路亞、馬巾凌和華云數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)有限公司于奎偉任副主編。南京第五十五所技術(shù)開發(fā)有限公司工程師參與了本書的案例設(shè)計和案例測試，在此表示衷心的感謝。重慶電子工程職業(yè)學(xué)院的盧興俊、陳易、蔣鵬、黃建明等學(xué)生在本書的編寫過程中一直參與案例測試和文字校對工作，在此也一并表示感謝。

為了方便教師教學(xué)，本書配有電子教學(xué)課件，請有此需要的教師登錄華信教育資源網(wǎng)（www.hxedu.com.cn）注冊后免費進(jìn)行下載，如有問題可在網(wǎng)站留言板留言或與電子工業(yè)出版社聯(lián)系（E-mail：hxedu@phei.com.cn）。

雖然我們精心組織，努力工作，但錯誤之處在所難免；同時由于編者水平有限，書中也存在諸多不足之處，懇請廣大讀者給予批評和指正，以便在今后的修訂中不斷改進(jìn)。

編 者

李騰，副教授，碩士，近幾年來，主編《計算機(jī)組裝與維護(hù)能力標(biāo)注實訓(xùn)教程》、《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》、《網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置與管理實訓(xùn)教程》等3部教材；主編《以"能力標(biāo)準(zhǔn)為核心的課程設(shè)計與"四環(huán)相扣教學(xué)模式研究》、《職業(yè)教育課程質(zhì)量保障體系及實踐研究》、《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)能力標(biāo)準(zhǔn)》等專著3部；主持全國教育規(guī)劃重點課題1項，主持省部級教改項目2項，主持全國一級學(xué)會項目1項；主持校級精品資源共享課程1項；獲重慶市級優(yōu)秀教育技術(shù)科研成果獎"一等獎1項（主持）；指導(dǎo)學(xué)生參加全國職業(yè)院校學(xué)生技能大賽獲"二等獎2次，"三等獎1次。

第1章 云計算概述（1）
1.1 云計算簡介（1）
1.1.1 云計算概念與特征（1）
1.1.2 云計算發(fā)展歷史（2）
1.1.3 云計算優(yōu)勢（3）
1.2 云計算體系架構(gòu)（4）
1.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS（5）
1.2.2 平臺即服務(wù)PaaS（5）
1.2.3 軟件即服務(wù)SaaS（6）
1.3 云計算平臺OpenStack介紹（6）
1.3.1 OpenStack簡介（7）
1.3.2 OpenStack體系結(jié)構(gòu)及服務(wù)組件（8）
1.4 經(jīng)典云計算解決案例（9）
1.4.1 沃爾瑪用OpenStack做到天天低價（10）
1.4.2 PayPal：8500臺服務(wù)器規(guī)模變身為最大金融OpenStack云（11）
1.4.3 聯(lián)想集團(tuán)基于OpenStack構(gòu)建私有云的轉(zhuǎn)型實踐（12）
課后習(xí)題（13）
第2章 虛擬化技術(shù)（14）
2.1 虛擬化技術(shù)簡介（14）
2.1.1 虛擬化介紹（14）
2.1.2 虛擬化分類（15）
2.1.3 云計算時代下的虛擬化技術(shù)（16）
2.1.4 KVM介紹（17）
2.2 安裝和使用（17）
2.2.1 環(huán)境準(zhǔn)備（18）
2.2.2 安裝KVM（19）
2.3 虛擬機(jī)管理（21）
2.3.1 創(chuàng)建虛擬機(jī)（21）
2.3.2 管理虛擬機(jī)（24）
課后習(xí)題（25）
第3章 OpenStack環(huán)境準(zhǔn)備（26）
3.1 OpenStack回顧（26）
3.2 準(zhǔn)備工作（28）
3.2.1 OpenStack部署環(huán)境（28）
3.2.2 安全配置（29）
3.2.3 網(wǎng)絡(luò)配置（31）
3.2.4 配置主機(jī)映射（33）
3.2.5 配置yum源（34）
3.2.6 安裝NTP服務(wù)（36）
3.2.7 安裝OpenStack包（38）
3.2.8 安裝并配置SQL數(shù)據(jù)庫（38）
3.2.9 安裝并配置消息服務(wù)器（41）
3.2.10 安裝Memcached（42）
課后習(xí)題（43）
第4章 認(rèn)證服務(wù)Keystone（44）
4.1 Keystone基本概念（44）
4.2 Keystone數(shù)據(jù)庫操作（45）
4.3 安裝并配置Keystone（45）
4.4 配置Apache服務(wù)（47）
4.5 創(chuàng)建Service和API Endpoints（48）
4.6 創(chuàng)建domain、project、user、role（49）
4.7 驗證Keystone服務(wù)（51）
課后習(xí)題（54）
第5章 鏡像服務(wù)Glance（55）
5.1 Glance基本概念（55）
5.2 數(shù)據(jù)庫配置（55）
5.3 創(chuàng)建服務(wù)憑證和API端點（56）
5.4 安裝并配置Glance（57）
5.5 驗證Glance服務(wù)（59）
5.6 制作CentOS 7鏡像（60）
課后習(xí)題（65）
第6章 計算服務(wù)Nova（66）
6.1 Nova架構(gòu)及原理（66）
6.2 安裝并配置控制節(jié)點（68）
6.2.1 數(shù)據(jù)庫配置（68）
6.2.2 創(chuàng)建服務(wù)憑證和API端點（69）
6.2.3 安裝并配置Nova組件（70）
6.3 安裝并配置計算節(jié)點（72）
6.3.1 安裝并配置Nova組件（72）
6.3.2 檢查主機(jī)是否支持虛擬機(jī)硬件加速（73）
6.4 驗證Nova服務(wù)（74）
課后習(xí)題（74）
第7章 網(wǎng)絡(luò)部署服務(wù)Neutron（75）
7.1 Neutron基礎(chǔ)概念（75）
7.2 安裝并配置控制節(jié)點（76）
7.2.1 數(shù)據(jù)庫配置（76）
7.2.2 創(chuàng)建服務(wù)憑證和API端點（76）
7.2.3 安裝并配置Neutron組件（78）
7.3 安裝并配置計算節(jié)點（82）
7.4 驗證Neutron服務(wù)（83）
課后習(xí)題（85）
第8章 對象存儲服務(wù)Swift（86）
8.1 Swift基本概念（86）
8.2 控制節(jié)點環(huán)境配置（86）
8.3 控制節(jié)點安裝并配置Swift（88）
8.4 存儲節(jié)點安裝并配置Swift（89）
8.4.1 環(huán)境準(zhǔn)備（90）
8.4.2 安裝并配置（91）
8.5 創(chuàng)建并分發(fā)Ring（93）
8.5.1 創(chuàng)建賬戶Ring（93）
8.5.2 創(chuàng)建容器Ring（94）
8.5.3 創(chuàng)建對象Ring（95）
8.5.4 完成安裝（96）
8.6 校驗安裝（98）
課后習(xí)題（99）
第9章 Web服務(wù)Dashboard（100）
9.1 Dashboard基本概念（100）
9.2 安裝并配置Dashboard（100）
9.3 驗證Dashboard服務(wù)（101）
課后習(xí)題（103）
第10章 塊存儲服務(wù)Cinder（104）
10.1 Cinder基本概念（104）
10.2 安裝并配置控制節(jié)點（105）
10.2.1 數(shù)據(jù)庫配置（105）
10.2.2 創(chuàng)建服務(wù)憑證和API端點（105）
10.2.3 安裝并配置Cinder組件（108）
10.3 安裝并配置存儲節(jié)點（110）
10.3.1 安裝工具包（110）
10.3.2 安裝并配置組件（111）
10.4 驗證Cinder服務(wù)（112）
課后習(xí)題（112）
第11章 編配服務(wù)Heat（114）
11.1 Heat基本概念（114）
11.2 數(shù)據(jù)庫配置（115）
11.3 創(chuàng)建服務(wù)憑證和API端點（115）
11.4 安裝并配置Heat（118）
11.5 驗證Heat（120）
課后習(xí)題（120）
第12章 運行云主機(jī)（121）
12.1 創(chuàng)建云網(wǎng)絡(luò)（121）
12.1.1 Provider Network（121）
12.1.2 Self-service Network（122）
12.1.3 驗證網(wǎng)絡(luò)（124）
12.2 創(chuàng)建云主機(jī)（125）
12.2.1 設(shè)置密鑰對（125）
12.2.2 添加安全規(guī)則（125）
12.2.3 創(chuàng)建云主機(jī)（126）
課后習(xí)題（128）
第13章 OpenStack典型架構(gòu)實現(xiàn)（129）
13.1 OpenStack架構(gòu)及規(guī)劃（129）
13.2 環(huán)境準(zhǔn)備（130）
13.3 Ceph集群部署及配置（132）
13.3.1 Ceph的相關(guān)知識（132）
13.3.2 Ceph目標(biāo)（132）
13.3.3 Ceph架構(gòu)（133）
13.3.4 Ceph組件（134）
13.3.5 Ceph的地位和未來（136）
13.3.6 Ceph的搭建（136）
13.4 OpenStack搭建（138）
13.4.1 安裝數(shù)據(jù)庫（138）
13.4.2 安裝消息隊列服務(wù)（138）
13.4.3 安裝Memcached服務(wù)（139）
13.4.4 安裝認(rèn)證服務(wù)（139）
13.4.5 安裝鏡像服務(wù)（141）
13.4.6 在控制節(jié)點安裝Cinder服務(wù)（144）
13.4.7 安裝計算服務(wù)（147）
13.4.8 在控制節(jié)點安裝Neutron相關(guān)服務(wù)（152）

13.4.9 在計算節(jié)點安裝Neutron相關(guān)服務(wù)（157）
13.4.10 安裝Dashboard（161）
13.5 OpenStack運維案例（162）
課后習(xí)題參考答案（165）