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1、电 物 联 电 企 业 云 原 应 实 践 2020.10 录 内 容 提 要 编 委 会 编 写 组 前 1 云 原 具 1.1 云 原 的 介 绍 1.2 云 原 的 应 架 构 1.2.1 云 三 层 架 构 1.2.2 敏 捷 基 础 设 施 1.2.3 持 续 交 付 1.2.4 DevOps1.2.5 微 服 务 1.3 具 链 1.3.1 Gitlab1.3.1.1 Gitlab 的 由 来 1.3.1.2 Gitlab 的 标 1.3.1.3 Gitlab 的 特 点 1.3.2 Jenkins1.3.2.1 Jenkins 的 由 来 1.3.2.2 Jenkins 的 标
2、1.3.2.3 Jenkins 的 特 点 1.3.3 Helm1.3.3.1 Helm 的 由 来 1.3.3.2 Helm 的 标 1.3.3.3 Helm 的 特 点 2 OpenStack 架 构 和 原 理 2.1 背 景 介 绍 2.2 架 构 模 型 及 原 理 2.2.1 计 算 管 理（Nova）2.2.2 存 储 管 理（Cinder）2.2.3 络 管 理 模 块（Neutron）2.2.4 镜 像 仓 库 模 块（Glance）3 Kubernetes 架 构 和 原 理 3.1 背 景 介 绍 3.2 架 构 模 型 及 原 理 3.3 资 源 对 象 3.3.1 容
3、 器 组（pod）3.3.1.1 pod的 定 义 3.3.1.2 pod的 命 周 期 3.3.2 服 务（Service 服 务）3.3.2.1 ClusterIp 模 式 3.3.2.2 NodePort 模 式 3.3.2.3 LoadBalancer 模 式 3.3.3 部 署（Deployment）3.3.4 命 名 空 间（Namespace）3.3.5 标 签（Label）3.3.6 任 务 作（DeamonSet）4 企 业 级 云 架 构 部 署4.1 架 构 综 述 4.1.1 云 平 台 规 划 4.1.2 云 平 台 需 求 4.1.3 应 全 命 周 期 管 理 需
4、 求 4.1.4 服 务 持 需 求 管 理 4.2 OpenStack 平 台 部 署 4.2.1 部 署 架 构 设 计 1.节 点 参 数 2.部 署 架 构 4.2.2 节 点 基 础 环 境 准 备 4.2.3 为 Ceph 硬 盘 打 标 签 1.为 计 算 节 点 空 硬 盘 打 ceph 标 签 2.为 Ceph_rgw 创 建 池 4.2.4 Ansible 和 Kolla-Ansible 的 安装以及配置 4.2.5 进 部 署 安 装 4.2.6 OpenStack 故 障 节 点 删 除 与扩容 4.2.7 升 级 OpenStack4.2.8 HA 故 障 恢 复4.
5、3 Kubernetes 平 台 部 署 4.3.1 平 台 部 署 概 述 4.3.1.1 安 装 法 简 介 4.3.1.2 系 统 规 划 4.3.2 环 境 部 署 准 备 4.3.2.1 仓 库 源 配 置 4.3.2.2 上 传 组 件 镜 像 4.3.2.3 上 传 依 赖 包 4.3.2.4 pip 具 安 装 4.3.2.5 Ansible 具 安 装 4.3.2.6 配 置 ssh 密 钥 4.3.3 环 境 部 署 4.3.3.1 部 署 脚 本 注 解 4.3.3.2 部 署 步 骤 详 解 4.3.3.3 管 理 界 查 看 4.3.4 环 境 扩 容 4.3.4.1
6、 扩 容 脚 本 注 解 4.3.4.2 扩 容 步 骤 详 解4.3.5 环 境 升 级 4.3.5.1 安 装 升 级 所 需 组 件 4.3.5.2 准 备 升 级 所 需 镜 像 组 件 4.3.5.3 升 级 脚 本 注 解 4.3.5.4 升 级 步 骤 详 解 4.3.6 灾 备 与 恢 复 4.3.6.1 Etcd 数 据 备 份 及 恢 复 4.3.6.2 Master 节 点 备 份 及 恢 复 4.3.7 灾 备 恢 复 演 4.3.7.1 单 控 制 节 点 灾 备 恢 复 4.3.7.2 三 控 制 节 点 灾 备 恢 复 5 企 业 级 云 平 台 运 维 5.1
7、平 台 运 维 5.1.1 虚 拟 化 平 台 运 维 1.虚 拟 化 平 台 健 康 检 查 2.运 维 管 理 常 具 3.控 制 台 配 置 及 操 作5.1.2 容 器 化 平 台 运 维 5.1.2.1 集 群 管 理 5.1.2.2 资 源 调 配 5.1.2.3 容 器 的 调 度 5.1.2.4 志 系 统 5.1.3 分 布 式 存 储 运 维 1.块 存 储 的 使 2.rbd 的 恢 复 3.ISCSI 块 的 删 除 4.ISCSI 客 端 配 置 5.iSCSI 客 端 设 置 多 路 径 5.2 服 务 运 维 5.2.1 虚 拟 化 服 务 运 维 5.2.1.1
8、 虚 拟 化 服 务 特 征 5.2.1.2 虚 拟 化 服 务 迁 移 5.2.1.3 虚 拟 化 服 务 伸 缩 5.2.1.4 虚 拟 化 服 务 恢 复 5.2.2 容 器 化 服 务 运 维5.2.2.1 容 器 化 服 务 特 征 5.2.2.2 容 器 化 服 务 迁 移 5.2.2.3 容 器 化 服 务 发 布 5.2.2.4 容 器 化 服 务 伸 缩 5.2.2.5 容 器 化 服 务 愈 5.3 辅 助 具 运 维 5.3.1 监 控 5.3.1.1 云 监 控 系 统 架 构 5.3.1.2 云 监 控 部 署 架 构 5.3.1.3 云 监 控 实 化 1.监 控
9、可 视 化 2.K8s 监 控 3.实 时 告 警 4.告 警 通 知 5.3.2 志 5.3.3 跟 踪 5.4 动 化 运 维 具 建 设 5.4.1 动 化 运 维 平 台 系 统 架 构 5.4.1.1 技 术 架 构 说 明5.4.1.2 视 图 层 5.4.1.3 控 制 层 5.4.1.4 业 务 逻 辑 层 5.4.1.5 数 据 服 务 层 5.4.1.6 技 术 实 现 架 构 5.4.1.7 系 统 拓 扑 架 构 5.4.2 运 维 具 功 能 5.4.2.1 整 体 功 能 架 构 介 绍 5.4.2.2 应 功 能 介 绍 1.统 云 管 理 平 台 2.监 控 告
10、 警 3.动 巡 检 4.动 化 部 署 5.志 采 集 6.作 业 管 理 7.备 份 动 化 5.5 运 维 团 队 建 设 5.5.1 运 维 职 责 1.运 管 理2.对 外 服 务 5.5.2 运 维 内 容 5.5.2.1 云 平 台 常 维 护 5.5.2.2 云 平 台 配 置 管 理 5.5.2.3 云 平 台 版 本 升 级 5.5.2.4 云 平 台 监 控 管 理 5.5.2.5 云 平 台 故 障 处 置 5.5.2.6 云 平 台 应 上 云 5.5.3 IT 运 维 要 求 5.5.3.1 打 造 有 效 的 运 维 监 控 具 5.5.3.2 规 范 保 障 安
11、 全 维 护 能 5.5.3.3 着 提 升 动 化 及 智 能 化平 6 云 平 台 安 全 6.1 云 平 台 安 全 险 6.2 云 平 台 防 护 案 6.2.1 代 理 案 6.2.2 代 理 案6.2.3 代 理 引 流 案 6.2.4 络 引 流 案 6.3 云 朵 案 6.3.1 云 朵 案 的 设 计 思 路 6.3.1.1 云 朵 间 的 边 界 安 全 6.3.1.2 云 内 业 务 应 安 全 6.3.2 云 安 全 展 望 7 云 平 台 测 试 7.1 组 件 功 能 测 试 7.1.1 测 试 简 介 7.1.2 测 试 范 围 与 的 7.1.3 测 试 环 境
12、 与 配 置 7.1.4 测 试 案 7.1.5 测 试 具 7.2 组 件 性 能 测 试 7.2.1 性 能 测 试 介 绍 7.2.2 性 能 测 试 范 围 的7.2.3 性 能 测 试 环 境 与 配 置 7.2.4 测 试 案 7.2.5 测 试 具 7.3 平 台 络 测 试 7.3.1 测 试 简 介 7.3.2 测 试 范 围 的 7.3.3 测 试 案 1.络 速 率 测 试 2.络 质 量 测 试 7.3.4 测 试 具 7.4 平 台 存 储 测 试 7.4.1 测 试 简 介 7.4.2 测 试 范 围 与 的 1.PG 数 2.资 源 使 情 况 3.OSD 读 写
13、 速 度 7.4.3 测 试 环 境 与 配 置 7.4.4 测 试 案1.PG 数 2.资 源 使 情 况 3.OSD 读 写 速 度 7.4.5 测 试 具 7.5 平 台 可 测 试 7.5.1 测 试 简 介 7.5.2 测 试 范 围 与 的 7.5.3 测 试 案 1.可 测 试 2.稳 定 性 测 试 7.5.4 测 试 具 8 平 台 故 障 实 例 分 析 8.1 OpenStack 平 台 故 障 实 例 分 析 8.1.1 故 障 现 象：OpenStack 平 台 ceph 池报 ERR 错误 8.1.2 故 障 现 象：OpenStack 平 台 ceph 池报警 8
14、.1.3 故 障 现 象：OpenStack 平 台 物 理 节 点 出 现 正 常 关 机8.1.4 故 障 现 象：OpenStack 平 台 虚 拟 机 迁 移 失 败 后，运 状 态 会 出 现 错 误 状 态 8.1.5 故 障 现 象：Instance failed to spawn8.1.6 故 障 现 象：nova-compute 报 错 8.2 Kubernetes 平 台 故 障 实 例 分析 8.2.1 故 障 现 象：pod状 态 直 为 Pending8.2.2 故 障 现 象：pod创 建 后 不 断 重启 8.2.3 故 障 现 象：Calico 跨 段 pod之
15、间络不通 8.2.4 故 障 现 象：节 点 磁 盘 空 间不够，导致 pod启动失败 8.2.5 故 障 现 象：Kubernetes Service 法访问或不可 8.2.6 故 障 现 象：kube-proxy 被 驱 逐，导致服务法访问 8.2.7 故 障 现 象：更 换 master 节点失败 9 云 平 台 展 望 9.1 云 平 台 PaaS 层 应 9.2 云 平 台 在 物 联 建 设 中 的 应 9.3 基 于 云 计 算 平 台 的 数 据 框架 参 考 献1 云 原 具 云 原（Cloud Native）概 念 是 随 着 Docker、Kubernetes 等 容 器
16、 技 术 的 发 展 产 2015 年 云 原 基 会（Cloud Native ComputingFoundation，CNCF）的 成，云 原 被 认 为 让 应 更 有 弹 性、容 错 性、观 测 性 的 基 础 技 术，让 应 更 容 易 部 署、管 理 的 基 础 软 件、让 应 更 容 易 编 写、编 排 的 运 框架等。国 江 苏 省 电 有 限 公 司 信 息 通 信 分 公 司 根 据 云 原 的 应 架 构，结 合 的 基 础 设 施 建 设 情 况，将 传 统 运 在 物 理 集 群 的 应 部 署 Kuberenetes 国 云 平 台。本 章 先 介 绍 云 原 的
17、相 关 概 念 和 具。1.1 云 原 的 介 绍 云 原 的 概 念 由 Pivotal 公 司 的 Matt Stine 于 2013 年 次 提 出，后 直 延 续 今。这 个 概 念 是 Matt Stine 根 据 其 多 年 的 架 构 和 咨 询 经 验 总 结 出 来 的 个 思 想 集 合，并 得 到 了 社 区 的 不 断 完 善，包 括 DevOps、持 续 付、微 服 务、敏 捷 基 础 设 施 等 12 个 要 素，不 但 包 含 根 据 业 务 能 对 公 司 进 化、组 织 架 构 的 重 组，也 包 括 法 论 与 原 则、具 体 的 操 作 具。通 过 使 云
18、 原 技 术 和 系 列 管 理 法，能 够 更 好 地 把 业 务 迁 移 云 平 台，进 可 以 享 受 云 带 来 的 效 和 持 续 服 务 能。前 公 认 云 原 主 要 内 容 如 图 1-1 所。图 1-1 云 原 的 内 容 借 助 云 服 务 能 实 现 更 优 雅 的 设 计，如 弹 性 资 源 的 需 求、跨 机 房 的 可、11 个 9（99.999 999 999%）的 数 据 可 靠 性 等 特 性，这 些 基 本 是 云 计 算 服 务 本 就 能 提 供 的 能，开 发 者 直 接 选 择 对 应 的 服 务 即 可，般 不 需 要 过 多 考 虑 本 机 房
19、的 问 题。如 果 架 构 设 计 本 能 持 多 云 的 设 计，可 性 会 进 步 提，如 Netfix 能 处 理 在 AWS 的 某 个 机 房 法 正 常 作 的 情 况，还 能 为 提 供 服 务，这 就 是 云 带 来 的 魔。当 然，云 服 务 架 构 设 计 对 技 术 员 的 要 求 也 很。除 了 对 场 景 的 考 虑 外，对 隔 离 故 障、容 错、动恢复等功能需求会考虑更多。1.2 云 原 的 应 架 构 1.2.1 云 三 层 架 构 基 础 设 施 即 服 务（Infrastructure as a Service，IaaS）、平 台 即 服 务（Platfor
20、m as a Service，PaaS）、软 件 即 服 务（Software as a Service，SaaS）是 云 服 务 提 供 的 三 种 层 次，最 基 础 的 是 IaaS，中 间 为 PaaS，最 后 直 观 呈 现 出 来 的 是 SaaS。IaaS 层 包 含 服 务 器、存 储、络 等 硬 件 设 备。可 以 在 任 何 时 候 利 这 些 硬 件 来 运 应，节 省 维 护 成 本 和 办 公 场 地。前 较 知 名 的 IaaS 公 司 有 亚 逊、GoGrid、IBM 等。PaaS 为 应 开 发 提 供 软 件 平 台 环 境，例 如 中 间 件、数 据 库、商
21、 业 智 能 和 开 发 具 等。PaaS 公 司 与 IaaS 公 司 有 许 多 重 叠，除 了 上 列 出 的，还 有 Google、Microsoft Azure、F、Heroku、Engine Yard等。SaaS 是 前 普 通 接 触 最 多 的 层，络 上 任 意 个 远 程 服 务 器 上 的 应 都 属 于 SaaS。如 阿 的 钉 钉、JIBUU 以 及 苹 果 的 iCloud都 属 于 这 类。1.2.2 敏 捷 基 础 设 施 正 如 通 过 业 务 代 码 能 够 实 现 产 品 需 求，通 过 版 本 化 的 管 理 能 够 保 证 业 务 的 快 速 变 更，
22、在 基 于 云 计 算 的 新 开 发 模 式 下，运 维 员 可 以 更 频 繁 地 构 建 更 强、可 控 和 更 稳 定 的 基 础 设 施，开 发 员 可 以 随 时 拉 取 套 基 础 设 施 来 服 务 于 开 发、测 试、联 调 和 灰 度 上 线 等 需 求。技 术 员 部 署 服 务 器、管 理 服 务 器 模 板、更 新 服 务 器 和 定 义 基 础 设 施 的 模 式 都 是 通 过 代 码 来 完 成 的，并 且 是 动 化 的，不 能 通 过 动 安 装 或 克 隆 的 式 来 管 理 服 务 器 资 源。运 维 员 和 开 发 员 起 以 资 源 配 置 的 应
23、代 码 为 中。基 础 设 施 通 过 代 码 来 进 更 改、测 试，在 每 次 变 更 后，执 测 试 的 动 化 流 程，确保能维护稳定的基础设施服务。1.2.3 持 续 交 付 为 了 满 业 务 需 求 频 繁 变 动 和 快 速 迭 代，软 件 产 品 要 拥 有 能 随 时 能 发 布 的 能，这 也 是 持 续 付 的 开 发 实 践 法。它 可 分 为 持 续 集 成、持 续 部 署、持 续 发 布 等 阶 段，来 保 证 从 需 求 提 出 到 设 计 开 发 和 测 试，再 到 代 码 快 速、安 全 部 署 到 产 品 环 境 中。持 续 集 成 是 指 每 当 开 发
24、 员 提 交 次 变 动，就 刻 进 构 建、动 化 测 试，确 保 业 务 应 和 服 务 能 符 合 预 期，从 可 以 确 定 新 代 码 和 原 有 代 码 能 否 正 确 地 集 成 在 起。持 续 交 付 是 软 件 发 布 能，是 在 持 续 集 成 完 成 之 后，达 到 能 够 将 系 统 发 布 到 产 环 境 的 条 件。持 续 部 署 是 指 使 完 全 的 动 化 过 程 来 把 每 个 变 更 动 提 交 到 测 试 环 境，然 后 将 应 安 全 部 署 到 产 品 环 境，打 通 开 发、测 试、产 的 各 个 环 节，动 持 续、增 量 地 交 付 产 品，也
25、 是 量 产 品 追 求 的 最 终 的。当 然，在 实 际 运 过 程 中，有 些 产 品 会 增 加 灰 度 发 布 等 环 境。总 之，它 更 多 是 代 表 种 软 件 交 付 的 能。1.2.4 D e v O p sDevOps 如 果 从 字 上 来 理 解 只 是 Dev（开 发 员）+Ops（运 维 员），实 际 上 它 是 组 过 程、法 与 系 统 的 统 称，其 概 念 从 2009 年 次 提 出 发 展 到 现 在，内 容 常 丰 富，有 理 论 也 有 实 践，包 括 组 织 化、动 化、精 益、反 馈 和 分 享 等 不 同：组 织 架 构、企 业 化 与 理
26、念 等，需 要 上 下 设 计，于 促 进 开 发 部、运 维 部 和 质 量 保 障 部 之 间 的 沟 通、协 作 与 整 合，简 单 组 织 形 式 类 似 于 系 统 分 层 设 计；动 是 指 所 有 的 操 作 都 不 需 要 参 与，全 部 依 赖 系 统 动 完 成，如 上 述 的 持 续 交 付 过 程 必 须 动 化 才 有 可 能 完 成 快 速 迭 代；DevOps 的 起 因 是 IT 业 渐 渐 意 识 到，如 果 要 准 时 交 付 软 件 产 品 或 者 服 务，开 发 部、运 维 部 必 须 紧 密 合 作。总 之，DevOps 提 倡 的 是 效 组 织 团
27、 队 之 间 的 合 作，通 过 动 化 软 件 协 作，完 成 软 件 的 命 周 期 管 理，的 是 迅 速 频 繁 地 交 付应软件。1.2.5 微 服 务随 着 企 业 的 发 展，传 统 业 务 架 构 临 着 很 多 问 题：单 体 架 构 在 需 求 越 来 越 多 时 法 满 其 变 更 要 求，因 此 开 发 员 对 量 代 码 进 变 更 会 越 来 越 困 难，同 时 也 法 很 好 地 评 估 险，造 成 迭 代 速 度 慢；系 统 经 常 会 因 为 某 处 业 务 的 瓶 颈 导 致 整 个 业 务 瘫 痪，架 构 法 扩 展，桶 效 应 严 重，法 满 业 务 的
28、 可 性 要 求；整 体 效 率 低 下，法 很 好 地 利 资 源，存 在 量 的 浪 费。因 此，架 构 迫 切 需 要 进 改 变。随 着 量 开 源 技 术 的 成 熟 和 云 计 算 的 发 展，服 务 化 的 改 造 应 运，微 服 务 架 构 设 计 格 随 之 涌 现，最 有 代 表 性 的 是 Netfix 公 司。它 是 国 外 最 早 基 于 云 进 服 务 化 架 构 改 造 的 公 司，2008 年 因 为 全 站 瘫 痪 被 迫 停 业 3天 后，通 过 改 造 实 现了从单体架构到微服务全球化的变迁，满 了 业 务 的 千 倍 增，并 产了系列的最佳实践。随 着
29、微 服 务 化 架 构 的 优 势 展 现 和 快 速 发 展，2013 年，MartinFlower 对 微 服 务 概 念 进 了 较 系 统 的 理 论 阐 述，总 结 了 相 关 的 技 术 特 征。微 服 务 是 种 架 构 格，也 是 种 服 务；微 服 务 的 颗 粒 较，个 型 复 杂 软 件 应 由 多 个 微 服 务 组 成，如 Netfix 前 由 500多 个 的 微 服 务 组 成；它 采 Unix 设 计 哲 学，单 个 微 服 务 只 做 件 事，是 完 全 解 耦 并 且 可 以 被 独 开发和部署的服务。由 微 服 务 的 定 义 分 析 可 知，个 微 服
30、务 基 本 是 个 能 独 发 布 的 应 服 务，因 此 可 以 作 为 独 组 件 升 级、灰 度 或 复 等，对 整 个 应 的 影 响 较。每 个 服 务 可 以 由 专 的 组 织 来 单 独 完 成，依 赖 只 要 定 好 输 和 输 出 即 可 完 成 开 发，甚 整 个 团 队 的 组 织 架 构 也 会 更 精 简，因 此 沟 通 成 本 低、效 率。根 据 业 务 需 求，不 同 的 服 务 可 以 根 据 业 务 特 性 进 不 同 的 技 术 选 型，不 管 是 计 算 密 集 型 还 是 I/O 密 集 型 应 都 可 以 依 赖 不 同 的 语 编 程 模 型 或
31、者 运 软 件，各 团 队 可 以 根 据 本 的 特 独 运 作。微 服 务 架 构 确 实 有 很 多 优 势，但 它 的 引 也 是 有 成 本 的，会 带 来 更 多 技 术 挑 战，如 性 能 延 迟、分 布 式 事 务、集 成 测 试、故 障 诊 断 等，企 业 需 要 根 据 业 务 不 同 阶段进合理引。1.3 具 链 具 链 是 通 过 系 列 软 件 组 件 构 建 成 套 完 整 的 串 流 线，如 通 过 Gitlab 进 本、程 序 包 的 存 储，Jenkins 执 配 置 流 程，使 Git、DockerBuild、SSH 等 具进相互配合，最后通过 Helm 模
32、板引擎 部 署 系 统，形 成 套 完 整 的 部署流程具链。1.3.1 G i t l a bGitlab 是 个 代 码 仓 库 管 理 系 统 的 开 源 项，它 与 Github 功 能 相 似，可 以 查 看 源 代 码，维 护 缺陷、注释，能够管理团队对 Gitlab 仓库的 使，能 够 浏 览 提 交 过 的 版 本 并 提 供 个 件 历 史 库。团 队 成 员 可 以 通 过 Gitlab 进 交 流。它 还 提 供 代 码 段 收 集 功 能，能 够 实 现 代 码 复。Git 是 个 分 布 式 版 本 控 制 系 统，是 来 追 踪 计 算 机 件 变 化 的 具，也
33、是 个 供 多 使 的 协同具，被来从 Gitlab 下拉、推送和合 并 程 序 代 码。简 单 来 说，就 是 多 起 完 成 项 任 务，但 是 他 们 之 间 要 互 相 交 换 修 改，查 看 的 历 史 版 本 等，这 些 需 要 版 本 控 制 系 统 助 其 实 现。由 于 Git 是 个 分 布 式 件 控 制 系 统，所 以 般 采 个 服 务 器 便 家 交 换 修 改。每 个 本 地 都 有 个 版 本 库，保 存 的 历 史 版 本，每 个 可 以 把 各 修 改 的 内 容 提 交 到 服 务 器，其 他 就 可 以 获 取 到 修 改 内 容。因 此，Git 的 版
34、 本 库（Repository）对 于 每 个 来 说 有 两 个，个 是 远 程 的，个 是本地的。1.3.1.1 G i t l a b 的 由 来 Git 的 诞 源 于 开 发 员 对 传 统 集 中 式 版 本 控 制 系 统 升 级 发 展，Git 是 分 布 式 的，传 统 的 版 本 控 制 系 统（如 SVN）是 集 中 式 的。分 布 式 带 来 的 好 处 是 开 发 员 可 以 离 线 进 版 本 管 理。每 个 客 端 计 算 机 上 都 有 本 地 仓 库，离 线 状 态 下 也 可 以 提 交，可 以 查 看 历 史 版 本 记 录，进 创 建 项 分 等 操 作
35、，互 联 连 接 之 后，再 Push 到 Server端。Git 内 容 存 储 使 的 是 哈 希 算 法，完 整 性 要 好 于 SVN，在 遇 到 磁 盘 故 障 和 络 问 题 时，对 版 本 库的破坏性很多。GitLab 和 GitHub 样 属 于 第 三 基 于 Git 开 发 的 作 品，免 费 且 开 源，基 于 MIT 协 议，与 Github 类 似，可 以 注 册，任 意 提 交 代 码，添 加 SSHKey 等。不 同 的 是，GitLab 可 以 部 署 到 的 服 务 器 上，适 合 团 队 内 部 协 作 开 发。简 单 来 说可以把 GitLab 看作个版的
36、 GitHub。1.3.1.2 G i t l a b 的 标 Gitlab 是 Git 服 务 端 的 集 成 管 理 平 台，提供的服务包括：（1）代 码 托 管 服 务。（2）访 问 权 限 控 制。（3）问 题 跟 踪，Bug 记 录、跟 踪和讨论。（4）管 理 项 说 明 和 档。（5）代 码 审 查，可 以 查 看、评论代码。1.3.1.3 G i t l a b 的 特 点 Gitlab 是 版 本 管 理、代 码 审 核、任务管理、项管理、持续集成五 合 的 平 台。它 主 要 yml 类 型 件 来 配 置，其 优 点 是：缓 存，缓 存 是 通 过 键 值 来 提 取 的，
37、可 以 使 系 统 变 量 来 配 置 是 某 个 分 缓 存 还 是 某 个 提 交 缓 存，避 免 每 次 都 要 进 重 复 性 劳 动，同 时 避 免 缓 存 过 期；使 标 签（label），label 常 好，如 果 每 个 对 的 任 务 个 简 洁 易 懂 的 label 描 述，团 队 其 他 就 能 清 楚 地 了 解 这 是 件 什 么 事，它 进 到 哪 步 了；配 置 提 交 格 式，Gitlab 对 commitmessage 是 可 以 配 置 格 式 的，统 的 格 式 可 以 减 少 复 杂 度，增 强 可 理 解 性；在 个 job 做 尽 可 能 多 的
38、事 情，每 个 job 都 需 要 准 备 时 间，可 能 还 要 保 存 缓 存 和 提 取缓存，如果 job 少了，花费时间就少了。1.3.2 J e n k i n s组 件 Jenkins 是 个 可 扩 展 的 持 续 集 成 引 擎，主 要 来 持 续 构 建 系 统，测 试 软 件 系 统。Jenkins 的 特 性 有：（1）易 安 装，只 要 把 Jenkins 部 署 包 到 Web 容 器，可 以 选 择 使 数 据 库，也 可 以 不 使 数 据 库，便灵活。（2）易 配 置，所 有 配 置 都 是 通过 Web 界实现。（3）多 节 点 集 群 部 署，可 以 并持续
39、构建、单元测试等。（4）Jenkins 可 以 查 看 构 建 历 史，查看每次构建的应程序包。（5）持 扩 展 插 件，可 以 开 发定义插件。1.3.2.1 J e n k i n s 的 由 来 前 持 续 集 成 已 成 为 许 多 软 件 开 发 团 队 在 整 个 软 件 开 发 命 周 期 内 于 保 证 代 码 质 量 的 正 常 做 法，它 主 要 来 稳 固 软 件 的 构 建 过 程，且 能 够 帮 助 开 发 团 队 应 对 如下挑战：（1）应 组 件 动 化 构 建。通过配置，持续集成 Jenkins 系统会根 据 配 置 模 板 制 定 的 执 计 划 构建系统。（
40、2）动 化 测 试 构 建 检 查。开发员会根据代码的不断更新，结 合 Jenkins 的 配 置，每 次 修 改 代 码 都 可 以 持 续 构 建 系 统，开 发 员 不 需 要 时 间 等 待 构 建 时 间，节 约时间。（3）实 现 动 化 测 试。配 置 单元测试或者测试规则，点击构建测 试，将 测 试 结 果 推 送 给 配 置 管理员。（4）实 现 管 道 流 线 的 动 化过程。当代码从代码仓库中拉下来 后，通 过 maven、ant 等 编 译 具 构 建 系 统，成 应 包，构 建 软 件 并 集 成 部 署 插 件，部 署 系 统，完成整个流线的动化。1.3.2.2 J
41、e n k i n s 的 标Jenkins 的 主 要 标 是 管 理 软 件 的 持 续 构 建 部 署 流 程，节 约 开 发 员 的 时 间，提 开 发 员 的 效率，保证业务系统。持 续 集 成 系 统 能 够 通 过 不 断 地 构 建 系 统 软 件，效 迅 速 反 应 结 果，并 且 通 过 插 件 机 制，能 够 很 便 地 集 成 各 种 插 件，如 SSH 部 署 插 件、动 化 测 试 插 件、Docker 插 件，可 扩 展 性 常 强，适 合 配 置 不 同 的 构 建 情 况，提 了 开 发员、运维员的产效率。1.3.2.3 J e n k i n s 的 特 点
42、（1）Jenkins 配 置 简 单，所 有 的 配 置 都 是 在 Web 界 上 完 成 的。Jenkins 也 可 以 通 过 修 改 XML 进 配 置，配 置 的 参 数 或 者 变 量 作 为 全 局 变 量 供 所 有 任 务 使。（2）Jenkins 持 Maven 类 型 的 模 块（Module），能 够 识 别 模 块，每 个 模 块 可 以 配 置 成 个 job，相当灵活。（3）Jenkins 能 够 聚 合 测 试 报 告，结果很清晰。（4）Jenkins 的 每 次 构 建 结 果 能 够 统动管理，不需要任何配置 就 可 以 便 浏 览 和 下 载。1.3.3
43、H e l mHelm 是 类 似 于 CentOS 的 YUM 包 管 理、Ubuntu 的 APT 包 管 理 具，来 管 理 Kubernetes 上 应 部 署 的 脚 本。它 能 够 把 创 建 个 应 所 需 的 所 有 Kubernetes API 对 象 声 明 件 组 合 并 打 包 在 起，并 提 供 仓 库 的 机 制 便 于 分 发 共 享。持 模 板 变 量 替 换，还 具 有 版 本 的 概 念，使 之 能 够 对 个 应 进 版 本 管理。1.3.3.1 H e l m 的 由 来 Helm 是 个 于 Kubernetes 应 的 包 管 理 具，主 要 来 管
44、 理 部 署 包。Helm 部 署 包 是 来 封 装 Kubernetes 原 应 程 序 的 系 列 yaml 件。1.3.3.2 H e l m 的 标 Helm 希 望 个 chart 能 包 含 某 个 应 所 需 的 全 部 基 础 组 件 依 赖，如 wordpress 应，chart 包 中 包 含 了 PHP、MySQL 等 相 关 基 础 组 件 依 赖，这 样 就 可 以 通 过 Helm 键 安装。使 Helm 的 的 是 为 了 管 理 服 务 间 的 依 赖，不 是 基 础 组 件 的 依 赖。1.3.3.3 H e l m 的 特 点 Helm 把 零 散 的 K
45、ubernetes 应 配 置 件 作 为 个 部 署 模 板 包 管 理，部 署 模 板 包 源 码 可 以 和 源 代 码 起 放 到 Git 库 中 管 理。通 过 把 部 署 模 板 参 数 化，可 以 在 测 试 环 境 和 产 环 境 采 不 同 的 部 署 模 板 参 数 配 置。2 O p e n S t a c k 架 构 和 原 理 OpenStack 是 个 开 源 的 云 计 算 管 理 平 台 项，是 系 列 软 件 开 源 项 的 组 合，是 由 美 国 国 家 航 空 航 天 局（National Aeronautics andSpace Administrati
46、on，NASA）和 Rackspace（全 球 三 云 计 算 中 之，1998 年 成，是 家 全 球 领 先 的 托 管 服 务 器 及 云 计 算 提 供 商）合 作 研 发，以 Apache 许 可 证（Apache 软 件 基 会 发 布 的 个 由 软 件 许 可 证）授 权 的 开 源 代 码 项。本 章 主 要 介 绍 Openstack 的 背 景、架 构 模 型，其 中 包 括 了 Openstack的 主 要 核 模 型 计 算 管 理（Nova）、存 储 管 理（Cinder）、络 管 理（Neutron）、镜 像 仓 库（Glance）等功能。2.1 背 景 介 绍
47、OpenStack 平 台 是 个 开 源 的 云 计 算 管 理 平 台，平 台 本 包 括 多 个 组 件，匹 配 很 多 类 型 的 云 环 境，主 要 特 点 是 实 施 简 单、扩 展 便、组 件 丰 富、标 准 统。OpenStack 提 供 了 基 础 设 施 层 的 组 件，每 个 组 件 通 过 HTTP 的 协 议 暴 露 出 API 接，供其他组件使。OpenStack 主 要 组 件 包 括 计 算 服 务、认 证 服 务、镜 像 服 务、络 服 务、仪 表 板、对 象 存 储 和 块 存储。OpenStack 组 件 的 API 结 果 都 是 以 REST 形 态
48、实 现 的，图 2-1 为 OpenStack 的 架 构，是 个 官 标 准 的 项 集 成 架 构。客 可 以 根 据 公 司 基 础 设 施 云 平 台 需 求 选 择 合适的组件搭建 IaaS 层的云计算平台。OpenStack 项 是 多 个 组 件 组 成 的 个 整 体，每 个 组 件 通 过 API 的 Rest 接 通 信，也 可 以 通 过 消 息 组 件 MQ 进 消 息 传 递，提 供 组 件 之 间 的 通 信 性 能。可 以 选 择 性 地 组 合 OpenStack 组 件，如 计 算 组 件、存 储 组 件、络 组 件，镜 像 仓 库，这 些 组 件 相 互 独
49、，共 同 撑 了 整 个 平 台 的 业 务。OpenStack 是 个 分 布 式 的 构 架 系 统，组 件 是 可 架 构，每 个 组 件 可 以 单 独 部 署，也 可 以 组 合部署，灵活性常。图 2-1 OpenStack 架 构 2.2 架 构 模 型 及 原 理 2.2.1 计 算 管 理（N o v a）Nova 是 OpenStack 云 平 台 组 件 的 计 算 控 制 节 点，可 以 对 虚 拟 机 的 实 例 进 CURD 的 操 作。Nova 功 能 是 管 理 实 例、计 算 资 源、管 理 络、通 过 API 接 相 互 调，服 务和组件间的通信都是松耦合。N
50、ova 服 务 架 构 图 如 图 2-2 所。图 2-2 Nova 服 务 架 构 图（1）Nova API：HTTP 服 务，于处理客端发送的 HTTP 请求。（2）Nova Compute：Nova 组 件 中 最 重 要 的 服 务，实 现 管 理 虚 拟 机 的 功 能。实 现 了 在 计 算 节 点上创建、启停、关闭、删除虚拟机。（3）Nova Cert：于 管 理 证 书，为 了 兼 容 AWS，提 供 统 的 标 准，便 于 应 系 统 的 接。（4）Nova Conductor：RPC 服 务，主要提供数据库查询功能。（5）Nova Scheduler：调 度 服 务，根 据