Ubuntu 22.04部署OpenStack Yoga多租户云平台实战

1. OpenStack 在 Ubuntu 22.04 LTS 上的部署价值与场景定位

OpenStack 作为开源云计算平台的标杆，其核心价值在于提供与 AWS、Azure 等商业云对等的 IaaS 能力。在 Ubuntu 22.04 LTS 这个长期支持版本上部署，意味着可以获得 5 年的安全更新和维护保障——这对企业生产环境至关重要。我亲历过从 CentOS 迁移到 Ubuntu 的 OpenStack 集群，最直观的感受是 apt 包管理的清晰性比 yum/dnf 更适合复杂组件依赖管理。

多租户虚拟化不是简单的虚拟机隔离，而是涉及：

• 租户间网络隔离（通过 VXLAN/GRE 实现 overlay 网络）
• 计算资源配额限制（nova 的 flavor 机制）
• 存储卷隔离（Cinder 的 multi-backend 支持）
• 身份权限体系（Keystone 的 domain/project/user 三级模型）

弹性伸缩则依赖 Ceilometer 监控数据触发 Heat 编排服务，典型的自动扩展场景包括：

• CPU 负载超过 70% 持续 5 分钟时扩容 1 个计算节点
• 网络流入流量低于 30% 持续 1 小时时收缩实例
• 定时扩展（如电商大促前预先扩容）

关键提示：生产环境务必选择 OpenStack Yoga 或更新的稳定版本，早期版本如 Queens 在 Ubuntu 22.04 上存在 libvirt 兼容性问题。

2. 基础环境准备与依赖项调优

2.1 系统级优化配置

在干净的 Ubuntu 22.04 LTS 最小化安装后，需要执行以下硬化操作：

bash复制# 禁用不必要的服务
sudo systemctl mask --now apparmor.service
sudo apt purge -y snapd cloud-init

# 内核参数调优
echo "vm.swappiness=10" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.tcp_tw_reuse=1" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
sudo sysctl -p

# 文件系统优化（假设使用 XFS）
sudo apt install -y xfsprogs
sudo mkfs.xfs -f /dev/sdb
echo "/dev/sdb /var/lib/nova xfs defaults,noatime,nodiratime 0 0" | sudo tee -a /etc/fstab

2.2 网络拓扑设计建议

多租户网络建议采用如下架构：

code复制物理网络 → Open vSwitch → VXLAN隧道 → 租户网络
                   ↑
           (绑定多个物理网卡)

配置示例：

bash复制# 安装 OVS
sudo apt install -y openvswitch-switch
sudo ovs-vsctl add-br br-ex
sudo ovs-vsctl add-port br-ex enp6s0f0
sudo ovs-vsctl add-port br-ex enp6s0f1

# 设置链路聚合
sudo ovs-vsctl set port br-ex bond_mode=balance-tcp

3. 使用 Kolla-Ansible 部署 OpenStack Yoga

3.1 容器化部署的优势

相比传统的 devstack 或手动安装，Kolla-Ansible 提供：

• 组件隔离：每个服务运行在独立容器中
• 版本一致性：所有组件版本经过严格测试
• 原子升级：支持滚动更新单个服务

安装步骤：

bash复制# 安装依赖
sudo apt install -y python3-dev libffi-dev gcc libssl-dev python3-pip
sudo pip3 install -U pip ansible

# 部署 Kolla
git clone https://opendev.org/openstack/kolla-ansible
cd kolla-ansible
pip3 install -r requirements.txt
sudo cp -r etc/kolla /etc/
sudo cp ansible/inventory/* /etc/kolla/

3.2 关键配置文件调整

/etc/kolla/globals.yml 需要修改的核心参数：

yaml复制kolla_base_distro: "ubuntu"
kolla_install_type: "source"
openstack_release: "yoga"
network_interface: "enp5s0"
neutron_external_interface: "enp6s0"
enable_cinder: "yes"
cinder_volume_group: "cinder-volumes"

避坑指南：如果遇到 "Could not find cinder-volumes volume group" 错误，需要先创建物理卷：

bash复制sudo pvcreate /dev/sdc
sudo vgcreate cinder-volumes /dev/sdc

4. 多租户网络实战配置

4.1 创建租户网络与路由

通过 CLI 创建隔离网络的完整流程：

bash复制# 创建项目
openstack project create --description "Test Tenant" tenant_a
openstack user create --project tenant_a --password pass123 user_a

# 创建网络
openstack network create --project tenant_a private_a
openstack subnet create --network private_a \
  --subnet-range 192.168.100.0/24 \
  --dns-nameserver 8.8.8.8 subnet_a

# 配置路由器
openstack router create --project tenant_a router_a
openstack router set router_a --external-gateway public
openstack router add subnet router_a subnet_a

4.2 安全组策略最佳实践

建议的默认安全规则：

bash复制openstack security group create --project tenant_a default
openstack security group rule create --protocol icmp default
openstack security group rule create --protocol tcp \
  --dst-port 22 default
openstack security group rule create --protocol tcp \
  --dst-port 80:443 default

5. 实现弹性伸缩的完整方案

5.1 监控数据采集配置

修改 /etc/kolla/ceilometer/ceilometer.conf：

ini复制[event]
definitions_cfg_file = /etc/ceilometer/event_definitions.yaml

[notification]
store_events = true

启动数据采集：

bash复制kolla-ansible deploy --tags ceilometer
openstack alarm create \
  --name cpu_high \
  --type gnocchi_aggregation_by_resources_threshold \
  --metric cpu_util \
  --threshold 70.0 \
  --comparison-operator gt \
  --aggregation-method mean \
  --granularity 300 \
  --evaluation-periods 1 \
  --alarm-action 'webhook:http://heat-api:8000/v1/tenant-id/stacks/stack-id/resources/scale-up'

5.2 Heat 模板示例

创建 autoscaling.yaml：

yaml复制heat_template_version: 2015-04-30
resources:
  scaled_group:
    type: OS::Heat::AutoScalingGroup
    properties:
      min_size: 1
      max_size: 5
      resource:
        type: OS::Nova::Server
        properties:
          flavor: m1.small
          image: cirros
          networks: [{network: private_a}]

部署模板：

bash复制openstack stack create -t autoscaling.yaml test_stack

6. 性能调优与问题排查

6.1 Nova 计算节点优化

关键参数调整 (/etc/kolla/nova-compute/nova.conf)：

ini复制[libvirt]
cpu_mode = host-passthrough
virt_type = kvm
disk_cachemodes = "network=writeback"

[oslo_concurrency]
lock_path = /var/lib/nova/tmp

验证 KVM 加速：

bash复制sudo egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo  # 应返回大于0
lsmod | grep kvm  # 确认模块加载

6.2 常见故障处理

问题1：虚拟机启动卡在 "Scheduling" 状态

• 检查 nova-scheduler 日志：docker logs nova_scheduler
• 常见原因：资源不足或过滤器冲突
• 解决方案：调整 scheduler_default_filters 参数

问题2：浮动 IP 无法访问

• 诊断步骤：

  bash复制openstack port list --floating-ip <fip>
  neutron port-show <port-id>
  ip netns exec qrouter-<uuid> ping <vm_ip>
  

• 通常需要检查安全组和路由表

我在实际部署中发现，Ubuntu 22.04 的默认防火墙规则会阻断 VXLAN 流量，需要额外放行：

bash复制sudo ufw allow 4789/udp
sudo ufw allow 8472/udp  # 用于 GRE 协议