openstack云計算keystone組件工作流程及服務(wù)關(guān)系是什么

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一 什么是keystone

keystone是OpenStack的身份服務(wù)，暫且可以理解為一個'與權(quán)限有關(guān)'的組件。

二 為何要有keystone

Keystone項目的主要目的是為訪問openstack的各個組件（nova，cinder,glance...）提供一個統(tǒng)一的驗證方式,具體的：

openstack是由眾多組件構(gòu)成的一套系統(tǒng)，該系統(tǒng)的功能是對外提供服務(wù)，因而我們可以將其定義為一個‘龐大的軟件’，沒有軟件不考慮安全因素，Keystone對于通常的應(yīng)用場景所不同的是他要解決分布式環(huán)境下的統(tǒng)一認(rèn)證。

三 keystone的功能

openstack是一個SOA架構(gòu)，理論上各子項目獨立提供相關(guān)服務(wù)，互不依賴，且是分布式的。如nova提供計算服務(wù)，glance提供鏡像服務(wù)等。

實際上所有的組件都依賴keystone(單點的)，它集成了三個功能：

（1）管理身份驗證(managing authentication)：驗證用戶身份

  (2) 授權(quán)(authorization):基于角色role的權(quán)限管理

（3）服務(wù)目錄(catalog of services)：提服務(wù)目錄(ServiceCatalog：包括service和endpoint)服務(wù)，類似于UDDI服務(wù)的概念，用戶(無論是Dashboard, APIClient)都需要訪問Keystone獲取服務(wù)列表，以及每個服務(wù)的地址(Openstack中稱為Endpoint)

四 keystone概念詳解

第一部分

User：使用Openstack組件的客戶端可以是人、服務(wù)、系統(tǒng)，任何的客戶端來訪問openstack組件，都需要有一個用戶名。

Credentials：是用于確認(rèn)用戶身份的憑證，說白了就是‘信物’，具體可以是:

• 用戶名和密碼

• 用戶名和API key

• 一個 Keystone 分配的身份token

Authentication：

• 是驗證用戶身份的過程。Keystone 服務(wù)通過檢查用戶的 Credential 來確定用戶的身份。

• 最開始，使用用戶名/密碼或者用戶名/API key作為credential。當(dāng)用戶的credential被驗證后，Kestone 會給用戶分配一個 authentication token 供該用戶后續(xù)的請求使用。 

• Keystone中通過Policy（訪問規(guī)則）來做到基于用戶角色(Role)的訪問控制。

Token：

• 是一個數(shù)字字符串，訪問資源時需要"亮出"你的令牌。在keystone中主要是引入令牌機(jī)制來保護(hù)用戶對于資源的訪問，同時引入PKI（公鑰基礎(chǔ)實施）對令牌加以保護(hù)。

• Token包含了在指定范圍和有效時間內(nèi)可以被訪問的資源。EG. 在Nova中一個tenant可以是一些虛擬機(jī)，在Swift和Glance中一個tenant可以是一些鏡像存儲，在Network中一個tenant可以是一些網(wǎng)絡(luò)資源。

Role：

• 本質(zhì)就是一堆ACL的集合，用于劃分權(quán)限

• 可以通過給User指定Role，使User獲得Role對應(yīng)的操作權(quán)限。

• Keystone返回給User的Token包含了Role列表，被訪問的Services會判斷訪問它的User和User提供的Token中所包含的Role,及每個role訪問資源或者進(jìn)行操作的權(quán)限。

• 系統(tǒng)默認(rèn)使用管理Role admin和成員Role user（過去的普通用戶角色是：_member_） 。

• user驗證時必須帶有Project(Tenant)

Policy：

• 對于Keystone service來說，Policy就是一個JSON文件，默認(rèn)是/etc/keystone/policy.json。通過配置這個文件，Keystone實現(xiàn)了對User基于Role的權(quán)限管理。

• OpenStack對User的驗證除了OpenStack的身份驗證以外，還需要鑒別User對某個Service是否有訪問權(quán)限。Policy機(jī)制就是用來控制User對Project(Tenant)中資源的操作權(quán)限。

Project(Tenant)：

• 是一個人、或服務(wù)所擁有的資源集合。不同的Project之間資源是隔離的，資源可以設(shè)置配額。

• 在一個Project(Tenant)中可以包含多個User，每一個User都會根據(jù)權(quán)限的劃分來使用Project(Tenant)中的資源。比如通過Nova創(chuàng)建虛擬機(jī)時要指定到某個Project中，在Cinder創(chuàng)建卷也要指定到某個Project中。

• User訪問Project的資源前，必須要與該Project關(guān)聯(lián)，并且指定User在Project下的Role，一個assignment（關(guān)聯(lián)）即：Project-User-Role

Service：即Openstack中運行的各個組件服務(wù)。

Endpoint：

是一個可以通過網(wǎng)絡(luò)來訪問和定位某個Openstack service的地址，通常是一個URL

不同的region有不同的endpoint（我們可以通過endpoint的region屬性去定義多個region）。

當(dāng)Nova需要訪問Glance服務(wù)去獲取image 時，Nova通過訪問Keystone拿到Glance的endpoint，然后通過訪問該endpoint去獲取Glance服務(wù)。

Endpoint 分為三類：

• admin url –> 給admin用戶使用，Port：35357

• internal url –> OpenStack內(nèi)部服務(wù)使用來跟別的服務(wù)通信，Port：5000

• public url –> 互聯(lián)網(wǎng)用戶可以訪問的地址，Port：5000

Catalog：

用戶和服務(wù)可以使用使用keystone管理的catalog，定位到其他的服務(wù)，catalog一個openstack部署的相關(guān)服務(wù)的集合，每個服務(wù)都有一個或者多個endpoint（即可以訪問的url地址），即catalog=services+endpoint。每個endpoint可以分為三種類型：

admin，internal，public，在生產(chǎn)環(huán)境中，不同endpoint類型位于不同的網(wǎng)絡(luò)來為不同的用戶使用（提高安全性），比如:

public API:對整個互聯(lián)網(wǎng)可見，這樣客戶就可以方便的管理自己的云了。

admin API:應(yīng)該嚴(yán)格限定只有管理云基礎(chǔ)設(shè)施的組織內(nèi)的運營商，才能使用該API

internel API:應(yīng)該被限定只有那些安裝有OpenStack服務(wù)的主機(jī)，才能使用該API

Service與Endpoint關(guān)系介紹：

• 在openstack中，每一個service都有三種endpoint. Admin, public, internal（創(chuàng)建完service后需要為其創(chuàng)建API EndPoint. ）

• Admin是用作管理用途的，如它能夠修改user/tenant(project)。

• public 是讓客戶調(diào)用的，比如可以部署在外網(wǎng)上讓客戶可以管理自己的云。

• internal是openstack內(nèi)部調(diào)用的。

• 三種endpoints 在網(wǎng)絡(luò)上開放的權(quán)限一般也不同。Admin通常只能對內(nèi)網(wǎng)開放，public通?？梢詫ν饩W(wǎng)開放，internal通常只能對安裝有openstack對服務(wù)的機(jī)器開放。

endpoint舉例

我們使用keystone為服務(wù)5d533c68-d234-11e6-a0d7-0088653ea1ec定制endpoint：

$ keystone endpoint-create \
--region RegionOne \
--service-id=5d533c68-d234-11e6-a0d7-0088653ea1ec \
--publicurl='https://public-ip:8776/v1/%(tenant_id)s' \
--internalurl='https://management-ip:8776/v1/%(tenant_id)s' \
--adminurl='https://management-ip:8776/v1/%(tenant_id)s'

然后你可以配置 OpenStack service 使用另一個 service 的 endpoint 的 internalurl 去訪問另一個資源。

Regions：

openstack支持多個可擴(kuò)展的regions，OpenStack的支持可擴(kuò)展的多個區(qū)域。為簡單起見，一般使用管理網(wǎng)絡(luò)ip地址作為所有endpoint類型(三種api)的ip，且所有的endpoint類型(三種api)都使用一個區(qū)域，即regionone區(qū)。

每個你部署的openstack服務(wù)都需要綁定endpoint（存儲在keystone中）來提供服一個服務(wù)的入口，因而我們第一需要部署的組件就是keystone。

V3新增的概念：

• Tenant 重命名為 Project

• 添加了 Domain 的概念

• 添加了 Group 的概念

第二部分

keystone管理和保存了user信息，管理user相關(guān)的tenant，role,group和domain等；用戶credential的存放,驗證，token管理,下圖是各部分關(guān)系

第三部分

User: has account credentials, is associated with one or more projects or domains

Group: a collection of users, is associated with one or more projects or domains

Project: unit of ownership in OpenStack, contains one or more users

Domain: unit of ownership in OpenStack, contains users, groups and projects

Role: a first-class piece of metadata associated with many user-project pairs.

Token: identifying credential associated with a user or user and project

Extras: bucket of key-value metadata associated with a user-project pair.

Rule: describes a set of requirements for performing an action.

注意：user2,user3,user4的關(guān)系同user1一樣，也可以屬于一個或者多個group，此處為了圖示簡潔，省去了它們的連線

五 keystone內(nèi)包含的組件

keystone包含三類組件：

1 Server

使用RESTful接口（三種api）提供認(rèn)證和授權(quán)服務(wù)的集中式server

2 Drivers

指的是被集成到server內(nèi)的驅(qū)動或者服務(wù)后端，它們被用來在openstack組件之外的庫中訪問身份信息（言外之意：mysql并不屬于openstack的組件/服務(wù)），并可能已經(jīng)存在于openstack部署的架構(gòu)中（比如, SQL databases or LDAP servers).

3 Modules

中間件運行在正在使用認(rèn)證服務(wù)的openstack組件的地址空間，這些模塊(中間件)攔截服務(wù)請求，提取用戶的credentials，并且把它們發(fā)送給server去認(rèn)證授權(quán)，在openstack中間件與openstack組件直接的整合操作使用Python Web Server Gateway Interface，即wsgi。

六 keystone與openstack其他服務(wù)的關(guān)系 

七 keystone與其他組件協(xié)同工作流程

keystone是用戶與云平臺交互的第一個服務(wù)，一旦認(rèn)證通過，用戶就會使用自己的身份來訪問其他的opnestack服務(wù)，同樣，被訪問的openstack服務(wù)會去跟keystone再次確認(rèn)用戶(不能只能用戶的片面之詞)并且通過keystone可以發(fā)現(xiàn)其他服務(wù)(catalog的原因)，keystone的還可以整合其他的用戶管理系統(tǒng)，比如LDAP

八 keystone工作流程詳解

（1） User從Keystone獲取令牌以及服務(wù)列表；

（2） User訪問服務(wù)時，亮出自己的令牌。

（3）相關(guān)的服務(wù)向Keystone求證令牌的合法性。

用戶alice登錄keystone系統(tǒng)（password或者token的方式），獲取一個臨時的token和catalog服務(wù)目錄（v3版本登錄時，如果沒有指定scope，project或者domain，獲取的臨時token沒有任何權(quán)限，不能查詢project或者catalog）。

alice通過臨時token獲取自己的所有的project列表。

alice選定一個project，然后指定project重新登錄，獲取一個正式的token，同時獲得服務(wù)列表的endpoint，用戶選定一個endpoint，在HTTP消息頭中攜帶token，然后發(fā)送請求（如果用戶知道project name或者project id可以直接第3步登錄）。

消息到達(dá)endpoint之后，由服務(wù)端（nova）的keystone中間件（pipeline中的filter：authtoken）向keystone發(fā)送一個驗證token的請求。（token類型：uuid需要在keystone驗證token，pki類型的token本身是包含用戶詳細(xì)信息的加密串，可以在服務(wù)端完成驗證）

keystone驗證token成功之后，將token對應(yīng)用戶的詳細(xì)信息，例如：role，username，userid等，返回給服務(wù)端（nova）。

服務(wù)端（nova）完成請求，例如：創(chuàng)建虛擬機(jī)。

服務(wù)端返回請求結(jié)果給alice。

到此，關(guān)于“openstack云計算keystone組件工作流程及服務(wù)關(guān)系是什么”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>