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# 安裝OpenStack並建置虛擬機
:writing_hand: (1084906 高于婷)

## 1. 緣由
在「雲端技術實務」課程中，學習安裝OpenStack和建置虛擬機是必要的，因此我寫了這篇筆記以便未來快速查閱。在這篇筆記中，我記錄了安裝OpenStack和建置虛擬機的流程，並加入了一些自己的理解和注意事項，來幫助我更好的掌握這些知識和技術，同時也讓我對OpenStack有更深入的了解。我希望這份筆記能為其他有需要的人提供幫助，讓他們也能更快速的掌握OpenStack和虛擬機建置的技巧~

## 2. 系統簡介
使用的設備 : 電算中心教室的h11伺服器
伺服器的IP : 10.2.200.211
伺服器的OS : Ubuntu 22.04 LTS (Server版)
Gateway : 10.2.200.239
### OpenStack是什麼
OpenStack是一個自由、開源的雲端運算平台，它是由多個微服務 (micro service) 組成，而使用者可以根據其應用情境去組合這些服務以達到自己的需求，這些服務基本上是透過 REST API 提供

OpenStack作為一套用於IaaS服務的平台，它的核心任務就是管理基礎設施，主要包括三個方面：計算(Compute)、存儲(Storage)、網路(Network)

### OpenStack架構圖
[圖片來源](https://www.openstack.org/software/)

### OpenStack的核心服務 :

| 服務名稱 | 類別 | 功能 | Amazon AWS相似的服務 |
| -------- | ------------------------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | -------------------- |
| Nova | 運算服務 (Compute Service) | 提供建立與管理虛擬機的功能。Nova提供了一套API，工程師可利用這些API開發雲端應用程式，而IT管理人員則可以透過網頁的介面來查看或管理資源狀態 | EC2 |
| Keystone | 身分識別服務 (Identity Service) | 負責對所有 OpenStack 服務進行身份驗證和授權，它提供了多種驗證方式，包括使用者帳號密碼、Token， | IAM |
| Neutron | 網路服務 (Networking) | 提供網路虛擬化的服務，讓虛擬機可以上網，它允許部署和管理其他網路服務，像是入侵偵測系統（IDS）、負載平衡、防火牆、VPN等 | VPC |
| Cinder | 區塊儲存服務 (Block Storage) | 提供 Block Storage 管理服務，為虛擬機提供 volume (就是負責掛載硬碟到虛擬機上，讓虛擬機有儲存空間)，也提供 volume 快照和備份的功能 | EBS |
| Swift | 物件儲存服務 (Object Storage) | 提供可擴展的分散式儲存平臺，以防止單點故障的情況產生，可存放非結構化的資料，像是圖片、網頁、網誌等 | S3 |
| Glance | 映像檔管理服務 (Image Service) | 負責映像檔(image) 管理，包含查詢與存取虛擬機映像檔 | VM Import／Export |
| Horizon | 儀錶板 (Dashboard) | 提供一套圖形化的網頁介面，讓使用者可以不用以指令來操作 Openstack | Console |
| Heat | 編排模板服務 (Orchestration) | 當需要管理的資源太多時，一個一個手動設定會很麻煩，可以透過 Heat 來自動化部署或配置，比如自動創建虛擬機、自動掛載 volume 等 | None |
| Ceilometer | 資料監控計量服務(Telemetry) | 負責監控資源用量和用戶信息收集 | None |

## 3. 安裝過程(虛擬機建立hostname改為學號，IP設定正確並確認網路可通)
### (1) 使用Devstack安裝Openstack
**Step1 : 更新系統**

輸入指令 :  sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade -y

**Step2 : 新增一個名為stack的使用者**(用以安裝OpenStack)

輸入指令 :  sudo useradd -s /bin/bash -d /opt/stack -m stack


**Step3 : 提高/opt/stack這個路徑的權限**(避免之後安裝的時候出現下載權限的問題)

輸入指令 : sudo chmod +x /opt/stack


**Step4 : 讓stack這個使用者具有root的權限，並且在使用各種指令的時候不用輸入密碼**

輸入指令 : echo "stack ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL" | sudo tee /etc/sudoers.d/stack


**Step5 : 切換到stack使用者**(然後可以輸入指令「whoami」用以確認目前使用者的名稱是否為stack)

輸入指令 : sudo -u stack -i


**Step6 : 安裝git套件**

輸入指令 : sudo apt-get install -y git

**Step7 : 下載devstack**

輸入指令 : git clone https://opendev.org/openstack/devstack


**Step8 : 下載完之後切換到devstack目錄底下**

輸入指令 : cd devstack


**Step9 : 使用vim指令建立一個 local.conf 檔案並在檔案中添加以下的內容**

輸入指令 : vim local.conf


**Step10 : 開始安裝openstack並等待**

輸入指令 : ./stack.sh


下圖是安裝成功後所顯示的內容，要注意的是default user是`admin`和`demo`

**Step11 : 安裝完成後，前往登入openstack的網址為<font color="#f00">http://10.2.200.211/dashboard</font>**
其中10.2.200.211為自己機器的ip位址，接著`User name`輸入admin，`Password`輸入剛剛在local.conf檔案中配置的密碼，這樣就可以登入了
下圖為登入後的畫面

### (2) 建置虛擬機
**Step1 : 建立router**
在左側選單中選擇`Routers`，並點擊右上角的`Create Router`按鈕

在`Router Name`中輸入Router的名稱(這裡叫student-router)，然後在下方的`External Network`中選擇`public`，這表示連接外部的網路，最後按下`Create Router`的按鈕來建立router

目前Network Topology(網路拓樸)的長相，其中public表示外網，可以看到剛剛建立的router已經與外網連在一起了

**Step2 : 建立自己的內部網路**
在左側選單中選擇`Networks`，並點擊右上角的`Create Network`按鈕

接著在`Network Name`中輸入Network的名稱(這裡叫student-net)，然後按`Next`按鈕

接著在`Subnet Name`中輸入名稱(這裡叫student-subnet)，`Network Address`中輸入`10.2.200.212/25`(伺服器第二組IP)，`Gateway IP`中輸入`10.2.200.239`(為學校的Gateway)，然後按`Next`按鈕

記得要勾選`Enable DHCP`，`Allocation Pools`中輸入`10.2.200.212,10.2.200.215`，而`DNS Name Servers`中輸入`8.8.8.8`，然後按`Create`按鈕

建立後可以看到在Network Topology中多了`student-net`的網段，也就是自己的網路

**Step3 : Add Interface**
接著點擊`student-router`這個router，然後按`Add Interface` 來新增網路介面連接`student-subnet`

接著在`Subnet`中選擇`student-net: 10.2.200.128/25(student-subnet)`，而`IP Address`不用輸入，然後按`Submit`按鈕

接著可以看到在Network Topology中會顯示`student-router`連接著`student-net`

**Step4 : 改變Security Groups的規則**
接著點擊`Security Groups`，並按下`Manage Rules`按鈕

接著按右上方的`Add Rule`按鈕，新增兩條規則分別是 SSH 和 ICMP

接著在`Rule`中選擇`SSH`，然後按`Add`按鈕，新增SSH Rule

接著在`Rule`中選擇`All ICMP`，然後按`Add`按鈕，新增ICMP Rule

可以看到成功新增這兩條規則

**Step5 : 建立Instance**
在左側選單中選擇`Instance`，並點擊右上角的`Launch instance`按鈕

接著點擊左側的`Details`選單，在`Instance Name`中輸入`s1084906`(學號)

接著點擊左側的`Source`選單，設定虛擬機要安裝的image檔

接著點擊左側的`Flavor`選單，選擇合適的硬體配置模板(這裡選擇m1.nano)

接著點擊左側的`Networks`選單，選擇網路(這裡選擇student-net)

接著點擊左側的`Security Groups`選單，這裡選擇default

其他的頁面依照原本設定即可，最後按下`Launch instance`
接著可以看到剛建好的虛擬機

**Step6 : 設定Floating IP**
點擊`Create Snapshot`後選擇`Allocate Floating IP`

接著在`Pool`中選擇`public`，然後按`Allocate IP`按鈕，

完成後可以看到以下的畫面

最後Network Topology(網路拓樸)的長相

### (3) 檢查連線狀態並連入虛擬機
**Step1 : 連線到cirros虛擬機**
先進入到學校主機H11的目錄下，再利用ssh連線到cirros虛擬機

輸入指令 : ssh cirros@172.24.4.47


**Step2 : 測試虛擬機是否可以連到外網**

輸入指令 : ping 8.8.8.8


### (4) 查看cirros虛擬機的網路和hostname
**查看網路資訊**

輸入指令 : ip addr


**查看hostname**

輸入指令 : hostname


## 4. 結論
這次的作業讓我深刻體驗到在實作OpenStack時的挑戰，由於一開始對OpenStack的運作不太熟悉，因此在實作的過程中遇到了不少的問題，特別是在設定網路的部分，重複嘗試了很多次才成功。不過透過這次的作業，我學會了如何安裝OpenStack並建置虛擬機，同時也對OpenStack有更深入的認識

## 參考網址
1. [安裝OpenStack](https://docs.openstack.org/devstack/latest/)
2. [虛擬機網路設定](https://hkitblog.com/%E7%AC%AC%E5%85%AB%E7%AF%87-openstack-%E9%85%8D%E7%BD%AE%E8%A4%87%E9%9B%9C%E5%88%B0%E3%80%8C%E8%B7%8C%E6%B8%A3%E3%80%8D%EF%BC%81rdo-%E6%87%B6%E4%BA%BA%E5%8C%85%E8%A7%A3%E6%B1%BA%E4%B8%80%E5%88%87/?doing_wp_cron=1683987596.3871738910675048828125)
3. [建立instance](https://hkitblog.com/%e7%ac%ac%e4%ba%94%e7%af%87-openstack-%e9%85%8d%e7%bd%ae%e8%a4%87%e9%9b%9c%e5%88%b0%e3%80%8c%e8%b7%8c%e6%b8%a3%e3%80%8d%ef%bc%81rdo-%e6%87%b6%e4%ba%ba%e5%8c%85%e8%a7%a3%e6%b1%ba%e4%b8%80%e5%88%87/?doing_wp_cron=1684036551.1248500347137451171875)
4. [OpenStack使用 Horizon Web 介面佈署](https://linux.onlinedoc.tw/2015/12/rhel-openstack-horizon-web.html)
5. [OpenStack介紹](https://igene.tw/openstack-intro-1)
6. [OpenStack架構](https://www.ithome.com.tw/tech/81095)
7. [OpenStack架構與介紹](https://hackmd.io/@109213067/BkECVRMbn#OpenStack-%E6%98%AF%E4%BB%80%E9%BA%BC)