大规模裸机管理难? UMCloud张文墨教你如何用OpenStack来搞定

原创
作者：杜美洁 2018-06-15 10:41:12

新闻

OpenStack 全球软件与运维技术峰会上，在19日上午的“OpenStack创新实战”分论坛现场，UMCloud架构总监张文墨带来了主题为《OpenStack大规模裸机管理的最佳实践》的精彩演讲，与参会者分享了UMCloud在很多裸机项目实践中总结的一台方法论和解决方案。

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在19日上午的“OpenStack创新实战”分论坛现场，UMCloud架构总监张文墨带来了主题为《OpenStack大规模裸机管理的***实践》的精彩演讲，与参会者分享了UMCloud在很多裸机项目实践中总结的一台方法论和解决方案。

UMCloud架构总监张文墨

利用OpenStack统一管理裸机

据张文墨介绍，目前UMCloud在上海、南京、成都、佛山和北京建立了5个数据中心，共计4000+台裸机，5个数据中心都存在已有OpenStack集群，而且5个集群里都需要同时添加800到2000个不同的节点，这些节点都要被OpenStack统一管理。

经过UMCloud多次技术选型之后，最终选用了OpenStack O版的Ironic来实现集群管理。为什么选择Ironic?对此，张文墨解释说，Ironic有三大功能非常实用：自动化获取裸机配置信息、提供裸机系统自动化安装/擦除功能、可以像管理OpenStack虚拟机一样管理裸机。Ironic优点在于单个集群可支持超过3000台裸机，还可与OpenStack其他组件联动。

当然，张文墨也承认，在面对小规模集群的时候， Ironic的功能、性能、管理方式已经能够满足大多数需求，但是在超过几百台甚至千台以上的大规模裸机管理的时候，它还是有些不足的。

他举例道，例如Ironic没有树状结构，对裸机信息的录入和处理也比较复杂。第二个最严重的问题就在于无法管理裸机的网络。最直接的原因实际上就是因为Ironic并没有办法去管理和配置交换机。第三个不足就是所有裸机被放在一个大池中，造成大规模管理缺陷。例如：客户有2000台裸机，想在转码业务域用几个机架，再用外部的几个机架，而Ironic目前没有这种区分方式。所有的裸机都在一个大池中，就是所有的业务都混在一起。因此，使用Ironic管理大规模裸机还是不足的。

做大规模Ironic的裸机管理时的五大关键点

“所以，我们在做一个大规模Ironic的裸机管理时就主要关注了五点。”张文墨透露，分别是：大规模裸机的信息自动化录入、大规模裸机硬件信息的自动化收集、大规模裸机信息自动化处理、上层交换机网络的自动配置、裸机的池化。

在正式解读这五大关键点之前，张文墨先为大家展示了下面这张网络架构图：

张文墨解说道，这个架构唯一的目的是为裸机的服务器来服务的，就图中下面的Bare Metal server(橙色区域)。Bare Metal server左侧红线是一个基础的IPM管理网段，它的重点是Ironic Conductor(绿色区域)，这个组件主要用来完成对Bare Metal server的电源周期管理，包括开机、关机、重启、硬盘启动等配置;Bare Metal server右侧的橙色线是带外1G的Inspect(裸机信息的自动化收集);Bare Metal server下面做捆绑的线，连接到网管交换机，而后连接到Zabbix Server网管服务器。实际上，这条线是作为一个裸机的自动监控存在的;Bare Metal server上面的捆绑线，左侧的是业务网段，右侧的是存储网段。这个图是最初的概念图，后期UMCloud做了小调整。

回到刚刚提到的五大关键点，张文墨一一进行了分析解读。

大规模裸机的信息自动化录入：裸机信息录入的技术含量并不高，但是耗时较大，这是项目实施***的挑战。这就要求硬件集成符合三个标准：标准布线、标准配置、标准制表，然后按照一定的规则通过脚本自动录入。

大规模裸机硬件信息的自动化收集：裸机信息的自动采集，使用的是Ironic Inspector /Conductor。首先，利用Conductor通过IPMI将裸机开机;然后，裸机通过PXE从Inspector拿到内存操作系统;***，操作系统通过内置的IPA向Inspector上报裸机信息。

大规模裸机信息自动化处理：裸机信息处理流程的***步，就是将未接线的网络接口删除;第二步，指定安装操作系统的网络接口;第三步，将指定的业务口进行绑定。完成以上任务的关键在于local_link_information。

上层交换机网络的自动配置：前面三点主要都是效率上的优化，可以大大减少管理裸机的时间，但仍旧无法管理交换机的网络。于是，UMCloud首先引入了SDN交换机，与华为达成合作。双方在裸机的管理上进行了适配和开发，摸索出下图所示的流程，使得OpenStack可以通过SDN来自动控制交换机，实现自动化管理。

裸机的池化：其含义就是按照业务需求、物理位置等标准在同一大裸机池中划分出若干小的池。实现方法就是，先在裸机中使用capabilities参数，然后在相应裸机flavor的元数据中加以匹配。

据了解，经过UMCloud的技术实践后，目前他们裸机下发速度可以达到每天300台裸机(按10小时算)，切换业务/业务扩容的速度为每20分钟30台。此外，UMCloud 20个裸机资源池，可以实现池内裸机自动分配，池间隔离。

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