前言：
我们可以从官方获取到现成的镜像，例如，从Ubuntu 18.04 LTS (Bionic Beaver) Daily Build [20230210]官方下载的bionic-server-cloudimg-amd64.img 这样的文件（注意，注意，注意，openstack的架构是哪个，镜像也需要一致，本例中openstack安装的是x86_64，获取镜像的时候，只能下载amd64的，否则镜像不能实例化，arm和ppc这些的镜像是不能够使用的）。
- "bionic" 表示使用的操作系统版本，在这种情况下是 Ubuntu 18.04 LTS 版本；
- "server" 表示这个镜像是一个服务器版本的镜像；
- "cloudimg" 表示这个镜像是针对云计算的；
- "amd64" 表示这个镜像适用于 x86_64 架构的计算机。
1，
基本概念：
cloud-init是专为云计算环境中虚拟机实例/裸金属实例的初始化而开发的一个开源工具，它安装在虚拟机镜像/裸金属镜像中，创建实例时，通过nova组件的config drive把预注入的数据打包成镜像，并挂载在实例的cdrom中，实例启动时，通过读取cdrom中的相关数据，对虚拟机进行初始化配置。
2，
cloud-init的适用范围
cloudinit安装在openstack虚拟机、裸金属的镜像中，只适用于linux操作系统镜像。
Windows镜像对应需要安装cloudbase-init。
OpenStack中如果要使用Config Drive实现元数据的注入，在制作image时一定要安装cloud-init软件，否则无法实现元数据注入（官方镜像基本都已经安装过了，如果是自制的镜像，需要安装cloud-init）。
3，
Metadata和Userdata（元数据的两种类别）
Metadata只能注入主机的基本信息。
Userdata使用场景比较广，只要有配置云服务器的需求，尤其是在批量化模版化的情况下，使用userdata定制云主机是最好的选择。
4，
虚拟机实例获取metadata的方式
在OpenStack中，虚拟机中的cloud-init获取metadata信息的方式有两种 Config drive 和 metadata RESTful服务：
- Config drive方式获取metadata
Config drive 机制是指OpenStack将metadata信息写入虚拟机的一个特殊的配置设备中，然后在虚拟机启动时，自动挂载并读取 metadata信息，从而达到获取metadata的目的。
在客户端操作系统中，存储 metadata 的设备需要是ISO9660或者VFAT文件系统。
config-drive 其实就是 Metadata-Source 的 “本地” 版本，它不依赖虚拟机网络信息，客户机操作系统可以直接通过一个设备读取 Metadata 信息。
- Metadata RESTful 服务方式获取metadata
OpenStack提供了RESTful 接口，虚拟机可以通过 REST API 来获取 metadata 信息。提供该服务的组件为：nova-api-metadata。当然，要完成从虚拟机至网络节点的请求发送和相应，只有 nova-api-metadata 服务是不够的，此外共同完成这项任务的服务还有：Neutron-metadata-agent 和 Neutron-ns-metadata-proxy。
由于metadata service结构太复杂，建议使用config drive的方式获取metadata。
5，
Userdata的注入方式
userdata注入方式有多种，常用的格式有：userdata-scripts和cloud-config。
- userdata-scripts：适用于需要通过执行shell脚本初始化实例的用户,以“#!/bin/sh”开头，从用户数据来看目前大部分用户都是直接通过这种格式输入userdata的, 也适用于较复杂的部署场景。
- cloud-config: 是cloud-init支持的特有格式,它把常用的个性化配置包装成YAML文件格式提供出来，通过这种形式可以更方便的完成常用配置，以“#cloud-config”为首行区分，紧随其后的是一个关联数组，提供的键包括ssh_authorized_keys、hostname、write_files、manage_etc_hosts等。
本文示例使用的是cloud-config
metadata 在openstack中会放置在meta服务器上或者虚拟机内部，分光驱方式和修改镜像方式，后面讲到，需要虚拟机用户主动去获取，而userdata则是由cloudinit软件执行，在虚拟机实例launch时运行
从镜像名字可以看出这些官方镜像文件是预制带有cloud-init服务的（有cloud或者clouding字段的镜像文件都是已经安装过cloud-init的），如果你根据此镜像已经启动成功了一个实例，那么，现在登陆这个实例时会看到有cloud-init 这个服务的
登陆控制台，进入虚拟机实例：
OK，现在可以这么说，每一个名字里带有cloud或者clouding字样的官方镜像都内置了cloud-init这个服务。那，这个服务到底是干什么的，如何使用它？
在回答以上问题前，需要了解一下官方镜像的特点（本文只讲Linux的镜像，Windows的后面在说）：
只有普通用户，例如下载的如果是centos的镜像的话，那么普通用户就是centos，此用户无密码，只有使用秘钥ssh的方式才可以登陆实例，root密码是不提供的，实例只有最基础的环境，比如常用的vim，wget等等软件是没有的（通常是最小化安装的操作系统），实例的主机名也无法定制，都是固定的镜像名称。
针对以上定制化需求，我们可以使用很多方法，比如，libguestfs工具集定制镜像，其中的常用工具：guestfish，guestmount，virt-sysprep（修改或者设定系统用户密码等等一系列准备工作的工具）等等，非常的多，但，如果只是一些个别的镜像需要定制修改，可能使用libguestfs工具集是一个简单的办法，那么，如果是若干个镜像需要定制化修改，工作量就非常大了（毕竟，libguestfs是一个一个镜像的定制化修改，效率值得商榷）
而由于cloud-init 基本上是一个事实上的行业标准了，基本所有的官方镜像都内置了此服务，我们使用的时候仅仅只需要一个配置文件，镜像内的cloud-init 服务将会在根据收到的配置文件，对镜像做初始化动作，例如，CentOS-7-x86_64-GenericCloud-1508.qcow2.xz这个镜像的密码设定，预安装wget这些常用软件，设定主机名都可以通过一个配置文件就搞定了，并且，其它的centos镜像也可以使用这个配置文件，仅仅在实例化镜像的时候指定这个配置文件即可。
正文：
一，
直接使用官方镜像
######注:openstack的neutron，以及秘钥，安全组等等必须条件已完成，这里不解释了
1，
上传官方镜像到glance
openstack image create "ubuntu" --file bionic-server-cloudimg-amd64.img --disk-format qcow2 --container-format bare --public
2，
由于是VMware虚拟机搭建的openstack，修改镜像的磁盘格式为ide：
openstack image set --property hw_disk_bus=ide ubuntu
3，
直接启动
openstack server create --flavor m1.tiny --image ubuntu --key-name mykey --security-group admin --network selfservice ubuntu
实例启动后，进入novnc控制台，毫无办法，只能看看，因为没有root密码或者普通用户密码
4，
绑定浮动ip 在控制节点ssh登陆以上建立的实例，使用秘钥以普通用户Ubuntu登陆实例，
[root@openstack1 opt]# openstack floating ip create provider +---------------------+--------------------------------------+ | Field | Value | +---------------------+--------------------------------------+ | created_at | 2023-02-12T15:25:56Z | | description | | | dns_domain | None | | dns_name | None | | fixed_ip_address | None | | floating_ip_address | 192.168.123.168 | | floating_network_id | 688a0356-4f2b-4029-b49e-a11bbdbedf0b | | id | 091444ba-b93f-45e8-8363-292bd4c875e1 | | name | 192.168.123.168 | | port_details | None | | port_id | None | | project_id | 205ce8addd9444c893bd62244bcdae78 | | qos_policy_id | None | | revision_number | 0 | | router_id | None | | status | DOWN | | subnet_id | None | | tags | [] | | updated_at | 2023-02-12T15:25:56Z | +---------------------+--------------------------------------+ [root@openstack1 opt]# openstack server add floating ip ubuntu 192.168.123.168 [root@openstack1 opt]# ssh ubuntu@192.168.123.168 The authenticity of host '192.168.123.168 (192.168.123.168)' can't be established. ECDSA key fingerprint is SHA256:U9W/IXHQ0+WtchdaehCI2o1sE2yUw+M1kgnth2byd+Q. ECDSA key fingerprint is MD5:a6:6a:7c:74:e7:28:3c:74:fc:68:b1:9b:f4:10:e8:58. Are you sure you want to continue connecting (yes/no)? yes Warning: Permanently added '192.168.123.168' (ECDSA) to the list of known hosts. Welcome to Ubuntu 18.04.6 LTS (GNU/Linux 4.15.0-204-generic x86_64) * Documentation: https://help.ubuntu.com * Management: https://landscape.canonical.com * Support: https://ubuntu.com/advantage System information as of Sun Feb 12 15:27:10 UTC 2023 System load: 0.0 Processes: 81 Usage of /: 2.3% of 48.27GB Users logged in: 0 Memory usage: 12% IP address for ens3: 172.16.1.10 Swap usage: 0% Expanded Security Maintenance for Applications is not enabled. 0 updates can be applied immediately. Enable ESM Apps to receive additional future security updates. See https://ubuntu.com/esm or run: sudo pro status The programs included with the Ubuntu system are free software; the exact distribution terms for each program are described in the individual files in /usr/share/doc/*/copyright. Ubuntu comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY, to the extent permitted by applicable law. To run a command as administrator (user "root"), use "sudo <command>". See "man sudo_root" for details. ubuntu@ubuntu:~$
5，
在虚拟机内部查看日志，可以看到cloud-init初始化使用秘钥的日志：
Feb 12 15:12:05 ubuntu systemd[1]: Started Update UTMP about System Runlevel Changes. Feb 12 15:12:06 ubuntu cloud-init: ############################################################# Feb 12 15:12:06 ubuntu cloud-init: -----BEGIN SSH HOST KEY FINGERPRINTS----- Feb 12 15:12:06 ubuntu cloud-init: 1024 SHA256:ssYh7n67IsNn0QYUmLoC7tL6JTLPAnr8a2x47tp4X4o root@ubuntu (DSA) Feb 12 15:12:06 ubuntu cloud-init: 256 SHA256:U9W/IXHQ0+WtchdaehCI2o1sE2yUw+M1kgnth2byd+Q root@ubuntu (ECDSA) Feb 12 15:12:06 ubuntu cloud-init: 256 SHA256:GbiqHwMBtH5lqPV2feHmioYLebVDmzs1cR9o+aD13Gs root@ubuntu (ED25519) Feb 12 15:12:06 ubuntu cloud-init: 2048 SHA256:iXk1lobwN2tAhEIakffr3nzjokapoZ+Mt0dFgfsP4Os root@ubuntu (RSA) Feb 12 15:12:06 ubuntu cloud-init: -----END SSH HOST KEY FINGERPRINTS----- Feb 12 15:12:06 ubuntu cloud-init: ############################################################# Feb 12 15:12:06 ubuntu systemd-timesyncd[555]: Synchronized to time server 185.125.190.56:123 (ntp.ubuntu.com). Feb 12 15:12:07 ubuntu cloud-init[1133]: Cloud-init v. 22.4.2-0ubuntu0~18.04.1 running 'modules:final' at Sun, 12 Feb 2023 15:12:06 +0000. Up 64.11 seconds. Feb 12 15:12:07 ubuntu cloud-init[1133]: Cloud-init v. 22.4.2-0ubuntu0~18.04.1 finished at Sun, 12 Feb 2023 15:12:07 +0000. Datasource DataSourceOpenStackLocal [net
OK，这样的虚拟机实例使用上是非常不方便的，并且时区，apt源什么的都还是使用的国外的网址，那么，如果使用cloud-init 配置文件，将会是非常简单的一个事情。
二，
使用cloud-init 配置文件定制化启动虚拟机实例
1，
在控制节点，新建文件，名称为ubuntu.config ，内容如下：
cat >ubuntu.config <<EEE #cloud-config chpasswd: list: | root:123456 ubuntu:ubuntu expire: false ssh_pwauth: yes hostname: ubuntutest apt: primary: - arches: [default] uri: "http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/" search: - "http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/" resolv_conf: nameservers: ['223.6.6.6', '8.8.8.8'] searchdomains: - localdomain domain: localdomain options: rotate: true timeout: 1 manage_resolv_conf: true packages: - apache2 timezone: 'Asia/Shanghai' runcmd: - [ mkdir, /dropme ] - [ sed, -i, "$a nameserver 223.6.6.6", /etc/resolv.conf ] EEE
2，
启动虚拟机实例的时候指定这个文件：
openstack server create --flavor m1.tiny --image ubuntu --key-name mykey --security-group admin --network selfservice --user-data ./ubuntu.config --config-drive true ubuntu
3，实例启动后，进入控制台，查看cloud-init是否生效：
主机名确实是ubuntutest，并且使用密码123456可以进入系统，apt源也更新为了阿里云的
此时，重新绑定一个浮动IP就可以在其他地方ssh连接了，注意，是重新绑定浮动IP，否则会出现以下报错：
[root@openstack1 opt]# ssh 192.168.123.168 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ @ WARNING: REMOTE HOST IDENTIFICATION HAS CHANGED! @ @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ IT IS POSSIBLE THAT SOMEONE IS DOING SOMETHING NASTY! Someone could be eavesdropping on you right now (man-in-the-middle attack)! It is also possible that a host key has just been changed. The fingerprint for the ECDSA key sent by the remote host is SHA256:etQl3iZ7QCNN866MdwiS8iL0p8uEU0FwTq5xBC139+k. Please contact your system administrator. Add correct host key in /root/.ssh/known_hosts to get rid of this message. Offending ECDSA key in /root/.ssh/known_hosts:14 ECDSA host key for 192.168.123.168 has changed and you have requested strict checking.
ssh登陆虚拟机实例后，查看该实例的系统日志，可以看到cloud-init的相关日志，截取部分内容，如下：
#￥#￥￥￥￥￥￥￥注：最后一行是cloud-init（也可以称之为ci）修改密码了
Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: Cloud-init v. 22.4.2-0ubuntu0~18.04.1 running 'init' at Sun, 12 Feb 2023 15:51:32 +0000. Up 29.18 seconds. Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++Net device info+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +--------+------+------------------------------+---------------+--------+-------------------+ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | Device | Up | Address | Mask | Scope | Hw-Address | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +--------+------+------------------------------+---------------+--------+-------------------+ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | ens3 | True | 172.16.1.15 | 255.255.255.0 | global | fa:16:3e:0f:ae:1e | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | ens3 | True | fe80::f816:3eff:fe0f:ae1e/64 | . | link | fa:16:3e:0f:ae:1e | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | lo | True | 127.0.0.1 | 255.0.0.0 | host | . | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | lo | True | ::1/128 | . | host | . | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +--------+------+------------------------------+---------------+--------+-------------------+ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +++++++++++++++++++++++++++++++Route IPv4 info++++++++++++++++++++++++++++++++ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +-------+-----------------+------------+-----------------+-----------+-------+ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | Route | Destination | Gateway | Genmask | Interface | Flags | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +-------+-----------------+------------+-----------------+-----------+-------+ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | 0 | 0.0.0.0 | 172.16.1.1 | 0.0.0.0 | ens3 | UG | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | 1 | 169.254.169.254 | 172.16.1.1 | 255.255.255.255 | ens3 | UGH | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | 2 | 172.16.1.0 | 0.0.0.0 | 255.255.255.0 | ens3 | U | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +-------+-----------------+------------+-----------------+-----------+-------+ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +++++++++++++++++++Route IPv6 info+++++++++++++++++++ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +-------+-------------+---------+-----------+-------+ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | Route | Destination | Gateway | Interface | Flags | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +-------+-------------+---------+-----------+-------+ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | 1 | fe80::/64 | :: | ens3 | U | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | 3 | local | :: | ens3 | U | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: | 4 | ff00::/8 | :: | ens3 | U | Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: ci-info: +-------+-------------+---------+-----------+-------+ Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: 2023-02-12 15:51:32,379 - schema.py[WARNING]: Deprecated cloud-config provided: Feb 12 15:51:39 ubuntutest cloud-init[940]: chpasswd.list: DEPRECATED: List of ``username:password`` pairs. Each user will have the corresponding password set. A password can be randomly generated by specifying ``RANDOM`` or ``R`` as a user's password. A hashed password, created by a tool like ``mkpasswd``, can be specified. A regex (``r'\$(1|2a|2y|5|6)(\$.+){2}'``) is used to determine if a password value should be treated as a hash.
在虚拟机内也可以看到apache是启动的：
ubuntu@ubuntutest:~$ systemctl status apache2 ● apache2.service - The Apache HTTP Server Loaded: loaded (/lib/systemd/system/apache2.service; enabled; vendor preset: enabled) Drop-In: /lib/systemd/system/apache2.service.d └─apache2-systemd.conf Active: active (running) since Sun 2023-02-12 23:52:36 CST; 21min ago Main PID: 2536 (apache2) Tasks: 55 (limit: 1151) CGroup: /system.slice/apache2.service ├─2536 /usr/sbin/apache2 -k start ├─2563 /usr/sbin/apache2 -k start └─2564 /usr/sbin/apache2 -k start Feb 12 23:52:36 ubuntutest systemd[1]: Starting The Apache HTTP Server... Feb 12 23:52:36 ubuntutest apachectl[2515]: AH00558: apache2: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 172.16.1.15. Set the 'Serv Feb 12 23:52:36 ubuntutest systemd[1]: Started The Apache HTTP Server.
可以看到虚拟机内部有一个虚拟光驱，挂载光驱，看看里面有什么？
root@ubuntutest:/mnt/openstack/latest# lsblk NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT loop0 7:0 0 492K 1 loop /mnt sda 8:0 0 50G 0 disk ├─sda1 8:1 0 49.9G 0 part / ├─sda14 8:14 0 4M 0 part └─sda15 8:15 0 106M 0 part /boot/efi sr0 11:0 1 492K 0 rom root@ubuntutest:/mnt/openstack/latest# blkid /dev/sda1: LABEL="cloudimg-rootfs" UUID="389aa1a9-4466-4e69-8f3f-9bfc5cfc4bbd" TYPE="ext4" PARTUUID="4d7b5a03-f968-4e9e-af71-dcc3028f8d76" /dev/sda15: LABEL="UEFI" UUID="8374-EB2F" TYPE="vfat" PARTUUID="f29c5fa0-6fb6-4f4f-b04f-2ccae321cd4d" /dev/sr0: UUID="2023-02-12-23-50-11-00" LABEL="config-2" TYPE="iso9660" /dev/loop0: UUID="2023-02-12-23-50-11-00" LABEL="config-2" TYPE="iso9660" /dev/sda14: PARTUUID="63375218-4ce6-4cc2-b0f6-22d1421c41fe" ###挂载虚拟光驱 root@ubuntutest:/mnt/openstack/latest# mount -o loop -t iso9660 /dev/sr0 /mnt
挂载之后，可以看到latest目录下有一个user_data 文本文件，此文件就是前面注入的ubuntu.config 这个文件，内容是和它一样的
root@ubuntutest:/mnt/openstack/latest# pwd /mnt/openstack/latest root@ubuntutest:/mnt/openstack/latest# ls meta_data.json network_data.json user_data vendor_data.json vendor_data2.json
#########小结：这样的方式修改定制官方镜像非常的方便，并且是可以大批量的修改定制，可以理解为一个模板文件解决了基本所有的困扰。
centos7的ci配置文件如下：
[root@openstack1 opt]# cat /tmp/centos.config #cloud-config chpasswd: list: | root:123456 centos:centos expire: false ssh_pwauth: yes hostname: centostest yum_repos: epel-163: baseurl: http://mirrors.163.com/centos/$releasever/os/$basearch/ name: Centos-7 enabled: true resolv_conf: nameservers: ['223.6.6.6', '8.8.8.8'] searchdomains: - localdomain domain: localdomain options: rotate: true timeout: 1 manage_resolv_conf: true packages: - vim - wget - httpd timezone: 'Asia/Shanghai' runcmd: - [ sed, -i, "s/^ *SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g", /etc/selinux/config ] - [ mkdir, /fuck ] - [ touch, /root/123456 ] - [ sed, -i, "s/^ *nameserver.*/nameserver 223.6.6.6/g", /etc/resolv.conf ] - [ rpm, --import, /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-CentOS-7 ] power_state: delay: now mode: reboot message: reboot now timeout: 30 condition: true
三，
openstack中nova服务关于config_drive的设置
在上面的演示中，看到了一个虚拟光驱在虚拟机实例中，那么，这个虚拟光驱哪来的？
在nova的配置文件/etc/nova/nova.conf文件内：
config_drive_format有两个值，ISO9660和vfat，对应于虚拟光驱和虚拟磁盘
默认是 iso9660，但这会导致 instance 无法在线迁移，必须设置成config_drive_format=vfat 才能在线迁移。
# * A compute node running Hyper-V hypervisor can be configured to attach # configuration drive as a CD drive. To attach the configuration drive as a CD # drive, set the ``[hyperv] config_drive_cdrom`` option to true. # (string value) # Possible values: # iso9660 - <No description provided> # vfat - <No description provided> #config_drive_format=iso9660
还有一个配置，如果此值是true，那么，镜像实例化的时候可以不加--config-drive true，默认是不启用config注入：
#force_config_drive=false
