深入理解OpenStack虚拟机之Metadata

前言

刚接触OpenStack的朋友都知道，我们在创建虚拟机的时候选择密钥对，虚拟机创建完毕后，直接使用ssh无密码就可以登录到虚拟机，那么我们创建的my-key如何就这么神奇的被放到了虚拟机中呢?

OpenStack metadata

要理解如何实现的，我们需要先了解OpenStack的metadata。metadata字面上是元数据，主要用来给客户提供一个可以修改设置OpenStack instence(云主机)的机制，就像我们想在虚拟机放置一个公钥这样的需求，或者设置主机名等都可以通过metadata来实现。让我来梳理一下思路：

1.OpenStack有一个叫做Metadata的东东。

2.我们创建虚拟机时候设置的主机名、密钥对，都保存在Metadata中。

3.虚拟机创建后，在启动的时候获取Metadata，并进行系统配置。

虚拟机如何取到Metadata?

那么虚拟机到底是怎么取到这个metadata呢?让我们在虚拟机试试这个。

1. $ curl http://169.254.169.254/2009-04-04/meta-data 
2.  
3. ami-id 
4.  
5. ami-launch-index 
6.  
7. ami-manifest-path 
8.  
9. block-device-mapping/ 
10.  
11. hostname 
12.  
13. instance-action 
14.  
15. instance-id 
16.  
17. instance-type 
18.  
19. local-hostname 
20.  
21. local-ipv4 
22.  
23. placement/ 
24.  
25. public-hostname 
26.  
27. public-ipv4 
28.  
29. public-keys/ 
30.  
31. reservation-id 

是不是有点惊讶，注意到我们请求的IP地址了吗，169.254.169.254，这是什么魔法?从哪里冒出来一个这样的IP地址，竟然还可以访问，我们肯定从来没有配置过类似奇怪的IP地址在任何OpenStack的服务中。

那我们就到虚拟机里面去一探究竟，既然能访问，那么根据OSI七层模型来理解，一定有到这个IP地址的路由存在吧。

我们使用ip ro li列出虚拟机路由，可以看到果然有一条路由：169.254.169.254从192.168.57.100出去，那么谁拥有这个IP地址呢?我们先来控制节点上(当然更严谨的说是在运行Neutron-dhcp-agent的节点上)找一找。

1. # ip netns li qdhcp-ec14e723-ff09-4dab-a9e9-26dc6facc0fd 

我们可以看到在控制节点有一个qdhcp的namespace，这个是我们启动Neutron-DHCP-Agent生成的，我们可以看下它的IP地址是什么。

它竟然有两个IP地址，192.168.57.100和169.254.169.254。再继续往下探索之前，我们先停下来，那么怎么设置让DHCP给虚拟机推送这个路由呢?答案在我们当时配置DHCP-Agent的时候。

1. # vim/etc/neutron/dhcp_agent.ini 
2.  
3. enable_isolated_metadata = true 

有一个Web服务?

好的，由于我们使用的桥接网卡，那么访问169.254.269.254的请求非常顺利的被送到了qdhcp-ec14e723-ff09-4dab-a9e9-26dc6facc0fd这个namespace这里。那么需要有一个Web服务监听在80端口给我们提供吧，我们继续看：

果然有一个Apache监听在80端口，为我们默默的提供metadata。所以虚拟机就是这么获取这些信息的：

获取用户注入的key：

获取主机名

获取IP地址

现在你终于知道OpenStack创建虚拟机之后到底是怎么获取到这些meta-data信息了吧。不过别忘了。这个是我们用的cirros的小镜像才有的。如果你自己创建一个镜像可不会这么智能，那么怎么办呢?我相信聪明的你已经想到了最简单的方案：

在启动的时候执行一个脚本。这个脚本通过访问meata-data获取内容，然后设置到系统上。把这个脚本放到/etc/rc.local中。如果你不想这个脚本每次都执行，你还可以在执行完毕后，再把自己从/etc/rc.local中移除。

当然还有其它的方案。例如使用cloud-init这个软件包。

为啥是169.254.169.254?

或许你和我有一样的疑问，为啥这个meatadata的ip地址是169.254.169.254呢?这个就要提到Amazon了。因为metadata是亚马逊提出来的。然后大家再给亚马逊定制各种操作系统镜像的时候获取metadata的api地址就写的是169.254.169.254。为了这些镜像也能在OpenStack上运行，为了兼容它。OpenStack就保留了这个地址。其实早期的OpenStack版本是通过iptables NAT来映射169.254.169.254到真实API的IP地址上。不过现在更灵活了，直接在虚拟机里面增加了一条路由条目来实现，让虚拟机顺利的访问到这个IP地址。

本文作者：赵班长

来源：51CTO