OPENSTACK中的METADATA SERVER

虛擬機啓動時候需要注入hostname、password、public-key、network-info之類的信息，以便虛擬機能夠被租戶管理。對於這些信息的注入openstack提供了兩種方式， guestfs-inject以及metadata-server。

guestfs-inject的使用很受限制尤其是並不是所有鏡像都能夠支持這種方式，I版本也以及取消了這種方式； metadata-server使用上更爲靈活，但是他們都依賴鏡像內部必須裝有cloud-init組件，儘管如此，由於aws力挺metadata-server，所以這已經成爲了虛擬機 信息注入方案事實上的標準。

本文主要探討metadata-server在openstack中如何實現。

cloud-init

cloud-init是一個在啓動的時候定製你的Iaas平臺中虛擬機的包，它可以幫助你重新定義你的虛擬機而不需要重新安裝，只需要加入對應的配置項即可。在Ec2中有很多鏡像都安裝了cloud-init來方便用戶定製自己的虛擬機。它可以讓你在虛擬機啓動的時候設置語言環境，設置主機名，甚至生成私鑰，添加用戶自己的ssh公鑰到虛擬機.ssh/authorized_keys, 設置臨時掛載點等等。

cloud-init 項目地址: https://launchpad.net/cloud-init

cloud-init 文檔地址: http://cloudinit.readthedocs.org

metadata元數據服務

metadata字面上是元數據，是一個不容易理解的概念。在除了openstack的其他場合也經常會碰到。openstack裏的metadata，是提供一個機制給用戶，可以設定每一個instance 的參數。

Amazon首先提出了metadata的概念，並搭建了metadata的服務，這個服務的公網IP是169.254.169.254，通常虛擬機通過cloud-init發出的請求是:

http://169.254.169.254/latest/meta-data

後來很多人給亞馬遜定製了一些操作系統的鏡像，比如 ubuntu, fedora, centos 等等，而且將裏面獲取 metadta 的api地址也寫死了。所以opentack爲了兼容，保留了這個地址 169.254.169.254。然後通過iptables nat映射到真實的api上。

metadata在openstack中的BP: https://blueprints.launchpad.net/nova/+spec/openstack-api-metadata

nova中的metadata-server

metadata-server的具體實現是在nova-api組件中，nova.conf中與metadata有關的配置如下:

enabled_apis=ec2,osapi_compute,metadata

# OpenStack metadata service manager
metadata_manager=nova.api.manager.MetadataManager

# IP address for metadata api to listen
metadata_listen=0.0.0.0

# port for metadata api to listen
metadata_listen_port=8775

# Number of workers for metadata service
metadata_workers=<None>

# 和neutron-metadata-agent 通信相關
service_neutron_metadata_proxy=True
neutron_metadata_proxy_shared_secret=

具體的代碼實現在 api/metadata 下:

metadata=metadata {
  __init__.py
  base.py
  handler.py
  password.py
  vendordata_json.py
}

與neutron的結合使用

通常我們使用neutron實現虛擬機的網絡方案，neutron的metadata-agent並不會自己實現metadata服務，而是把cloud-init的請求轉發給nova-api中的metadata服務，具體服務流程請看下圖:

• 虛擬機通過cloud-init組件請求169.254.169.254這個地址的metadata服務，這時這個請求會有兩種方式處理。

  當虛擬機所在的子網擁有網關而且連接了l3-router，則通過qrouter的namespace中的iptables處理； 當虛擬機所在的子網沒有網關，是個封閉的子網，那麼dhcp服務的虛擬網卡會添加一個169.254.169.254的ip；

• 接收的cloud-init請求由ns-metadata-proxy處理，ns-metadata-proxy與metadata-agent通過unix domain socket實現IPC，實現將對ns-metadata-proxy的請求交給metadata-agent處理。

• metadata-agent接收請求，將請求交給metadata-server的真實實現者nova-api。