深入理解OpenStack虛擬機之Metadata
前言
剛接觸OpenStack的朋友都知道，我們在創建虛擬機的時候選擇密鑰對，虛擬機創建完畢后，直接使用ssh無密碼就可以登錄到虛擬機，那么我們創建的my-key如何就這么神奇的被放到了虛擬機中呢?
OpenStack metadata
要理解如何實現的，我們需要先了解OpenStack的metadata。metadata字面上是元數據，主要用來給客戶提供一個可以修改設置OpenStack instence(云主機)的機制，就像我們想在虛擬機放置一個公鑰這樣的需求，或者設置主機名等都可以通過metadata來實現。讓我來梳理一下思路：
1.OpenStack有一個叫做Metadata的東東。
2.我們創建虛擬機時候設置的主機名、密鑰對，都保存在Metadata中。
3.虛擬機創建后，在啟動的時候獲取Metadata，并進行系統配置。
虛擬機如何取到Metadata?
那么虛擬機到底是怎么取到這個metadata呢?讓我們在虛擬機試試這個。
- $ curl http://169.254.169.254/2009-04-04/meta-data
- ami-id
- ami-launch-index
- ami-manifest-path
- block-device-mapping/
- hostname
- instance-action
- instance-id
- instance-type
- local-hostname
- local-ipv4
- placement/
- public-hostname
- public-ipv4
- public-keys/
- reservation-id
是不是有點驚訝，注意到我們請求的IP地址了嗎，169.254.169.254，這是什么魔法?從哪里冒出來一個這樣的IP地址，竟然還可以訪問，我們肯定從來沒有配置過類似奇怪的IP地址在任何OpenStack的服務中。
那我們就到虛擬機里面去一探究竟，既然能訪問，那么根據OSI七層模型來理解，一定有到這個IP地址的路由存在吧。
我們使用ip ro li列出虛擬機路由，可以看到果然有一條路由：169.254.169.254從192.168.57.100出去，那么誰擁有這個IP地址呢?我們先來控制節點上(當然更嚴謹的說是在運行Neutron-dhcp-agent的節點上)找一找。
- # ip netns li qdhcp-ec14e723-ff09-4dab-a9e9-26dc6facc0fd
我們可以看到在控制節點有一個qdhcp的namespace，這個是我們啟動Neutron-DHCP-Agent生成的，我們可以看下它的IP地址是什么。
它竟然有兩個IP地址，192.168.57.100和169.254.169.254。再繼續往下探索之前，我們先停下來，那么怎么設置讓DHCP給虛擬機推送這個路由呢?答案在我們當時配置DHCP-Agent的時候。
- # vim/etc/neutron/dhcp_agent.ini
- enable_isolated_metadata = true
有一個Web服務?
好的，由于我們使用的橋接網卡，那么訪問169.254.269.254的請求非常順利的被送到了qdhcp-ec14e723-ff09-4dab-a9e9-26dc6facc0fd這個namespace這里。那么需要有一個Web服務監聽在80端口給我們提供吧，我們繼續看：
果然有一個Apache監聽在80端口，為我們默默的提供metadata。所以虛擬機就是這么獲取這些信息的：
獲取用戶注入的key：
獲取主機名
獲取IP地址
現在你終于知道OpenStack創建虛擬機之后到底是怎么獲取到這些meta-data信息了吧。不過別忘了。這個是我們用的cirros的小鏡像才有的。如果你自己創建一個鏡像可不會這么智能，那么怎么辦呢?我相信聰明的你已經想到了最簡單的方案：
在啟動的時候執行一個腳本。這個腳本通過訪問meata-data獲取內容，然后設置到系統上。把這個腳本放到/etc/rc.local中。如果你不想這個腳本每次都執行，你還可以在執行完畢后，再把自己從/etc/rc.local中移除。
當然還有其它的方案。例如使用cloud-init這個軟件包。
為啥是169.254.169.254?
或許你和我有一樣的疑問，為啥這個meatadata的ip地址是169.254.169.254呢?這個就要提到Amazon了。因為metadata是亞馬遜提出來的。然后大家再給亞馬遜定制各種操作系統鏡像的時候獲取metadata的api地址就寫的是169.254.169.254。為了這些鏡像也能在OpenStack上運行，為了兼容它。OpenStack就保留了這個地址。其實早期的OpenStack版本是通過iptables NAT來映射169.254.169.254到真實API的IP地址上。不過現在更靈活了，直接在虛擬機里面增加了一條路由條目來實現，讓虛擬機順利的訪問到這個IP地址。
