本書結合作者親身經歷的各類OpenStack的咨詢、規劃和實施經驗，以循序漸進的方式，從理論和工程角度，講述了如何將OpenStack（本質上只是一堆相關的進程和服務）變成企業可靠的、托管企業各類生產環境的云平臺的方方面面，讓OpenStack真正變成我們身邊默默無聞但又實實在在的環境的一分子。本書分為10章，分別介紹了OpenStack與云，OpenStack社區，OpenStack與AWS、VMware、虛擬化管理工具，虛擬機管理程序與典型應用，OpenStack架構與組件，OpenStack部分組件安裝示例，系統定制技術，OpenStack部署，第三方工具搭建OpenStack運行環境，九州云Animbus融合架構一體機解決方案等內容。

序1
OpenStack這兩年在中國得到了眾多企業和社區的關注，記得2011年年初，我和國內一些朋友剛剛開始在國內推廣和普及OpenStack時很多企業都還在觀望。最初我們聯合英特爾、上海交通大學廣州電信研究院等幾家單位，在上海軟件產業促進中心的支持下，邀請了該項目的發起單位Rackspace和Nebula（前NASA CTO創建的公司），還請來了Intel和Dell的海外研發團隊來國內布道，共同組織了“首屆OpenStack上海峰會”（后來由于和基金會的OpenStack峰會在名稱上容易混淆而改成“OpenStack用戶組大會”）。國內也只有中國電信廣州研究院和上海交通大學幾個為數不多的機構和部門開始研究OpenStack。可以看出，當時已經有國內企業和機構開始在PoC（Prove-of-Concept）或測試環境中部署OpenStack，但生產環境大規模部署還不成熟，這對于推廣OpenStack也是一個非常大的挑戰。所以我當時就四處打探國內到底有誰在實際使用OpenStack，也就是在這個時候我認識了新浪SAE（Sina App Engine）團隊的負責人叢磊，在他的引薦和幫助下找到了原SAE團隊技術經理程輝，并邀請他們到社區分享經驗與心得。雖然當時新浪的規模并不大，但他們確實已經在生產環境中用到了OpenStack中的Nova和 Swift兩個核心項目，并用Swift替換了原有的SAE存儲，另外他們還內部嘗試做了計費Dough和監控Kanyun兩個開源項目（可惜后來沒有了下文）。
接下來國內OpenStack用戶群體逐漸發展了起來，先是瞬聯軟件、趣游、網易等分別開始嘗試基于OpenStack開發部署自己的云平臺，之后愛奇藝、用友、京東、百度、360、美團等紛紛選用OpenStack。但總的來說初期大多數用戶都將OpenStack作為私有云服務，并且有發展成為OpenStack云服務提供商的趨勢。當然也有部分玩家希望先基于OpenStack做公有云，認為如果OpenStack公有云平臺能支撐住成千上萬的虛擬機，做私有云就沒有太大的問題。大部分私有云也并沒有采用直接替換現有系統的方式，例如攜程（花旗銀行之前的報告也曾提到過提供OpenStack發行版的價值要低于交鑰匙的方案，還預測得私有云用戶者得天下）。
2013年年初我和我的團隊開始為部分國內企業客戶提供基于OpenStack的私有云服務，所以接觸到一些付費或有意向的用戶。如互聯網數據中心（Internet Data Center，IDC）客戶，因為隨著微軟Azure與AWS（Amazon Wed Services）的進入，外資領先的云服務商可能對國內IDC企業造成毀滅性打擊，IDC正在轉型的關鍵節點，迫使他們必須從賣資源轉型到賣服務。而目前國內公有云的現狀是：沒有成本優勢，規模無法實現贏利，不計成本很難持久，幾乎沒有提供相關的API（應用程序接口），不能給用戶提供按需付費的交付方式。所以說AWS模式很難在國內復制，特別是AWS采用的DevOps模式，要知道有600多人在AWS產品線，并且他們無須客服人員，用戶自助、互助服務。在國內，如果沒有客服，你都不敢想象會是什么樣子。
還有一些金融客戶，他們面臨大數據的機遇與挑戰，正在努力尋找突破。相對來說，互聯網企業投入其實并不大，幾個人的團隊就已經足夠為云平臺提供運維支撐，出了問題也是可以自己扛的。金融客戶重點在于關注自身的業務，而底層的基礎設施服務希望能夠通過第三方服務提供商來提供保障，進而可以加快項目實施進度。政府和教育行業也同樣，他們面臨定制化開發風險，面對升級維護等問題時也傾向于選擇第三方服務提供商來實施自己的云平臺項目。
而安全可靠成了企業級用戶在遷移到云平臺時首先關注的問題。另外，如何基于開源的OpenStack 技術對企業應用進行優化，并為 OpenStack 核心組件設計高可靠和高可用方案，甚至要為多租戶提供分布式虛擬化防火墻，基于 SDN （軟件定義網絡）技術為上層應用提供按需的網絡資源及服務，完善監控和管理周期，實現全面自動化等；如何提高消息隊列服務的高可靠性，避免因為發送消息到寫入消息之間的延遲導致的信息丟失；如何實現MySQL的高可用集群等，都是企業客戶比較關心的問題。我們在為客戶實施時通過支持OpenStack的防火墻為租戶網絡隔離提供支持，通過 OpenFlow 交換機與協議對網絡進行編程控制，打破了現有網絡對業務封閉的問題；利用網絡流量的可視化及靈活的編排，將流量導入特定的業務服務器、防火墻或者IDS/IPS（入侵檢測系統/入侵防御系統）設備，確保應用程序以及流量的正確流向及安全可靠。
這些成功部署了OpenStack平臺的企業大致可以分為兩類：一類企業屬于內部有較強的技術實力，對開源軟件有著強烈的好感，他們下載源碼之后幾乎可以通過DIY（Do It Yourself）來解決自己的問題（不過這可不像下載幾部電影那么簡單，你真的要這樣做嗎？想好怎么升級了嗎？誰來為你提供技術服務？）；另一類企業則選擇了開源服務供應商，例如我們團隊。
不管是OpenStack發行版還是各種OpenStack解決方案都需要對OpenStack有一定的了解和掌握，而目前國內這方面的資料還不是很多，大多數散落在一些個人博客上，本書在某種程度上填補了這個空白，對于國內OpenStack愛好者來說是本詳盡的參考書，并且張小斌先生也參與了不少OpenStack項目的實施，一直奮戰在第一線，積累了不少經驗，值得推廣，希望本書的出版對于國內OpenStack社區的發展也能起到很好的促進作用，幫助更多用戶和開發者了解OpenStack。

杜玉杰
OpenStack基金會獨立董事



杜玉杰是OpenStack基金會獨立董事、開源社區顧問、OpenStack中國社區發起人、TryStack執行董事、企業級云計算聯盟（ECA）副秘書長，目前主要負責OpenStack在中國的推廣工作。先后為IBM、Intel、Dell、HP、華為等企業提供過專業的開源咨詢和培訓服務，幫助更多企業深入了解開源社區的運作，并為客戶提供基于開源的信息化顧問咨詢服務。

序2
很榮幸作為本書的第一批讀者，并受張小斌先生之邀作序。小斌先生作為IT領域資深的技術專家，所展現出來的沉穩、深厚的技術能力，商業洞察力，面對問題的從容解決之道，均來自他本人多年的技術積累和經驗提煉。本書是來自他實踐的結晶和心血，會給讀者帶來耳目一新的感覺。
隨著近年來云計算和大數據領域的持續升溫，云計算、云服務得到了越來越多的人關注，云計算相關技術也已經被越來越多的企業所了解、掌握、應用和創新。按需使用、靈活計費，云計算無疑成為水/電/煤之后又一大眾資源。
在傳統的IaaS（Infrastructure as a Service，基礎設施即服務）、PaaS（Platform as a Serrice，平臺即服務）、SaaS（Saftware as a Service，軟件即服務）之外，還有DaaS（Data as a Service，數據即服務）、BaaS（Backend as a Service，后端即服務）、CaaS（Communication as a Service，通信即服務）、MaaS（Monitor as a Service，監測即服務）等，從而出現了XaaS（X as a Service，Everything as a Service，一切皆服務）。
當所有的基礎設施、基本的功能服務以及面向不同領域的產品，都可以被包裝成隨時隨地、按需使用的服務模式后，社會分工將進一步細化，服務質量將進一步提升，整體生產效率也將大幅度提高。在每個細分的領域，將不斷涌現出更好的服務和產品，從而帶動整個社會的進步。云服務的社會化意義將遠遠大于目前它所展現出來的技術層面的能力。
對于個人和企業來說，越早地了解和掌握云計算相關技術和理念，在不久的未來，就越有可能在各個領域不斷創新，顛覆傳統的產品模式，創造更大的價值。
小斌先生適時地推出了本書，便于大家了解和學習最新的云計算領域的動態和相關技術，無論作為技術人員還是非技術人員，真誠推薦大家選取相應部分進行閱讀、交流和思考。

金龍
蘇寧云開發總監

序3
云計算技術作為目前計算機和互聯網領域的研究熱點，得到了國內眾多研究機構、企業和高校的關注，其虛擬化、可擴展及按需服務等特性顛覆了傳統的技術模式和商業模式，極大地改變了人們的生活形態。
云計算不僅為企業提供了很好的發展平臺，也對高校培養高素質的復合型和創新型高等工程技術與管理人才提出了新的要求。作為高校的實驗教學和管理人員，我們一直也在關注云平臺相關的發展動向以及云平臺在高校的應用狀況，希望能設計一個針對本科生實驗教學的云平臺。遺憾的是，目前國內高校搭建的云平臺大多數用于特定的科研項目，鮮有面向本科生教學的云平臺案例可以借鑒。
我有幸與張小斌先生帶領的IBM OpenStack設計和實施團隊合作，共同探討以本科生實驗教學為目標的云平臺相關實驗項目，并由張小斌、郭晉兵和姚巖煒三位技術專家實施搭建了一個云計算教學和實驗平臺，以滿足云計算相關課程的實驗教學要求。從高校本科教學的角度來講，我們希望云計算不僅僅停留在空泛的理論學習，而是通過實踐操作培養學生的工程實踐綜合能力。針對教學的云平臺和其他企業用于生產環境的云平臺需求有所不同，實驗教學的云平臺要求根據課程能快速創建實驗環境，教師能方便地對云計算實驗所需的資源、環境、流程以及實驗成果進行管理，使復雜實驗環境的管理通過簡單操作就能完成。此外，為給后續大數據應用課程相關實驗的開設提供環境支持，還要求在該云平臺上部署Hadoop，讓學生在云計算實踐環境中學習大數據處理技術。
要搭建一個滿足用戶需求的云平臺，無論是在硬件還是軟件方面，都需要足夠的專業知識進行配置和優化，IBM OpenStack設計和實施團隊的專家們以嚴謹務實的工作態度和扎實的專業知識保障了云平臺的順利實施和使用。而如何搭建一個可用的云平臺，不僅是云計算相關工程師關心的問題，也是高等院校云計算教學的主要內容。因此，我們亟需一本介紹如何搭建云平臺的具有較強實戰性的書籍，幫助學生了解和掌握云計算的理論知識以及Openstack的整體架構，并為實驗教學管理和平臺維護提供實踐指導。
張小斌先生作為長期從事OpenStack研究和開發的技術專家，在云計算及云平臺搭建方面有著豐富的專業知識和實踐經驗，在教學培訓方面也具有獨特的見解。由張小斌先生執筆的這本書內容涵蓋了云計算的架構、模式和應用，系統地介紹了云平臺的搭建以及要解決的問題，不僅可為云平臺的設計實施者提供指導，也是一本適用于教學的參考用書。
OpenStack作為一個開源項目，正處于一個不斷發展完善的過程，采用OpenStack搭建的云平臺在使用中也會出現一些意想不到的問題，如網絡不穩定，大批量部署虛擬機后導致系統性能下降，用戶界面操作功能有待完善等，我們相信，隨著OpenStack的不斷更新發展，這些問題也會逐步得以解決。希望張小斌先生今后能持續不斷地將自己的專業知識以及實踐經驗以著書的形式奉獻給讀者，為在云平臺搭建和使用中碰到難題的技術人員提供參考，也幫助更多的用戶體驗云平臺所帶來的便利服務。

金永霞
河海大學云計算與大數據老師


前 言
云計算的世界正在變成現實。每天早晨起床，我們便拿起手機或者iPad，開始瀏覽訂閱的新聞，打開微博查看那些大牛又分享了什么，通過微信記錄和分享自己的感受，然后會用一小時時間來處理各種郵件，完成一些文檔。
我們的生活每天都離不開網絡。互聯網和我們生活的連接成為常態，無論我們在百度上的搜索、下單購物、開車遠行的地圖導航，還是商家給我們精準的廣告投遞，背后的它們都存儲和運行在遠處一個個數據中心的分布式服務器里，就好像所有的信息交互都來自于手里的那個設備一樣。而我們所需要做的，就是提交我們的訂單，然后就像支付每月的電費水費賬單一樣，為得到的服務買單。無論我們走到哪里，只要有網絡，我們就可以訪問到我們需要的服務。
在今天的公司里，需要一臺服務器變得如此簡單：在企業自己的私有云平臺，只需要簡單輸入一些信息并提交，短短幾分鐘，我們便擁有了一臺“真正”的Linux或Windows服務器，我們需要的軟件已經自動安裝配置好，我們只需要輸入IP地址，便可以登錄到這臺計算機里。當我們使用完畢，只需要執行幾個操作，這臺服務器便被回收回去，不再掛在自己名下的公司資產里。我們在云平臺搭建我們的開發測試環境，運行企業的Web服務器和數據庫，就在辦公環境的桌面也是云平臺提供的。當我們有大量文檔、圖片和視頻數據需要存放和管理時，只需要打開瀏覽器，把它們上傳到云存儲里去，不用再擔心空間不夠或者磁盤損壞怎么辦。當我們有許多數據要進行分析，可以很容易地啟動一些大數據的作業，無論是計算的節點，還是算法本身，都只需用指尖輕觸鍵盤，一切均在彈指之間完成。
一切即服務，是我們今天聽到最多的話語，基礎設施即服務、平臺即服務、軟件即服務、Windows即服務、大數據即服務、安全即服務、電源即服務。很早就進入了云計算世界的企業，他們所解讀的云計算，就是這一種技術，所有需要的資源都會作為一項服務提供給我們：無論是我們需要的主機，還是運行計算任務的大數據引擎，甚至一個復雜的開發測試環境和工作流。用軟件定義的方法去重新詮釋資源，讓我們的業務變得如此敏捷。一切即服務為我們帶來巨大的便捷，讓我們專心做我們該做的事，而不像傳統IT環境，需要花費幾周甚至幾個月的時間去等待漫長的采購流程、審批流程、環境搭建流程……
許多企業都開始采用云計算技術來降低成本，提高效率。
云時代的操作系統
今天我們介紹的OpenStack正是這樣一項搭建云平臺的技術。OpenStack是一個開源的平臺、開放的設計、開放的開發、開放的社區。它讓你在商用硬件平臺之上，搭建自己的IaaS，無論大小。OpenStack包括許多相關的項目，提供了各種各樣的軟件組件，可以非常容易地讓你搭建自己的公有云或私有云平臺。OpenStack項目由全球頂尖的開發者、公司和云計算技術協作，推動著開放標準的、適合公有云與私有云的云計算平臺。
OpenStack在數據中心管理，通過軟件定義的網絡、軟件定義的存儲、軟件定義的數據中心、軟件定義的環境，管理各種大量的計算、網絡和存儲資源池。OpenStack也是高度可擴展的，意味著你可以非常容易地隨著時間增加新的服務器、存儲和網絡資源，讓你的云平臺長大。OpenStack關注易用性、大規模可擴展，其插件式的設計可以非常容易地集成各個服務器、網絡和存儲廠商的產品和技術，而無任何廠商鎖定。
許多企業都采用OpenStack來搭建自己的云平臺。根據2013年OpenStack香港大會前做的用戶調研，共有全球539個公司提交了回應，目前已知的OpenStack部署分布在56個國家的200多個城市中，分布在互聯網、學術教育、電信、制片與多媒體、政府國防、制造業、零售、醫療、金融、消費品市場等行業。
在部署OpenStack的企業中，有5 000人以上的大企業占到了29%的比例，而100人以下的小微型企業則占到了42%的比例。
按照部署類型劃分，60%的OpenStack部署都是作為企業內部私有云，17%是托管的私有云，公共云部署占15%，混合云部署占6%，剩下的2%是用于維護OpenStack社區自身運作的。
那么，從用戶的角度，云平臺能帶來什么樣的價值呢？讓我們看看用戶為什么選擇OpenStack解決方案。下面是按照關注程度排序，用戶為什么選擇OpenStack的一些原因：
節省成本；
提高運維效率；
開放的平臺；
無廠商鎖定；
底層可以有比較多技術選擇的自由；
能夠幫助企業更好地創新。
IDG Connect代表紅帽公司進行了一項網上調研，來了解用戶對私有云，特別是OpenStack的看法。共有200位來自美國公司（員工人數在1 000人以上的公司）的IT決策者積極參與了這項調研，其中有35%的受訪者來自員工人數超過5 000人的大型企業。訪者主要來自：
制造業；
金融服務；
醫療保健/醫藥；
零售在內的垂直行業；
公共部門。
調查結果顯示，私有云的發展面臨著很多方面的挑戰，包括：資源管理（占到21%）、簡化IT管理（占到18%）、應用軟件管理（占到18%）、應用軟件遷移（占到18%）。隨著企業用戶可以越來越重視地解決這些問題，企業用戶正在或有計劃地向OpenStack私有云遷移。有60％的受訪者表示，他們正處在配置OpenStack的初期階段，有的尚未完成，或者還在實施過程當中。有84％的受訪者表示OpenStack是他們未來云計劃的一部分。
參與調研的受訪者認為OpenStack成為私有云替代品所具備的獨特優勢包括：
管理的可見性（占73%）；
配置速度（占72%）；
平臺的靈活性（占69%）；
更好的靈活性（占69%）；
競爭優勢（占67%）。
“躍上云端——OpenStack企業應用之路”叢書
OpenStack在工程實踐中，對許多初學的用戶來說，面臨著許多困難，首先其涉及的內容非常龐大而復雜；其次，雖然網上有許多資料，但都是針對具體某個技術和專題而展開的，缺乏系統、全局的視野來看待OpenStack的范圍、難點和挑戰，也缺乏具體實踐指導，如何將OpenStack變成一個真實運行、穩定而性能良好的云平臺，不管是幾個節點的實驗環境，還是幾十甚至上百個節點的研發測試生產環境。本書很好地總結和回答了這些問題。另外，許多人往往關注OpenStack的具體某項技術，但往往忽略了，一個可以運行的OpenStack云平臺，往往涉及大量系統方面的知識和經驗，如物理網絡規劃、部署規劃、具體參數和配置對性能的影響，大規模環境規劃中面臨的網絡地址管理，網絡分離設計，存儲方案的選擇，一步步的實施計劃等。這些內容在網上都是很難找到的。
本書面向廣大的OpenStack初學者、系統開發人員、云平臺實施人員，還面向系統架構師和IT管理人員，不但涵蓋OpenStack學習和使用中遇到知識的方方面面，還包括許多規劃方面的第一手實踐，對各個知識系統的相關性也進行了很多闡述。通過本書，希望能讓廣大的讀者能融會貫通，對面臨的廣度和復雜度有一個清晰的視野，又有具體的工程實踐方面的第一手資料可供參考。
“躍上云端——OpenStack企業應用之路”系列叢書，由一些長期從事OpenStack研究、設計、開發、部署、實施的一線技術專家和工程人員共同編寫和校閱。其中IBM OpenStack Solution架構師張小斌對叢書進行策劃和總體內容的規劃，并主要編寫叢書中的第一本圖書，其他人員還包括IBM OpenStack和X86實施團隊技術專家郭晉兵，IBM OpenStack網絡存儲專家姚巖煒，北大軟件學院天才的研究生藍啟嵩、郝樹偉，北京郵電大學林瀟俊等。本叢書得到了彎曲評論首席陳懷臨先生，OpenStack社區獨立董事、TryStack社區主席杜玉杰先生，99云總裁張淳先生的技術指導與大力支持，在此一并表示感謝。
參與本書編寫和審閱的其他朋友還包括夏慶梅、張小立、楊永勝、張娟、楊飛、高凱、蘇沛沛、王婷、張小軼、劉業成等。
“躍上云端——OpenStack企業應用之路”叢書系列包括：
《OpenStack企業云平臺架構與實踐》
《OpenStack企業應用托管與演進》
由于云平臺和OpenStack所涉及的知識和技術非常龐大而復雜，本人水平有限，錯誤在所難免，如有疑問請與作者本人直接聯系和討論（作者郵箱：xiaobinz@gmail.com），非常感謝！