云计算OpenStack核心组件—keystone身份认证服务（5）

2023年4月9日下午10:33 • 云计算

一、Keystone介绍：

　　keystone 是OpenStack的组件之一，用于为OpenStack家族中的其它组件成员提供统一的认证服务，包括身份验证、令牌的发放和校验、服务列表、用户权限的定义等等。云环境中所有的服务之间的授权和认证都需要经过 keystone. 因此 keystone 是云平台中第一个即需要安装的服务。

作为 OpenStack 的基础支持服务，Keystone 做下面这几件事情：

管理用户及其权限
维护 OpenStack Services 的 Endpoint
Authentication（认证）和 Authorization（鉴权）

学习 Keystone，需要理解下面这些概念：

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1、user

User 指代任何使用 OpenStack 的实体，可以是真正的用户，其他系统或者服务。

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当 User 请求访问 OpenStack 时，Keystone 会对其进行验证。Horizon 在 Identity->Users 管理 User

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admin：openstack平台的超级管理员，负责openstack服务的管理和访问权限

demo：常规（非管理）任务应该使用无特权的项目和用户，所有要创建 demo 项目和 demo 用户

除了 admin 和 demo，OpenStack 也为 nova、cinder、glance、neutron 服务创建了相应的User。 admin 也可以管理这些 User。

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2、Credentials

Credentials 是 User 用来证明自己身份的信息，可以是：

　　（1）用户名/密码

　　（2）Token

　　（3）API Key

　　（4）其他高级方式

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3、Authentication

　　Authentication 是 Keystone 验证 User 身份的过程。User 访问 OpenStack 时向 Keystone 提交用户名和密码形式的 Credentials，Keystone 验证通过后会给 User 签发一个 Token 作为后续访问的 Credential。

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4、Token

Token 是由数字和字母组成的字符串，User 成功 Authentication 后 Keystone 生成 Token 并分配给 User。

　　（1）Token 用做访问 Service 的 Credential

　　（2）Service 会通过 Keystone 验证 Token 的有效性

　　（3）Token 的有效期默认是 24 小时

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5、Project

　　Project 用于将 OpenStack 的资源（计算、存储和网络）进行分组和隔离。

　　根据 OpenStack 服务的对象不同，Project 可以是一个客户（公有云，也叫租户）、部门或者项目组（私有云）。

这里请注意：

　　（1）资源的所有权是属于 Project 的，而不是 User。

　　（2）在 OpenStack 的界面和文档中，Tenant / Project / Account 这几个术语是通用的，但长期看会倾向使用 Project

　　（3）每个 User（包括 admin）必须挂在 Project 里才能访问该 Project 的资源。一个User可以属于多个 Project。

　　（4）admin 相当于 root 用户，具有最高权限

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Horizon 在 Identity->Projects 中管理 Project

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通过 Manage Members 将 User 添加到 Project

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6、Service

　　OpenStack 的 Service 包括 Compute (Nova)、Block Storage (Cinder)、Object Storage (Swift)、Image Service (Glance) 、Networking Service (Neutron) 等。每个 Service 都会提供若干个 Endpoint，User 通过 Endpoint 访问资源和执行操作。

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7、Endpoint

　　Endpoint 是一个网络上可访问的地址，通常是一个 URL。Service 通过 Endpoint 暴露自己的 API。 Keystone 负责管理和维护每个 Service 的 Endpoint。

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可以使用下面的命令来查看 Endpoint。

source /root/openrc admin admin
openstack catalog list

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8、Role

安全包含两部分：Authentication（认证）和 Authorization（鉴权）

Authentication 解决的是“你是谁？”的问题

Authorization 解决的是“你能干什么？”的问题

Keystone 借助 Role 实现 Authorization：

　　（1）Keystone定义Role

　　（2）可以为 User 分配一个或多个 Role，Horizon 的菜单为：Identity->Project->ManageMembers

1、Service 决定每个 Role 能做什么事情 Service 通过各自的 policy.json 文件对 Role 进行访问控制。下面是 Nova 服务 /etc/nova/policy.json 中的示例：

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　　上面配置的含义是：对于 create、attach_network 和 attach_volume 操作，任何Role的 User 都可以执行；但只有 admin 这个 Role 的 User 才能执行 forced_host 操作。

2、OpenStack 默认配置只区分 admin 和非 admin Role。如果需要对特定的 Role 进行授权，可以修改 policy.json。

　　Openstack对User的验证除了身份验证，还需要鉴别 User 对某个Service是否有访问权限。Policy用来定义什么角色对应什么权限。对Keystone来说，Policy其实是一个JSON文件，默认是 /etc/keystone/policy.json 。通过Policy，Keystone实现了对User的权限管理。

3、openstack系统基本角色有两个：

　　一个是管理员admin；

　　一个是租户_member_。

二、Keystone基本架构：

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•Token：用来生成和管理token

•Catalog：用来存储和管理service/endpoint

•Identity：用来管理tenant/user/role和验证

•Policy：用来管理访问权限

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三、通过例子认识keystone

　　我们通过“查询可用 image”这个实际操作让大家对这些概念建立更加感性的认识。User admin 要查看 Project 中的 image
第 1 步登录

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　　当点击 connect 时，OpenStack 内部发生了哪些事情？请看下面

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　　Token 中包含了 User 的 Role 信息

第 2 步显示操作界面

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　　请注意，顶部显示 admin 可访问的 Project 为 “admin” 和 “demo”。其实在此之前发生了一些事情：

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　　同时，admin 可以访问 Intance, Volume, Image 等服务

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　　这是因为 admin 已经从 Keystone 拿到了各 Service 的 Endpoints

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第 3 步显示 image 列表

　　点击 “Images”，会显示 image 列表

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　　背后发生了这些事：

　　首先 admin 将请求发送到 Glance 的 Endpoint

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　　Glance 向 Keystone 询问 admin 身份是否有效

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　　接下来 Glance 会查看 /etc/glance/policy.json 判断 admin 是否有查看 image 的权限

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　　权限判定通过，Glance 将 image 列表发给 admin。

Troubleshoot

　　OpenStack 排查问题的方法主要是通过日志。

　　每个 Service 都有自己的日志文件。

　　Keystone 主要有两个日志： keystone.log 和 keystone_access.log，保存在 /var/log/apache2/ 目录里。

　　devstack 的 screen 窗口已经帮我们打开了这两个日志。可以直接查看：

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　　如果需要得到最详细的日志信息，可以在 /etc/keystone/keystone.conf 中打开 debug 选项

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　　在非 devstack 安装中，日志可能在 /var/log/keystone/ 目录里。

四、安装及配置keystone服务（控制节点）

https://docs.openstack.org/ocata/install-guide-rdo/keystone-install.html#

1、使用root用户登录数据库

[root@ren3 ~]# mysql -u root -proot

2、创建keystone数据库

MariaDB [(none)]> create database keystone;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| keystone           |
| mysql              |
| performance_schema |
+--------------------+
4 rows in set (0.00 sec)

3、创建keystone用户，并授权

MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON keystone.* TO \'keystone\'@\'localhost\' \
    -> IDENTIFIED BY \'KEYSTONE_DBPASS\';
Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)

MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON keystone.* TO \'keystone\'@\'%\' \ 
    -> IDENTIFIED BY \'KEYSTONE_DBPASS\';
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> select user,host,password from mysql.user;
+----------+-----------+-------------------------------------------+
| user     | host      | password                                  |
+----------+-----------+-------------------------------------------+
| root     | localhost | *81F5E21E35407D884A6CD4A731AEBFB6AF209E1B |
| root     | 127.0.0.1 | *81F5E21E35407D884A6CD4A731AEBFB6AF209E1B |
| root     | ::1       | *81F5E21E35407D884A6CD4A731AEBFB6AF209E1B |
|          | localhost |                                           |
|          | ren3      |                                           |
| keystone | localhost | *442DFE587A8B6BE1E9538855E8187C1EFB863A73 |
| keystone | %         | *442DFE587A8B6BE1E9538855E8187C1EFB863A73 |
+----------+-----------+-------------------------------------------+
7 rows in set (0.00 sec)

退出数据库

4、安装keystone软件包

[root@ren3 ~]# yum install openstack-keystone httpd mod_wsgi -y

5、编辑/etc/keystone/keystone.conf文件并完成以下操作：

（1）在[database]部分，配置数据库访问：

[database]
# ...
connection = mysql+pymysql://keystone:KEYSTONE_DBPASS@controller/keystone

（2）在[token]部分，配置Fernet令牌提供程序：

[token]
# ...
provider = fernet

keystone的配置文件如下：

[root@ren3 ~]# cd /etc/keystone/
[root@ren3 keystone]# ls
default_catalog.templates  logging.conf
keystone.conf              policy.json
keystone-paste.ini         sso_callback_template.html
[root@ren3 keystone]# cp keystone.conf keystone.conf.bak
[root@ren3 keystone]# vim keystone.conf

[DEFAULT]
 
[assignment]
 
[auth]
 
[cache]
 
[catalog]
 
[cors]
 
[cors.subdomain]
 
[credential]
 
[database]
connection = mysql+pymysql://keystone:KEYSTONE_DBPASS@ren3/keystone
 
[domain_config]
 
[endpoint_filter]
 
[endpoint_policy]
 
[eventlet_server]
 
[federation]
 
[fernet_tokens]
 
[healthcheck]
 
[identity]
 
[identity_mapping]
 
[kvs]
 
[ldap]
 
[matchmaker_redis]
 
[memcache]
 
[oauth1]
 
[oslo_messaging_amqp]
 
[oslo_messaging_kafka]
 
[oslo_messaging_notifications]
 
[oslo_messaging_rabbit]
 
[oslo_messaging_zmq]
 
[oslo_middleware]
 
[oslo_policy]
 
[paste_deploy]
 
[policy]
 
[profiler]
 
[resource]
 
[revoke]
 
[role]
 
[saml]
 
[security_compliance]
 
[shadow_users]
 
[signing]
 
[token]
provider = fernet
 
[tokenless_auth]
 
[trust]

6、同步数据库

注意：数据库初始化时，要允许匿名用户登录（一路Y即可）

[root@ren3 keystone]# su -s /bin/sh -c "keystone-manage db_sync" keystone
[root@ren3 keystone]# mysql -u keystone -pKEYSTONE_DBPASS

MariaDB [(none)]> use keystone;
MariaDB [keystone]> show tables;
+------------------------+
| Tables_in_keystone     |
+------------------------+
| access_token           |
| assignment             |
| config_register        |
| consumer               |
| credential             |
| endpoint               |
| endpoint_group         |
| federated_user         |
| federation_protocol    |
| group                  |
| id_mapping             |
| identity_provider      |
| idp_remote_ids         |
| implied_role           |
| local_user             |
| mapping                |
| migrate_version        |
| nonlocal_user          |
| password               |
| policy                 |
| policy_association     |
| project                |
| project_endpoint       |
| project_endpoint_group |
| region                 |
| request_token          |
| revocation_event       |
| role                   |
| sensitive_config       |
| service                |
| service_provider       |
| token                  |
| trust                  |
| trust_role             |
| user                   |
| user_group_membership  |
| user_option            |
| whitelisted_config     |
+------------------------+
38 rows in set (0.00 sec)

7、初始化Fernet密钥库

[root@ren3 keystone]# keystone-manage fernet_setup --keystone-user keystone --keystone-group keystone
[root@ren3 keystone]# keystone-manage credential_setup --keystone-user keystone --keystone-group keystone

8、启动身份服务

[root@ren3 ~]# keystone-manage bootstrap --bootstrap-password admin \
   --bootstrap-admin-url http://ren3:35357/v3/ \
   --bootstrap-internal-url http://ren3:5000/v3/ \
   --bootstrap-public-url http://ren3:5000/v3/ \
   --bootstrap-region-id RegionOne

身份服务的管理员用户是admin，密码是admin。

9、配置http服务（keystone的图像化管理界面）

（1）编辑/etc/httpd/conf/httpd.conf文件，并配置ServerName选项来引用控制器节点：

[root@ren3 ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf

ServerName ren3

（2）创建到/usr/share/keystone/wsgi-keystone.conf文件的链接

[root@ren3 ~]# ln -s /usr/share/keystone/wsgi-keystone.conf /etc/httpd/conf.d/
[root@ren3 ~]# cd /etc/httpd/conf.d/
[root@ren3 conf.d]# ls
autoindex.conf  README  userdir.conf  welcome.conf  wsgi-keystone.conf

10、启动http服务

[root@ren3 ~]# systemctl enable httpd.service 
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.
[root@ren3 ~]# systemctl start httpd.service 
[root@ren3 ~]# ss -tnl
State      Recv-Q Send-Q Local Address:Port               Peer Address:Port              
LISTEN     0      128    192.168.11.3:5672                 *:*                  
LISTEN     0      128      *:25672                *:*                  
LISTEN     0      128    192.168.11.3:3306                 *:*                  
LISTEN     0      128    192.168.11.3:11211                *:*                  
LISTEN     0      128    127.0.0.1:11211                *:*                  
LISTEN     0      128      *:4369                 *:*                  
LISTEN     0      128      *:22                   *:*                  
LISTEN     0      128      *:15672                *:*                  
LISTEN     0      100    127.0.0.1:25                   *:*                  
LISTEN     0      128     :::5000                :::*                  
LISTEN     0      128    ::1:11211               :::*                  
LISTEN     0      128     :::80                  :::*                  
LISTEN     0      128     :::22                  :::*                  
LISTEN     0      100    ::1:25                  :::*                  
LISTEN     0      128     :::35357               :::*                  
[root@ren3 ~]# firewall-cmd --list-ports
4369/tcp 5672/tcp 15672/tcp 25672/tcp 3306/tcp 11211/tcp
[root@ren3 ~]# firewall-cmd --add-port=80/tcp --permanent
success
[root@ren3 ~]# firewall-cmd --add-port=35357/tcp --permanent
success
[root@ren3 ~]# firewall-cmd --add-port=5000/tcp --permanent
success
[root@ren3 ~]# firewall-cmd --reload
success

11、字符界面登录（配置管理账户）

[root@ren3 ~]# vim openrc

export OS_USERNAME=admin
export OS_PASSWORD=admin
export OS_PROJECT_NAME=admin
export OS_USER_DOMAIN_NAME=Default
export OS_PROJECT_DOMAIN_NAME=Default
export OS_AUTH_URL=http://ren3:35357/v3
export OS_IDENTITY_API_VERSION=3

[root@ren3 ~]# source openrc 　　　　#加载系统变量（每次新建会话都需要执行）

创建域、项目、用户和角色

　　身份服务为每个OpenStack服务提供身份验证服务。身份验证服务使用域、项目、用户和角色的组合。

1、创建服务项目：

[root@ren3 ~]# openstack project create --domain default \
   --description "Service Project" service
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | Service Project                  |
| domain_id   | default                          |
| enabled     | True                             |
| id          | 6f13ef2920d4410b9bf142821db58dcd |
| is_domain   | False                            |
| name        | service                          |
| parent_id   | default                          |
+-------------+----------------------------------+

[root@ren3 ~]# openstack project list
+----------------------------------+---------+
| ID                               | Name    |
+----------------------------------+---------+
| 021baf9164dd4d6798eb4617292ecae3 | demo    |
| 640da7a471524d35a3efca2692b9555a | admin   |
| 6f13ef2920d4410b9bf142821db58dcd | service |
+----------------------------------+---------+

2、创建demo项目：

[root@ren3 ~]# openstack project create --domain default \
   --description "Demo Project" demo
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | Demo Project                     |
| domain_id   | default                          |
| enabled     | True                             |
| id          | 021baf9164dd4d6798eb4617292ecae3 |
| is_domain   | False                            |
| name        | demo                             |
| parent_id   | default                          |
+-------------+----------------------------------+

3、创建demo用户：

[root@ren3 ~]# openstack user create --domain default \
   --password-prompt demo
User Password:
Repeat User Password:
+---------------------+----------------------------------+
| Field               | Value                            |
+---------------------+----------------------------------+
| domain_id           | default                          |
| enabled             | True                             |
| id                  | eaf9e30c66194b9db31c19adede0b281 |
| name                | demo                             |
| options             | {}                               |
| password_expires_at | None                             |
+---------------------+----------------------------------+
[root@ren3 ~]# openstack user delete demo
[root@ren3 ~]# openstack user list
+----------------------------------+-------+
| ID                               | Name  |
+----------------------------------+-------+
| 372fccfd264c4edfb600af3f56052ec7 | admin |
+----------------------------------+-------+
[root@ren3 ~]# openstack user create --domain default --password=demo demo
+---------------------+----------------------------------+
| Field               | Value                            |
+---------------------+----------------------------------+
| domain_id           | default                          |
| enabled             | True                             |
| id                  | 37c7c00d574146e8817413b7a091f594 |
| name                | demo                             |
| options             | {}                               |
| password_expires_at | None                             |
+---------------------+----------------------------------+
[root@ren3 ~]# openstack user list
+----------------------------------+-------+
| ID                               | Name  |
+----------------------------------+-------+
| 372fccfd264c4edfb600af3f56052ec7 | admin |
| 37c7c00d574146e8817413b7a091f594 | demo  |
+----------------------------------+-------+

4、创建用户角色

[root@ren3 ~]# openstack role create user
+-----------+----------------------------------+
| Field     | Value                            |
+-----------+----------------------------------+
| domain_id | None                             |
| id        | 7f28e6008a5c40ddbfa13467838d66e0 |
| name      | user                             |
+-----------+----------------------------------+
[root@ren3 ~]# openstack role list
+----------------------------------+----------+
| ID                               | Name     |
+----------------------------------+----------+
| 2b150d8548084ea0b25a256b796652ce | admin    |
| 7f28e6008a5c40ddbfa13467838d66e0 | user     |
| 9fe2ff9ee4384b1894a90878d3e92bab | _member_ |
+----------------------------------+----------+

5、将user角色添加到demo项目的demo用户：

[root@ren3 ~]# openstack role add --project demo --user demo user

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