openstack 之~keystone基础

时间：2022-07-04 08:53:43

第一：keystone是什么？

　　keystone是 OpenStack Identity Service 的项目名称，是一个负责身份管理验证、服务规则管理和服务令牌功能。它实现了openstack的identity API。或者说是整个openstack架构的注册表。

　　简单例子：谁家的房子不上锁，一家几口人之间晚上睡觉，还有关上门呢。keystone就是房子的一扇门，是家人（组件之间），或者访客（用户）需要敲门

第二：keystone优势

　　keystone提供认证服务，安全，解决分布式环境下的统一认证方式。（解耦）

第三：keystone的功能：

openstack是一个SOA架构，理论上各子项目独立提供相关服务，互不依赖。

实际上所有的组件都依赖keystone，它有两个功能：

（1）用户信息管理：为了验证用户身份的合法性。提供user管理，租户管理

（2）服务注册表管理：keystone是整个openstack框架的注册表，其他的服务（nova，glance等等）需要通过keystone注册企其服务的Endpoint（服务访问的url）。openstack架构体系中，任何服务之间的相互调用都需要经过keystone来进行身份验证，进而获取到目标服务的Endpoint来找到目标服务。

第四：keystone详解：

part1

user---》用户：

　　使用Openstack的user，可以是人、服务、系统，只要使用Openstack服务的对象都叫做用户。

Credentials---》资格证书：是用户人份的证据，eg：省份证，可分为：

　   1.用户名和密码/用户名和Api Key

2.一个keystone分配的身份token

Authentication---》身份验证

  1. 是验证用户身份的过程。Keystone 服务通过检查用户的 Credential 来确定用户的身份。
  2. 第一次使用用户名/密码或者用户名/API key作为credential。当用户的credential被验证后，Keytone 会给用户分配一个 authentication token 供该用户后续的请求使用。
  3. Keystone中通过Policy（访问规则）来做到基于用户角色(Role)的访问控制。

Token---》令牌

  1. 是一个访问Openstack API和资源的数字字符串，访问资源时通过令牌认证通过，不在需要自己的秘钥，而该令牌是用户身份鉴定完毕之后颁发的。在keystone中主要是引入令牌机制来保护用户对于资源的访问，同时引入PKI（公钥基础实施）对令牌加以保护。
  2. 颁发的令牌也就是Token，他有可能任何时候被撤销，它包含了在指定范围和有效时间内可以被访问的资源。

Role---》角色

　　1.一个role可以看做是一个acl集合，主要是权限管理。

　　2.可以通过user指定role，让user获取role的权限。eg：dba用所有数据库的权限

　　3.在keystone中，在颁发给user的token里面包含role的列表，被访问的各个组件服务会判断user的角色和user提供的token中包含的角色，以及每个角色访问资源或者操作的权限。

　　4.系统默认使用的是role admin角色和成员role user角色（role _member_）

　　5.user验证是必须带有定制的Project（Tenant），role会被分配到指定的Project（Tenant）中

Policy---》策略

　　1.用户：Openstack对用户的验证除了Openstack的身份验证以外，还需要验证用户对某个服务是不是有访问的权限。Policy机制就是用来控制某一个用户在某一个Project（Tenant）中资源的操作权限，简单的说，该用户有啥权限，能操作什么，不能操作什么，就是Policy规定的。

　　2.对于keystone服务来说，Policy就是一个json文件，rpm包默认路径是/etc/keystone/policy.json。通过该配置文件，keystone可以对user进行权限管理。

Project(Tenant)---》项目（租户）

一个用于分组或者隔离资源的容器。一个 tenant 可能对应一个客户、账号、组织或者项目。在 OpenStack 中，用户至少必须在一个tenant中。tenant 容器的可使用资源的限制成为 Tenant Quota，它包括tenant 内各子资源的quota。

Service---》服务 

　 OpenStack中的各个服务，比如Nova、Swift或者Glance等。

Endpoint ---》端点

  1. 是一个可以通过网络来访问和定位某个Openstack service的地址，通常是一个URL
  2. 不同的region有不同的endpoint（我们可以通过endpoint的region属性去定义多个region）。
  3. endpoint告诉openstack service 去哪里访问特定的service。如：当Nova需要访问Glance服务去获取image 时，Nova通过访问Keystone拿到Glance的endpoint，然后通过访问该endpoint去获取Glance服务。
  4. Endpoint 分为三类：
  • admin url –> 给admin用户使用，Port：35357
  • internal url –> OpenStack内部服务使用来跟别的服务通信，Port：5000
  • public url –> 其它用户可以访问的地址，Port：5000

Service与Endpoint关系介绍：

  1. 在openstack中，每一个service都有三种endpoint. Admin, public, internal（创建完service后需要为其创建API EndPoint. ）
  2. Admin是用作管理用途的，如它能够修改user/tenant(project)。权限最大，
  3. public 是让客户调用的，比如可以部署在外网上让客户可以管理自己的云。
  4. internal 是openstack内部服务调用的。
  5. 三种endpoints 在网络上开放的权限一般也不同。Admin通常只能对内网开放，public通常可以对外网开放，internal通常只能对安装有openstack对服务的机器开放。

V3新增的概念：

  1. Tenant 重命名为 Project
  2. 添加了 Domain 的概念
  3. 添加了 Group 的概念

　　V3 利用 Domain 实现真正的多租户（multi-tenancy）架构，Domain 担任 Project 的高层容器。云服务的客户是 Domain 的所有者，他们可以在自己的 Domain 中创建多个 Projects、Users、Groups 和 Roles。通过引入 Domain，云服务客户可以对其拥有的多个 Project 进行统一管理，而不必再向过去那样对每一个 Project 进行单独管理。

　　Group 是一组 Users 的容器，可以向 Group 中添加用户，并直接给 Group 分配角色，那么在这个 Group 中的所有用户就都拥有了 Group 所拥有的角色权限。通过引入 Group 的概念，Keystone V3 实现了对用户组的管理，达到了同时管理一组用户权限的目的。这与 V2 中直接向 User/Project 指定 Role 不同，使得对云服务进行管理更加便捷。　　

　　v3版本domain，group，project，user和role的关系图：

openstack 之~keystone基础

如上图所示，在一个 Domain 中包含 4 个 Projects,可以通过 Group2 将 Role Sysadmin直接赋予 Domain,那么 Group2 中的所有用户将会对 Domain 中的所有 Projects 都拥有管理员权限。也可以通过 Group1 将 Role Engineer 只赋予 Project1,这样 Group1 中的 User 就只拥有对 Project1 相应的权限，而不会影响其它 Projects。

part2

　　keystone管理和保存了user信息，管理user相关的project，role,group和domain等；用户credential的存放位置,验证关系，token的管理,下图是各部分关系

openstack 之~keystone基础

part3:

　　官网解释：

  • User: has account credentials, is associated with one or more projects or domains（用户：有用户凭证，并且与一个或多个项目或域有关联）
  • Group: a collection of users, is associated with one or more projects or domains（组：用户集合，域一个或者多个项目或域有关联）
  • Project: unit of ownership in OpenStack, contains one or more users （项目：在openstack单元中，具有所有权，包含一个或者多个用户）
  • Domain: unit of ownership in OpenStack, contains users, groups and projects（域：在openstack中单元中具有所有权，包含用户，组和项目）
  • Role: a first-class piece of metadata associated with many user-project pairs.（角色：加载上一个项目下面的一个用户 给用户附上一个role的关联）
  • Token: identifying credential associated with a user or user and project（令牌：与用户或者项目关联的凭证）
  • Extras: bucket of key-value metadata associated with a user-project pair.（额外：与用户项目对关联的key-value数据对）
  • Rule: describes a set of requirements for performing an action.（规则：描述执行动作的一组要求）

第五：keystone与openstack其他组件的关系

openstack 之~keystone基础

第六：keystone与其他组件协同工作流程

以用户新建一台vm为例介绍整体流程中keystone发挥的作用

openstack 之~keystone基础

openstack 之~keystone基础

第七：keystone工作流程图

（1） User从Keystone获取令牌以及服务列表；

（2） User访问服务时，亮出自己的令牌。

（3）相关的服务向Keystone求证令牌的合法性。

openstack 之~keystone基础

  1. 用户alice登录keystone系统（password或者token的方式），获取一个临时的token和catalog服务目录（v3版本登录时，如果没有指定scope，project或者domain，获取的临时token没有任何权限，不能查询project或者catalog）。

  2. alice通过临时token获取自己的所有的project列表。

  3. alice选定一个project，然后指定project重新登录，获取一个正式的token，同时获得服务列表的endpoint，用户选定一个endpoint，在HTTP消息头中携带token，然后发送请求（如果用户知道project name或者project id可以直接第3步登录）。

  4. 消息到达endpoint之后，由服务端（nova）的keystone中间件（pipeline中的filter：authtoken）向keystone发送一个验证token的请求。（token类型：uuid需要在keystone验证token，pki类型的token本身是包含用户详细信息的加密串，可以在服务端完成验证）

  5. keystone验证token成功之后，将token对应用户的详细信息，例如：role，username，userid等，返回给服务端（nova）。

  6. 服务端（nova）完成请求，例如：创建虚拟机。

  7. 服务端返回请求结果给alice。

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