本節內容

• 一 什麽是keystone
• 二 為何要有keystone
• 三 keystone的功能
• 四 keystone概念詳解
• 五 keystone內包含的組件
• 六 keystone與openstack其他服務的關系
• 七 keystone與其他組件協同工作流程
• 八 keystone工作流程詳解

一 什麽是keystone

keystone是OpenStack的身份服務，暫且可以理解為一個‘與權限有關‘的組件。

二 為何要有keystone

Keystone項目的主要目的是為訪問openstack的各個組件（nova，cinder,glance...）提供一個統一的驗證方式,具體的：

openstack是由眾多組件構成的一套系統，該系統的功能是對外提供服務，因而我們可以將其定義為一個‘龐大的軟件’，沒有軟件不考慮安全因素，Keystone對於通常的應用場景所不同的是他要解決分布式環境下的統一認證。

三 keystone的功能

openstack是一個SOA架構，理論上各子項目獨立提供相關服務，互不依賴，且是分布式的。如nova提供計算服務，glance提供鏡像服務等。

實際上所有的組件都依賴keystone(單點的)，它集成了三個功能：

（1）管理身份驗證(managing authentication)：驗證用戶身份

(2) 授權(authorization):基於角色role的權限管理

（3）服務目錄(catalog of services)：提服務目錄(ServiceCatalog：包括service和endpoint)服務，類似於UDDI服務的概念，用戶(無論是Dashboard, APIClient)都需要訪問Keystone獲取服務列表，以及每個服務的地址(Openstack中稱為Endpoint)

四 keystone概念詳解

第一部分

User：使用Openstack組件的客戶端可以是人、服務、系統，任何的客戶端來訪問openstack組件，都需要有一個用戶名。

Credentials：是用於確認用戶身份的憑證，說白了就是‘信物’，具體可以是:

1. 用戶名和密碼
2. 用戶名和API key
3. 一個 Keystone 分配的身份token

Authentication：

1. 是驗證用戶身份的過程。Keystone 服務通過檢查用戶的 Credential 來確定用戶的身份。
2. 最開始，使用用戶名/密碼或者用戶名/API key作為credential。當用戶的credential被驗證後，Kestone 會給用戶分配一個 authentication token 供該用戶後續的請求使用。
3. Keystone中通過Policy（訪問規則）來做到基於用戶角色(Role)的訪問控制。

Token：

1. 是一個數字字符串，訪問資源時需要"亮出"你的令牌。在keystone中主要是引入令牌機制來保護用戶對於資源的訪問，同時引入PKI（公鑰基礎實施）對令牌加以保護。
2. Token包含了在指定範圍和有效時間內可以被訪問的資源。EG. 在Nova中一個tenant可以是一些虛擬機，在Swift和Glance中一個tenant可以是一些鏡像存儲，在Network中一個tenant可以是一些網絡資源。

Role：

1. 本質就是一堆ACL的集合，用於劃分權限
2. 可以通過給User指定Role，使User獲得Role對應的操作權限。
3. Keystone返回給User的Token包含了Role列表，被訪問的Services會判斷訪問它的User和User提供的Token中所包含的Role,及每個role訪問資源或者進行操作的權限。
4. 系統默認使用管理Role admin和成員Role user（過去的普通用戶角色是：_member_） 。
5. user驗證時必須帶有Project(Tenant)

Policy：

1. 對於Keystone service來說，Policy就是一個JSON文件，默認是/etc/keystone/policy.json。通過配置這個文件，Keystone實現了對User基於Role的權限管理。
2. OpenStack對User的驗證除了OpenStack的身份驗證以外，還需要鑒別User對某個Service是否有訪問權限。Policy機制就是用來控制User對Project(Tenant)中資源的操作權限。

Project(Tenant)：

1. 是一個人、或服務所擁有的資源集合。不同的Project之間資源是隔離的，資源可以設置配額。
2. 在一個Project(Tenant)中可以包含多個User，每一個User都會根據權限的劃分來使用Project(Tenant)中的資源。比如通過Nova創建虛擬機時要指定到某個Project中，在Cinder創建卷也要指定到某個Project中。
3. User訪問Project的資源前，必須要與該Project關聯，並且指定User在Project下的Role，一個assignment（關聯）即：Project-User-Role

Service：即Openstack中運行的各個組件服務。

Endpoint：

1. 是一個可以通過網絡來訪問和定位某個Openstack service的地址，通常是一個URL
2. 不同的region有不同的endpoint（我們可以通過endpoint的region屬性去定義多個region）。
3. 當Nova需要訪問Glance服務去獲取image 時，Nova通過訪問Keystone拿到Glance的endpoint，然後通過訪問該endpoint去獲取Glance服務。
4. Endpoint 分為三類：

• admin url –> 給admin用戶使用，Port：35357
• internal url –> OpenStack內部服務使用來跟別的服務通信，Port：5000
• public url –> 互聯網用戶可以訪問的地址，Port：5000

Catalog：

用戶和服務可以使用使用keystone管理的catalog，定位到其他的服務，catalog一個openstack部署的相關服務的集合，每個服務都有一個或者多個endpoint（即可以訪問的url地址），即catalog=services+endpoint。每個endpoint可以分為三種類型：

admin，internal，public，在生產環境中，不同endpoint類型位於不同的網絡來為不同的用戶使用（提高安全性），比如:

public API:對整個互聯網可見，這樣客戶就可以方便的管理自己的雲了。

admin API:應該嚴格限定只有管理雲基礎設施的組織內的運營商，才能使用該API

internel API:應該被限定只有那些安裝有OpenStack服務的主機，才能使用該API

Service與Endpoint關系介紹：

1. 在openstack中，每一個service都有三種endpoint. Admin, public, internal（創建完service後需要為其創建API EndPoint. ）
2. Admin是用作管理用途的，如它能夠修改user/tenant(project)。
3. public 是讓客戶調用的，比如可以部署在外網上讓客戶可以管理自己的雲。
4. internal是openstack內部調用的。
5. 三種endpoints 在網絡上開放的權限一般也不同。Admin通常只能對內網開放，public通常可以對外網開放，internal通常只能對安裝有openstack對服務的機器開放。

我們使用keystone為服務5d533c68-d234-11e6-a0d7-0088653ea1ec定制endpoint：

$ keystone endpoint-create --region RegionOne --service-id=5d533c68-d234-11e6-a0d7-0088653ea1ec --publicurl=‘https://public-ip:8776/v1/%(tenant_id)s‘ --internalurl=‘https://management-ip:8776/v1/%(tenant_id)s‘ --adminurl=‘https://management-ip:8776/v1/%(tenant_id)s‘
然後你可以配置 OpenStack service 使用另一個 service 的 endpoint 的 internalurl 去訪問另一個資源。

Regions：

openstack支持多個可擴展的regions，OpenStack的支持可擴展的多個區域。為簡單起見，一般使用管理網絡ip地址作為所有endpoint類型(三種api)的ip，且所有的endpoint類型(三種api)都使用一個區域，即regionone區。

每個你部署的openstack服務都需要綁定endpoint（存儲在keystone中）來提供服一個服務的入口，因而我們第一需要部署的組件就是keystone。

V3新增的概念：

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

第二部分

keystone管理和保存了user信息，管理user相關的tenant，role,group和domain等；用戶credential的存放,驗證，token管理,下圖是各部分關系

第三部分

• User: has account credentials, is associated with one or more projects or domains
• Group: a collection of users, is associated with one or more projects or domains
• Project: unit of ownership in OpenStack, contains one or more users
• Domain: unit of ownership in OpenStack, contains users, groups and projects
• Role: a first-class piece of metadata associated with many user-project pairs.
• Token: identifying credential associated with a user or user and project
• Extras: bucket of key-value metadata associated with a user-project pair.
• Rule: describes a set of requirements for performing an action.

註意：user2,user3,user4的關系同user1一樣，也可以屬於一個或者多個group，此處為了圖示簡潔，省去了它們的連線

五 keystone內包含的組件

keystone包含三類組件：

1 Server

使用RESTful接口（三種api）提供認證和授權服務的集中式server

2 Drivers

指的是被集成到server內的驅動或者服務後端，它們被用來在openstack組件之外的庫中訪問身份信息（言外之意：mysql並不屬於openstack的組件/服務），並可能已經存在於openstack部署的架構中（比如, SQL databases or LDAP servers).

3 Modules

中間件運行在正在使用認證服務的openstack組件的地址空間，這些模塊(中間件)攔截服務請求，提取用戶的credentials，並且把它們發送給server去認證授權，在openstack中間件與openstack組件直接的整合操作使用Python Web Server Gateway Interface，即wsgi，詳見http://www.cnblogs.com/linhaifeng/p/6268615.html

六 keystone與openstack其他服務的關系

七 keystone與其他組件協同工作流程

keystone是用戶與雲平臺交互的第一個服務，一旦認證通過，用戶就會使用自己的身份來訪問其他的opnestack服務，同樣，被訪問的openstack服務會去跟keystone再次確認用戶(不能只能用戶的片面之詞)並且通過keystone可以發現其他服務(catalog的原因)，keystone的還可以整合其他的用戶管理系統，比如LDAP

八 keystone工作流程詳解

（1） User從Keystone獲取令牌以及服務列表；

（2） User訪問服務時，亮出自己的令牌。

（3）相關的服務向Keystone求證令牌的合法性。

1. 用戶alice登錄keystone系統（password或者token的方式），獲取一個臨時的token和catalog服務目錄（v3版本登錄時，如果沒有指定scope，project或者domain，獲取的臨時token沒有任何權限，不能查詢project或者catalog）。

2. alice通過臨時token獲取自己的所有的project列表。

3. alice選定一個project，然後指定project重新登錄，獲取一個正式的token，同時獲得服務列表的endpoint，用戶選定一個endpoint，在HTTP消息頭中攜帶token，然後發送請求（如果用戶知道project name或者project id可以直接第3步登錄）。

4. 消息到達endpoint之後，由服務端（nova）的keystone中間件（pipeline中的filter：authtoken）向keystone發送一個驗證token的請求。（token類型：uuid需要在keystone驗證token，pki類型的token本身是包含用戶詳細信息的加密串，可以在服務端完成驗證）

5. keystone驗證token成功之後，將token對應用戶的詳細信息，例如：role，username，userid等，返回給服務端（nova）。

6. 服務端（nova）完成請求，例如：創建虛擬機。

7. 服務端返回請求結果給alice。

openstack項目【day23】：openstack-keystone-keystone基礎