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背景
现在无论是公有云还是私有云，虚拟机还是裸金属，在交付过程中或多或少总有很多定制化的需求，比如密码定制，磁盘挂载，agent启动等等。有些场景可以将定制化的需求放在镜像内，但对于一些业务种类，规模较多的场景来说，频繁更新镜像并不是一个好事情，cloud-init 的方式就会比较合理，通过启动时候注入的方式，完成了主机的初始化，且就目前来说，cloud-init已经成为了云主机初始化的一个行业标准，并几乎适用于所有主流的Linux发行版。 关键词 metadata：一系列字典格式的元数据，用作模板渲染、模块运行等等。userdata：启动实例时用户能够指定的数据（单实例数据）。vendordata：云基座传入的数据（全局数据）。datasource: 用于获取元数据的地方。以openstack为例，上述的metadata, userdata，可以在用户创建虚拟机的时候基于参数传入，而vendordata则由nova-api-metadata服务启动时指定。 启动顺序和linux启动顺序类似，cloud-init启动也分为5个阶段，分别是Generator->Local->Network->Config->Final。其服务基于systemd进行管理，所以每个阶段都可以找到对应的service的systemd的配置文件，并且通过systemd来控制启动顺序。
其本质上就是一个shell脚本，用于做两件事，分别是判断是否启动cloud-init,以及选择可用的数据源，截取了2段脚本内的函数： generator先通过读取cmdline，判断是否存在cloud-init=disabled的选项，如果存在，则不启动，此外会判断/etc/cloud/cloud-init.disabled文件是否存在，同理，如果存在，则不启动。 local search result="error" ret="" for search in kernel_cmdline etc_file default; do if $search; then debug 1 "$search found $_RET" [ "$_RET" = "$ENABLE" -o "$_RET" = "$DISABLE" ] && result=$_RET && break else ret=$? debug 0 "search $search returned $ret" fi done # enable AND ds=found == enable # enable AND ds=notfound == disable # disable || == disabled if [ "$result" = "$ENABLE" ]; then debug 1 "checking for datasource" check_for_datasource ds=$_RET if [ "$ds" = "$NOTFOUND" ]; then debug 1 "cloud-init is enabled but no datasource found, disabling" result="$DISABLE" fi fi if [ "$result" = "$ENABLE" ]; then if [ -e "$link_path" ]; then debug 1 "already enabled: no change needed" else [ -d "${link_path%/*}" ] || mkdir -p "${link_path%/*}" || debug 0 "failed to make dir $link_path" if ln -snf "$CLOUD_SYSTEM_TARGET" "$link_path"; then debug 1 "enabled via $link_path -> $CLOUD_SYSTEM_TARGET" else ret=$? debug 0 "[$ret] enable failed:" \ "ln $CLOUD_SYSTEM_TARGET $link_path" fi fi : > "$RUN_ENABLED_FILE" elif [ "$result" = "$DISABLE" ]; then if [ -f "$link_path" ]; then if rm -f "$link_path"; then debug 1 "disabled. removed existing $link_path" else ret=$? debug 0 "[$ret] disable failed, remove $link_path" fi else debug 1 "already disabled: no change needed [no $link_path]" fi if [ -e "$RUN_ENABLED_FILE" ]; then rm -f "$RUN_ENABLED_FILE" fi else debug 0 "unexpected result '$result' 'ds=$ds'" ret=3 fi return $ret } 基于/usr/libexec/cloud-init/ds-identify的策略， 进行源的datasource的选择, 将可用的datasource写入/run/cloud-init/cloud.cfg 内。 check_for_datasource() { local ds_rc="" local dsidentify="/usr/libexec/cloud-init/ds-identify" if [ ! -x "$dsidentify" ]; then debug 1 "no ds-identify in $dsidentify. _RET=$FOUND" return 0 fi $dsidentify ds_rc=$? debug 1 "ds-identify rc=$ds_rc" if [ "$ds_rc" = "0" ]; then _RET="$FOUND" debug 1 "ds-identify _RET=$_RET" return 0 fi _RET="$NOTFOUND" debug 1 "ds-identify _RET=$_RET" return 1 } Local 启动文件位置: /usr/lib/systemd/system/cloud-init-local.serviceLocal启动需要在文件系统挂载之后，网络服务启动之前进行: After=systemd-remount-fs.service Before=NetworkManager.service Before=network-pre.target Before=shutdown.target RequiresMountsFor=/var/lib/cloud在Local阶段，cloud-init主要会通过以下三种方式进行网络配置（仅做配置，不拉起网络服务）： 通过元数据配置网络通过cloud-init 配置"dhcp on eth0"禁止配置网络 Network 启动文件位置：/usr/lib/systemd/system/cloud-init.servicecloud-init的网络服务，在网络服务启动之后启动，该阶段用于网络启动后再次更新数据源，然后渲染userdata和vendor_data，以及执行该阶段下的模块。 Wants=cloud-init-local.service Wants=sshd-keygen.service Wants=sshd.service After=cloud-init-local.service After=systemd-networkd-wait-online.service After=network.service Before=network-online.target Before=sshd-keygen.service Before=sshd.service Before=systemd-user-sessions.service该阶段和上述2个阶段不同，该阶段下存在很多可执行模块，默认的可执行模块可以在cloud.cfg中找到，即：cloud_init_modules: cloud_init_modules: - migrator - source-address - pip-source - seed_random - bootcmd - write-files - [ growpart, once-per-instance ] - [ resizefs, once-per-instance ] - disk_setup - mounts - set_hostname - update_hostname - update_etc_hosts - ca-certs - rsyslog - users-groups - ssh可以看到，该步骤下存在多个模块，比如修改主机名，启动syslog等等 Config 启动文件位置：/usr/lib/systemd/system/cloud-config.service该阶段启动在Network阶段之后，该阶段下同样存在很多可执行模块，默认的可执行模块可以在cloud.cfg中找到，即：cloud_config_modules, 主要包含一些系统配置，如ssh, yum源，时区等。 # The modules that run in the 'config' stage cloud_config_modules: - ssh-import-id - locale - set-passwords - spacewalk - yum-add-repo - ntp - timezone - disable-ec2-metadata - runcmd # - ntp-conf # - chrony-conf Final 启动文件位置：/usr/lib/systemd/system/cloud-final.service该阶段启动在Config阶段之后，该阶段的主要功能是运行cloud_final_modules中配置的模块，如一些用户脚本，个人服务等。 # The modules that run in the 'final' stage cloud_final_modules: - package-update-upgrade-install - puppet - chef - mcollective - salt-minion - rightscale_userdata - scripts-vendor - scripts-per-once - scripts-per-boot - scripts-per-instance - scripts-user - ssh-authkey-fingerprints - keys-to-console - phone-home - final-message - power-state-change 模块初始化服务器的任务均以模块化进行，每个模块包含名称、运行频率、配置参数这三大要素。 模块名称: 用于识别该模块。运行频率: 表示一个模块可以在什么时候执行，主要分为两种: once-per-instance(首次启动时执行)，always(每次启动都执行)。配置参数: 类似一个全局变量，在配置文件头部定义，用于描述如何运行各类模块。 常用命令 调试相关 # 手动初始化local阶段 cloud-init init --local # 手动初始化network阶段 cloud-init init # 手动初始化config阶段 cloud-init modules --mode=config # 手动初始化final阶段 cloud-init modules --mode=final # 还原所有cloud-init配置并重启 cloud-init clean -r 查询相关 # 查询cloud-id cloud-id # 查询cloud-init执行状态 cloud-init status -l # 查询可用的metadata cloud-init query -l # 查询指定的metadata信息 cloud-init query $name |
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