Question

在 OpenStack 中， HOT (Heat Orchestration Template) 是一种用于描述和自动化部署 OpenStack 基础设施资源的声明式模板语言。通过 Heat 服务，用户可以使用 HOT 来定义一组资源及其相互关系，从而自动化地创建、配置和管理 OpenStack 中的计算、存储、网络和其他资源。

1. 什么是 HOT？

HOT 是基于 YAML（YAML Ain't Markup Language）格式的一种模板语言，用于描述 OpenStack 环境中的所有资源。它是 Heat 服务的核心组成部分，用于通过编排（orchestration）来管理 OpenStack 资源。HOT 使得用户可以定义多个 OpenStack 资源之间的依赖关系，并以代码的方式来管理基础设施。

HOT 主要功能 ：

• 定义基础设施资源（如虚拟机、网络、存储等）。
• 配置资源的关系和依赖。
• 使用参数化模板，支持不同的环境和配置。
• 支持复杂的部署策略和自动化操作。

2. HOT 文件结构

HOT 文件通常是一个 YAML 格式的文件，包含几个关键部分：

• AWSTemplateFormatVersion ：指定 HOT 模板的版本（类似于 AWS 的模板版本）。
• Parameters ：定义模板所需的输入参数。
• Resources ：定义模板中所使用的所有资源。
• Outputs ：定义从模板输出的结果或值。

示例结构

AWSTemplateFormatVersion: "2010-09-09"
Description: "OpenStack HOT example"

Parameters:
  instance_type:
    Type: String
    Default: "m1.small"
    Description: "Instance type"
  instance_count:
    Type: Number
    Default: 1
    Description: "Number of instances to launch"

Resources:
  my_instance:
    Type: OS::Nova::Server
    Properties:
      Image: "ubuntu-20.04"
      Flavor: {Ref: instance_type}
      Networks:
        - Network: "private-net"
    Count: {Ref: instance_count}

Outputs:
  instance_ip:
    Description: "IP address of the instance"
    Value: {get_attr: [my_instance, first_address]}

3. HOT 模板的主要部分

3.1 Parameters（参数）

Parameters 部分用于定义模板中的输入参数，允许用户在部署时自定义某些配置。参数可以指定类型、默认值、描述等。常见的参数类型包括 String 、 Number 、 List 和 Boolean 。

例如，定义实例类型和实例数量的参数：

Parameters:
  instance_type:
    Type: String
    Default: "m1.small"
    Description: "Instance type"
  instance_count:
    Type: Number
    Default: 1
    Description: "Number of instances to launch"

3.2 Resources（资源）

Resources 部分定义了模板中的所有资源。在 OpenStack 中，资源可以是计算实例（如 Nova 服务器）、存储卷、网络、负载均衡器等。每个资源都有一个 Type （资源类型），比如 OS::Nova::Server ，代表一个 Nova 计算实例。你还需要为每个资源定义其属性（ Properties ）。

例如，定义一个计算实例（Nova 服务器）资源：

Resources:
  my_instance:
    Type: OS::Nova::Server
    Properties:
      Image: "ubuntu-20.04"
      Flavor: {Ref: instance_type}
      Networks:
        - Network: "private-net"
    Count: {Ref: instance_count}

• OS::Nova::Server 表示 Nova 计算实例。
• Image 定义了实例的操作系统镜像。
• Flavor 定义了实例的规格。
• Networks 定义了实例所属的网络。

3.3 Outputs（输出）

Outputs 部分用于定义模板创建后需要返回的输出结果。输出值可以用于后续的操作或在其他模板中引用。

例如，输出实例的 IP 地址：

Outputs:
  instance_ip:
    Description: "IP address of the instance"
    Value: {get_attr: [my_instance, first_address]}

• Value 使用 {get_attr: [resource, attribute]} 来获取资源的属性。
• first_address 是 Nova 服务器资源的第一个 IP 地址。

4. 部署 HOT 模板

要使用 HOT 模板创建资源，可以通过 Heat 服务部署该模板。通常可以通过 openstack 命令行工具进行部署。

4.1 创建堆栈（Stack）

在 OpenStack 中，使用 堆栈（Stack） 来表示一组由 HOT 模板定义的资源。你可以通过命令行创建堆栈：

openstack stack create -t my_template.yaml my_stack

• -t 参数指定模板文件。
• my_stack 是堆栈的名称。

4.2 查看堆栈状态

可以使用以下命令查看堆栈的状态：

openstack stack list

该命令列出了所有堆栈的状态，包括创建、更新或删除操作的状态。

4.3 查看堆栈输出

可以查看堆栈的输出，获取模板定义的输出参数值：

openstack stack output show my_stack instance_ip

4.4 删除堆栈

如果你想删除堆栈并清理所有资源，可以使用以下命令：

openstack stack delete my_stack

5. 高级功能

5.1 条件（Conditions）

在某些情况下，您可能希望根据特定条件创建或删除资源。可以在 HOT 中使用 Conditions 来实现这种控制。

例如，基于参数选择是否创建某个资源：

Conditions:
  CreateInstance: {Equals: [{Ref: instance_type}, "m1.small"]}

Resources:
  my_instance:
    Type: OS::Nova::Server
    Condition: CreateInstance
    Properties:
      Image: "ubuntu-20.04"
      Flavor: {Ref: instance_type}

5.2 循环（Loops）

有时，您可能希望创建多个相似的资源，可以通过循环实现。例如，创建多个实例：

Resources:
  my_instance:
    Type: OS::Nova::Server
    Properties:
      Image: "ubuntu-20.04"
      Flavor: {Ref: instance_type}
      Networks:
        - Network: "private-net"
    Count: {Ref: instance_count}

Count 属性可以帮助你创建多个实例。

5.3 嵌套模板（Nested Templates）

如果模板变得非常复杂，可以将模板分成多个较小的子模板，通过嵌套模板的方式管理。这有助于提高模板的可重用性和可维护性。

Resources:
  NestedStack:
    Type: OS::Heat::Stack
    Properties:
      TemplateURL: "https://example.com/my_sub_template.yaml"

6. 总结

HOT （Heat Orchestration Template）是 OpenStack 用来自动化部署和管理资源的模板语言。通过编写 HOT 模板，用户可以定义复杂的基础设施环境，并通过 Heat 服务自动化部署、管理和调整这些资源。它使得基础设施成为代码（Infrastructure as Code，IaC）成为可能，并且支持参数化、条件、循环、嵌套模板等高级特性。

关键步骤：

• 编写 HOT 文件，定义资源和关系。
• 使用 openstack stack create 命令部署模板。
• 使用 openstack stack output show 查看输出结果。
• 管理堆栈的生命周期，执行创建、更新和删除操作。