Inside Kolla - 05 从 tools 目录开始

从 tools 目录开始

在上一篇中已介绍了 Kolla 的源代码目录结构和各个目录中源代码的基本作用，现在开始深入到各个目录，介绍目录中的具体内容。每个人分析代码的思路和方法不同，会选择从不同的目录开始。在这里，我选择从 tools 目录开始，从高层了解 Kolla 组件间的关系、编译依赖，命令行工具等，然后再次按照依赖来逐个组件分析。

tools 目录的文件树如下：

.
├── build-all-docker-images
├── build-docker-image
├── cleanup-containers
├── cleanup-images
├── genenv
├── init-runonce
├── kolla
├── pre-commit-hook
├── update-build-links
├── validate-all-json.sh
├── validate-all-maintainer.sh
├── validate-all-yaml.sh
├── validate-json.py
├── validate-maintainer.sh
└── validate-yaml.py

这些文件都是脚本文件，核心的文件为：build-* genenv kolla 。（这里使用了 vi 来查看，并使用了 set nu，因此会带上行号，使用一些支持列模式的编辑器可很简单地去掉行号；因为文件版本不同的话，内容和行号不相同，仅供参考）

build-* 脚本

build-* 负责处理 Dockerfile ，编译 doker 镜像。有两个 Shell 脚本文件:

1. build-docker-image

   编译一个组件的 docker 镜像。这个脚本的用法可使用 build-docker-image -h 查看。

   这里涉及了一点隐含的 Shell 技巧。 Kolla 中各个 docker 镜像定义的目录中，都有一个 build 文件用来编译当前的 docker 镜像。这些 build 文件其实都是一个链接，指向 build-docker-image 脚本。当调用 build 文件，会把 build 文件路径作为 $0 参数，所以 build-docker-image 脚本的 IMGDIR 变量为指向 build 文件所在的镜像目录（即 docker 镜像定义目录，通过 dirname $0 获得），因此 build-docker-image 脚本可以编译当前 docker 镜像。

   脚本中首先定义了一系列编译使用到的变量，并设置了默认值，改变这些值时应参考默认值：

      3 TOPDIR=$(git rev-parse --show-toplevel)
      4 IMGDIR="$(cd "$(dirname "$0")" && pwd)"
      5
      6 RELEASE_NAMESPACE=kollaglue
      7 NAMESPACE=kollaglue
      8 PREFIX=centos-rdo-
      9 TAG=$(git rev-parse --short HEAD)
     10 RELEASE_TAG=kilo
   

   然后，定义了一个 usage 函数，用来打印帮助内容（略）。

   然后，在正式执行前，先检查是否有编译配置文件，如果有，执行这些文件：

     29 [ -f $TOPDIR/.buildconf ] && . $TOPDIR/.buildconf
     30 [ -f $IMGDIR/.buildconf ] && . $IMGDIR/.buildconf
   

   然后，会有一段常规的命令后参数处理脚本，读取参数并转换（略）。然后，根据参数，对镜像命名

     97 IMAGE="${PREFIX}${IMGDIR##*/}"
     98 FULLIMAGE="${NAMESPACE}/${IMAGE}${TAG:+:${TAG}}"
   

   IMAGE是镜像的名字，用编译时前缀PREFIX和镜像在的目录IMGDIR(只保留路径中最后一个'/'后的部分)来命名，如 centos-rdo-keystone。 FULLIMAGE是镜像的全名，是在 docker-registry 中的名字，并当 TAG 变量不为空时，在IMAGE后面加上一个版本标签，如 kollaglue/centos-rdo-keystone:kilo 。

   然后，创建编译时的临时目录，把镜像目录内容拷贝到临时目录，使用 sed 修改掉 Dockerfile 中定义的 %%KOLLA_NAMESPACE%% %%KOLLA_PREFIX%% %%KOLLA_TAG%% 等值，然后使用 docker build 编译。由于所有的编译使用同一个 TEMPDIR，因此不能同时编译多个 docker 镜像！

    112 TMPDIR=$(mktemp -d /tmp/kolla-build.XXXXXXXXXX)
    113 cp -aL $IMGDIR/* $TMPDIR
    114 # Use an extension for in-place editing for portability, as GNU and BSD
    115 # versions of sed behave differently otherwise
    116 sed -i.bak "s/%%KOLLA_NAMESPACE%%/${NAMESPACE}/g" $TMPDIR/Dockerfile
    117 sed -i.bak "s/%%KOLLA_PREFIX%%/${PREFIX}/g" $TMPDIR/Dockerfile
    118 sed -i.bak "s/%%KOLLA_TAG%%/${PARENT_TAG}/g" $TMPDIR/Dockerfile
    119
    120 if ! docker build ${BUILDFLAGS} -t "$FULLIMAGE" $TMPDIR; then
    121     echo "ERROR: failed to build $FULLIMAGE"
    122     exit 1
    123 fi
    124 rm -rf $TMPDIR
   

   最后，如果使用了push选项，会把镜像push到docker仓库，此时使用到 FULLIMAGE 变量。

    128 if [ "$PUSH" = 1 ]; then
    129     if ! docker push "$FULLIMAGE"; then
    130         echo "ERROR: failed to push $FULLIMAGE"
    131         exit 1
    132     fi
    133
    134     echo "Pushed: $FULLIMAGE"
    135 fi
   

2. build-all-docker-images

   编译所有组件的 docker 镜像。这个脚本的用法通过 build-all-docker-image -h 获得。

   这个脚本是对 build-docker-image 的进一步封装，从而能支持一次性编译所有的 docker 镜像。需要注意的是，这个脚本注明了要使用 bash 4 和 gawk。由于部分的 Linux distribution 里面没有包含这些软件，需要自己安装（里面只用了一句 gawk 啊！！！不明白为什么不直接用awk，或者用which检查哪个awk兼容软件可用）。

      1 #!/usr/bin/env bash
      2 # Depends on bash 4 and gawk
   

   在 Ubuntu 14.04 Desktop里面，就缺少了 gawk，通过apt安装：

    sudo apt-get install -y --force-yes gawk
   

   首先，定义了3个用于变量的目录变量。 TOPDIR 是 Kolla 根目录，这里用了 git 来进行判断，也可通过 dirname 来获取； WORKDIR 是编译时的临时目录； DOCKERDIR 是编译所有 docker 镜像的临时目录。Kolla 根目录的所有内容 copy 到 WORKDIR中。

      4 TOPDIR=$(git rev-parse --show-toplevel)
      5 # Work in a temp dir so that developers can continue working while a build is
      6 # in progress
      7 WORKDIR=$(mktemp -d /tmp/kolla-workdir.XXXXXXXXXX)
      8 # Remove $WORKDIR otherwise $TOPDIR is copied *inside* of it
      9 rm -rf $WORKDIR
     10 cp -aL "$TOPDIR" $WORKDIR
     11 DOCKERDIR="$WORKDIR/docker"
   

   然后，定义了3个数组变量。 dependency 保存了各个 docker 镜像依赖关系； img_dirs 保存 docker 镜像的目录； status 保存 docker 镜像的编译状态。

     13 declare -A dependency
     14 declare -A img_dirs
     15 declare -A status
   

   然后，是一系列函数的定义：

   1. info
      
      打印普通信息

   2. success
      
      打印成功信息

   3. warn
      
      打印警告

   4. set_defaults
      
      设置 PREFIX 和 NAMESPACE 等参数默认值

   5. has_changed
      
      通过 git 检查是否有文件的改变。参数为 image，所在的目录为 ${img_dirs[$image]#$WORKDIR/} 通过 git diff 检查是否有改变。

   6. requires_build
      
      检查镜像是否需要进行编译

   7. build_image
      
      编译镜像。调用镜像目录中的 build 脚本（即 build-docker-image 脚本），进行编译。

   8. init_image
      
      初始化镜像编译配置。调用 set_defaults，运行镜像目录的buildconf文件，通过 gawk 检查镜像所依赖的镜像（就是这个地方使用了 gawk ），并处理镜像的名字

        69 function init_image {
        70     local img_dir=$1
        71
        72     set_defaults
        73     [ -f $WORKDIR/.buildconf ] && . $WORKDIR/.buildconf
        74     [ -f $img_dir/.buildconf ] && . $img_dir/.buildconf
        75     [ -n "$FORCE_NAMESPACE" ]  && NAMESPACE=$FORCE_NAMESPACE
        76
        77     local image="${NAMESPACE:+${NAMESPACE}/}${PREFIX}${img_dir##*/}"
        78     local base_image=$(cat $img_dir/Dockerfile | gawk 'match($0, /^\s*FROM\s+(\S+)/, matches) {print matches[1]}' )
        79     base_image=${base_image//%%KOLLA_NAMESPACE%%/$NAMESPACE}
        80     base_image=${base_image//%%KOLLA_PREFIX%%/$PREFIX}
        81     base_image=${base_image//:%%KOLLA_TAG%%/}
        82
        83     img_dirs[$image]=$img_dir
        84     dependency[$image]=$base_image
        85
        86     # Restore defaults to minimize risk of side effects
        87     set_defaults
        88 }
      

      79-81行替换掉 %%KOLLA_NAMESPACE%% %%KOLLA_PREFIX%% :%%KOLLA_TAG%% 等标记，然后记录到数组 img_dirs 和 dependency 里面。

   9. process_image
      
      处理镜像。函数先根据 ${dependency[$image]} 递归地调用process-image处理其基础镜像，然后调用 requires_build 检查 $image 是否需要重新编译，需要编译时用 build-image 进行编译，最后更新 status中的状态为 up-to-date

   10. print_summary
       
       打印编译总结。把 status 中的状态信息打印出来。

   11. interrupted
       
       中断处理函数。在中断编译时，会删除 $WORKDIR。

   12. usage 和参数处理
       
       显示帮助信息，处理脚本运行参数。

   13. 其它
       
       处理逻辑。找到 $DOCKERDIR 里面的所有 Dockerfile，然后执行 init_image 初始化编译配置，然后使用 process_image 处理镜像编译。

       175 # Do a first pass to find images to build and their dependencies
       176 for dockerfile in $(find $DOCKERDIR -name Dockerfile); do
       177     init_image $(dirname $dockerfile)
       178 done
       179
       180 # Process all images
       181 for image in "${!img_dirs[@]}"; do
       182     process_image $image
       183 done
       184
       185 print_summary
       186 rm -rf $WORKDIR
       

genenv

生成 Kolla 所需要的环境变量。

genenv 最终生成 2 个环境变量文件 ./openrc 和 ./compose/openstack.env。

1. openrc

   OpenStack的访问文件，用于各种 client 访问 OpenStack API。

    128 export OS_AUTH_URL="http://${KEYSTONE_PUBLIC_SERVICE_HOST}:5000/v2.0"
    129 export OS_USERNAME=$ADMIN_TENANT_NAME
    130 export OS_PASSWORD=$ADMIN_USER_PASSWORD
    131 export OS_TENANT_NAME=$ADMIN_TENANT_NAME
   

2. openstack.env

   Kolla 所有 docker 镜像在启动时需要的配置文件。从镜像启动一个容器时，需要读取这个文件的内容，并初始化各个服务（在编译镜像时，各种 OpenStack 服务还没有配置，只是安装在镜像中而已）。

kolla

Kolla 辅助工具脚本。这个脚本可通过 kolla -h 查询用法。

脚本里面定义了一系列的函数：

1. process

   通过 docker-compose 启动 docker 容器。

2. process_all

   启动一整个OpenStack所需要的容器，单个容器通过 process 启动

3. check_selinux

   检查 selinux 状态

4. pre_start

   调用 check_selinux，并 source openrc，如果 openrc 文件不存在，那么需要通过 genenv 生成

5. post_start

   等待 OpenStack 服务启动完毕

6. usage

   帮助函数

使用这个脚本可启动一个测试环境。

其它脚本

cleanup-* 清理环境

init-runonce 初始化 OpenStack 配置，下载镜像、增加安全组、建立初始网络、更新配额设置等

pre-commit-hook Git 提交前的钩子脚本，会调用 validate* 脚本进行处理

update-build-links 更新 docker 镜像定义目录的 build 文件链接

validate* 检查各个文件是否有效