openstack --理论基础

一、openstack由来

            openstack最早由美国国家航空航天局NASA研发的Nova和Rackspace研发的swift组成。后来以apache许可证授权,旨在为公共及私有云平台建设。openstack主要用来为企业内部实现类似于Amazon EC2和S3的云基础架构服务（Iaas）.每6个月更新一次，基本与ubuntu同步，命名是以A-Z作为首字母来的。

 

二、openstack项目与组件（服务名是项目名的别名）

 

  核心项目3个

    1.控制台

    服务名：Dashboard  ['dæʃ.bɔrd]  仪表盘

    项目名：Horizon[hə'raɪz(ə)n]   视野

    功能：web方式管理云平台，建云主机，分配网络，配安全组，加云盘

    

    2.计算

    服务名：计算

    项目名：Nova

 nbsp;   功能：负责响应虚拟机创建请求、调度、销毁云主机

    

    3.网络

    服务名：网络

    项目名：Neutron['njuːtrɒn]

   功能：实现SDN（软件定义网络），提供一整套API,用户可以基于该API实现自己定义专属网络，不同厂商可以基于此API提供自己的产品实现

 

高层服务项目1个

 

    1.编排服务

    服务名：编排服务

    项目名：Heat

    功能：自动化部署应用，自动化管理应用的整个生命周期.主要用于Paas 

 存储项目2个

    1.对象存储

    服务名：对象存储

    项目名：Swift

    功能：REST风格的接口和扁平的数据组织结构。RESTFUL HTTP API来保存和访问任意非结构化数据，ring环的方式实现数据自动复制和高度可以扩展架构，保证数据的高度容错和可靠性

    

    2.块存储

    服务名：块存储

    项目名：Cinder['sɪndə]

    功能：提供持久化块存储，即为云主机提供附加云盘。

共享服务项目3个

 

    1.认证服务

    服务名：认证服务

    项目名：Keystone

    功能：为访问openstack各组件提供认证和授权功能，认证通过后，提供一个服务列表（存放你有权访问的服务），可以通过该列表访问各个组件。

    

    2.镜像服务

    服务名：镜像服务

    项目名：Glance

    功能：为云主机安装操作系统提供不同的镜像选择

 

 

    3.计费服务

    服务名：计费服务

    项目名：Ceilometer

    功能：收集云平台资源使用数据，用来计费或者性能监控

三. openstack架构及优势

1. openstack架构

 

2. OpenStack优势

OpenStack为私有云和公有云提供可扩展的弹性的云计算服务，这种服务云必须是 简单部署并且扩展性强。

1、模块松耦合

2、组件配置较为灵活

3、二次开发容易

 

四.openstack构成组件

1.OpenStack共享服务组件 

数据库服务（ Database Service ）：MairaDB 及 MongoDB 

消息传输（Message Queues）：RabbitMQ 

缓存（cache）： Memcached

 时间（time sync）：NTP

 存储（storge provider）：ceph、GFS、LVM、ISICI 等

 高可用及负载均衡：pacemaker、HAproxy、keepalive、 lvs等

2.OpenStack核心组件

 身份服务（ Identity Service ）：Keystone

 计算（ Compute ）： Nova 

镜像服务（ Image Service ）： Glance 

网络 & 地址管理（ Network ）： Neutron

 对象存储（ Object Storage ）： Swift 

块存储 (Block Storage) ： Cinder 

UI 界面 (Dashboard) ： Horizon

 测量 (Metering) ： Ceilometer 

部署编排 (Orchestration) ： Heat

五.openstack各组件详解及运行流程

1.各组逻辑关系图

 

 

2. 流程图详解

虚拟机启动过程如下：

1. 界面或命令行通过RESTful API(API与用户的通信协议，总是使用HTTPs协议)向keystone获取认证信息。
2. keystone通过用户请求认证信息，并生成auth-token(令牌）返回给对应的认证请求。
3. 界面或命令行通过RESTful API向nova-api发送一个boot instance的请求（携带auth-token）。
4. nova-api接受请求后向keystone发送认证请求，查看token是否为有效用户和token。
5. keystone验证token是否有效，如有效则返回有效的认证和对应的角色（注：有些操作需要有角色权限才能操作）。
6. 通过认证后nova-api和数据库通讯。
7. 初始化新建虚拟机的数据库记录。
8. nova-api通过rpc.call向nova-scheduler请求是否有创建虚拟机的资源(Host ID)。
9. nova-scheduler进程侦听消息队列，获取nova-api的请求。
10. nova-scheduler通过查询nova数据库中计算资源的情况，并通过调度算法计算符合虚拟机创建需要的主机。
11. 对于有符合虚拟机创建的主机，nova-scheduler更新数据库中虚拟机对应的物理主机信息。
12. nova-scheduler通过rpc.cast向nova-compute发送对应的创建虚拟机请求的消息。
13. nova-compute会从对应的消息队列中获取创建虚拟机请求的消息。
14. nova-compute通过rpc.call向nova-conductor请求获取虚拟机消息。（Flavor）
15. nova-conductor从消息队队列中拿到nova-compute请求消息。
16. nova-conductor根据消息查询虚拟机对应的信息。
17. nova-conductor从数据库中获得虚拟机对应信息。
18. nova-conductor把虚拟机信息通过消息的方式发送到消息队列中。
19. nova-compute从对应的消息队列中获取虚拟机信息消息。
20. nova-compute通过keystone的RESTfull API拿到认证的token，并通过HTTP请求glance-api获取创建虚拟机所需要镜像。
21. glance-api向keystone认证token是否有效，并返回验证结果。
22. token验证通过，nova-compute获得虚拟机镜像信息(URL)。
23. nova-compute通过keystone的RESTfull API拿到认证k的token，并通过HTTP请求neutron-server获取创建虚拟机所需要的网络信息。
24. neutron-server向keystone认证token是否有效，并返回验证结果。
25. token验证通过，nova-compute获得虚拟机网络信息。
26. nova-compute通过keystone的RESTfull API拿到认证的token，并通过HTTP请求cinder-api获取创建虚拟机所需要的持久化存储信息。
27. cinder-api向keystone认证token是否有效，并返回验证结果。
28. token验证通过，nova-compute获得虚拟机持久化存储信息。
29. nova-compute根据instance的信息调用配置的虚拟化驱动来创建虚拟机

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