沈澱再出發:OpenStack初探

一、前言

OpenStack是IaaS的一種平臺，通過各種虛擬化來提供服務。我們主要看一下OpenStack的基本概念和相應的使用方式。

二、OpenStack的框架和使用

2.1、OpenStack簡介

OpenStack是一個由NASA（美國國家航空航天局）和Rackspace合作研發並發起的，以Apache許可證授權的自由軟件和開放源代碼項目。OpenStack是一個開源的雲計算管理平臺項目，由幾個主要的組件組合起來完成具體工作。OpenStack支持幾乎所有類型的雲環境，項目目標是提供實施簡單、可大規模擴展、豐富、標準統一的雲計算管理平臺。OpenStack通過各種互補的服務提供了基礎設施即服務（IaaS）的解決方案，每個服務提供API以進行集成。

2.2、OpenStack的架構

OpenStack 本身是一個分布式系統，不但各個服務可以分布部署，服務中的組件也可以分布部署。這種分布式特性讓 OpenStack 具備極大的靈活性、伸縮性和高可用性。

2.3、OpenStack的組成

OpenStack開源項目由社區維護，包括OpenStack計算（代號為Nova），OpenStack對象存儲（代號為Swift），OpenStack鏡像服務（代號Glance）的集合。 OpenStack提供了一個操作平臺，或工具包，用於編排雲。整個OpenStack是由控制節點，計算節點，網絡節點，存儲節點四大部分組成。這四個節點也可以安裝在一臺機器上，單機部署。

1 控制節點負責對其余節點的控制，包含虛擬機建立，遷移，網絡分配，存儲分配等等
2 計算節點負責虛擬機運行
3 網絡節點負責對外網絡與內網絡之間的通信
4 存儲節點負責對虛擬機的額外存儲管理等等

控制節點包括以下服務:

（1）管理支持服務包含MySQL與Qpid兩個服務

1  MySQL：數據庫作為基礎/擴展服務產生的數據存放的地方
2  Qpid：消息代理(也稱消息中間件)為其他各種服務之間提供了統一的消息通信服務

（2）基礎管理服務包含Keystone，Glance，Nova，Neutron，Horizon五個服務

1    Keystone：認證管理服務，提供了其余所有組件的認證信息/令牌的管理，創建，修改等等，使用MySQL作為統一的數據庫。
2    Glance：鏡像管理服務，提供了對虛擬機部署的時候所能提供的鏡像的管理，包含鏡像的導入，格式，以及制作相應的模板。
3    Nova：計算管理服務，提供了對計算節點的Nova的管理，使用Nova-API進行通信。
4    Neutron：網絡管理服務，提供了對網絡節點的網絡拓撲管理，同時提供Neutron在Horizon的管理面板。
5    Horizon：控制臺服務，提供了以Web的形式對所有節點的所有服務的管理，通常把該服務稱為DashBoard。

（3）擴展管理服務包含Cinder，Swift，Trove，Heat，Centimeter五個服務

1 Cinder：提供管理存儲節點的Cinder相關，同時提供Cinder在Horizon中的管理面板
2 Swift：提供管理存儲節點的Swift相關，同時提供Swift在Horizon中的管理面板
3 Trove：提供管理數據庫節點的Trove相關，同時提供Trove在Horizon中的管理面板
4 Heat：提供了基於模板來實現雲環境中資源的初始化，依賴關系處理，部署等基本操作，也可以解決自動收縮，負載均衡等高級特性。
5 Centimeter：提供對物理資源以及虛擬資源的監控，並記錄這些數據，對該數據進行分析，在一定條件下觸發相應動作

網絡節點

網絡節點僅包含Neutron服務，Neutron負責管理私有網段與公有網段的通信，以及管理虛擬機網絡之間的通信/拓撲，管理虛擬機之上的防火等等。網絡節點包含三個網絡端口：

1 eth0：用於與控制節點進行通信
2 eth1：用於與除了控制節點之外的計算/存儲節點之間的通信
3 eth2：用於外部的虛擬機與相應網絡之間的通信

計算節點

計算節點包含Nova，Neutron，Telemeter三個服務。計算節點包含最少兩個網絡端口：

1 eth0：與控制節點進行通信，受控制節點統一調配
2 eth1：與網絡節點，存儲節點進行通信

1 基礎服務：
2 Nova：提供虛擬機的創建，運行，遷移，快照等各種圍繞虛擬機的服務，並提供API與控制節點對接，由控制節點下發任務
3 Neutron：提供計算節點與網絡節點之間的通信服務
4 擴展服務：
5 Telmeter：提供計算節點的監控代理，將虛擬機的情況反饋給控制節點，是Centimeter的代理服務。

存儲節點

存儲節點包含Cinder，Swift等服務。存儲節點包含最少兩個網絡接口：

1 eth0：與控制節點進行通信，接受控制節點任務，受控制節點統一調配
2 eth1：與計算/網絡節點進行通信，完成控制節點下發的各類任務

Cinder：塊存儲服務，提供相應的塊存儲，簡單來說，就是虛擬出一塊磁盤，可以掛載到相應的虛擬機之上，不受文件系統等因素影響，對虛擬機來說，這個操作就像是新加了一塊硬盤，可以完成對磁盤的任何操作，包括掛載，卸載，格式化，轉換文件系統等等操作，大多應用於虛擬機空間不足的情況下的空間擴容等等。
Swift：對象存儲服務，提供相應的對象存儲，簡單來說，就是虛擬出一塊磁盤空間，可以在這個空間當中存放文件，也僅僅只能存放文件，不能進行格式化，轉換文件系統，大多應用於雲磁盤/文件。

2.4、OpenStack的組件和關系

 1  Compute (Nova) 計算服務
 2  Identity Service (Keystone) 認證服務
 3  Image Service (Glance) 鏡像服務
 4  Networking (Neutron) 網絡服務
 5  Dashboard (Horizon) 儀表板
 6  Object Storage (Swift) 對象存儲
 7  Block Storage (Cinder) 塊存儲
 8  Orchestration (Heat) 編排
 9  Telemetry (Ceilometer) 監控
10  Database Service (Trove) 數據庫服務
11  Data Processing (Sahara) 數據處理

Openstack 包含以下服務：

 1 1）Dashboard
 2      該服務的工程名為Horizon，目的是提供基於Web的自服務門戶，來實現用戶與底層服務的交互，比如啟動實例，分配IP地址，配置訪問控制策略等等。
 3 2）Compute
 4     該服務的工程名為Nova，目的是管理運行在Openstack環境中的計算實例，比如按需創建，調度和銷毀虛擬機。
 5 3）Networking
 6     該服務的工程名為Neutron，目的是為Openstack的服務，比如計算服務，提供網絡連接服務。提供了API供用戶定義網絡及其相關內容。基於"插件式"的架構，支持眾多主流的網絡提供商和技術。
 7 4）Object Storage
 8      該服務工程名為Swift。目的是通過REST API的形式存儲和檢索非結構化數據。由於采用了數據復制和高擴展性架構，所以具有很高的容錯性。該項目的實現並不像具有可掛載目錄的文件服務器，Object Storage通過寫對象和文件到多個驅動器的實現方式，確保了數據能夠在群集之間復制。
 9 5）Block Storage
10     該服務的工程名為Cinder。提供一個持久化的塊存儲來運行實例。該服務的"可插拔驅動器"模式，提升了創建和管理塊存儲設備的能力。
11 6）Identity Service
12     該服務的工程名為Keystone。為Openstack服務提供認證和授權,為Openstack服務提供了服務端點目錄。
13 7）Image Service
14     該服務的工程名為Glance。存儲和檢索虛擬機磁盤鏡像，Openstack 計算服務在實例配置的過程中會使用到這個服務。
15 8）Telemetry
16     該服務的工程名為Ceilometer。監控和計量Openstack雲服務,為Openstack提供計費，閥值管理，擴展和分析等服務。
17 9）Orchestration
18     該服務的工程名為Heat。通過本地的HOT模板格式或者AWS CloudFormation模板格式，甚至Openstack本地REST API和兼容CloudFormation的Query API，來編排多個混合的基於雲的應用。
19 10）Database Service
20    該服務的工程名為Trove。為數據庫引擎提供了可靠的，高擴展性的"雲數據庫即服務"。
21 11）Data Processing Service
22    該服務的工程名為Sahara。提供了在Openstack中配置和擴展Hadoop群集的能力，而實現這一點只需要傳hadoop版本，群集拓撲結構和節點的硬件信息即可。

2.5、OpenStack的部署

三、總結

簡單的認識了OpenStack的一些組件以及之間的聯系，後續將在虛擬機上安裝一下OpenStack，對於安裝有著相應的工具fuel可以加快安裝。

參考文獻：http://blog.51cto.com/wzlinux/1961337

https://www.cnblogs.com/kevingrace/p/5733508.html

沈澱再出發:openstack初探