1、of34電子工業(yè)出版社云計(jì)算(第三版)配套課件云 計(jì) 算（第三版）CLOUD COMPUTING Third Edition主編：劉鵬 教授第 8 章OpenStack開(kāi)源虛擬化平臺(tái)(二)本套PPT下載地址：http:/ 教授、博導(dǎo)、學(xué)科帶頭人，清華大學(xué)博士。現(xiàn)任中國(guó)云計(jì)算專家咨詢委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、中國(guó)信息協(xié)會(huì)大數(shù)據(jù)分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、工業(yè)與信息化部云計(jì)算研究中心專家。 主持完成科研項(xiàng)目25項(xiàng)，發(fā)表論文80余篇，出版專業(yè)書(shū)籍15本。獲部級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)4項(xiàng)、三等獎(jiǎng)4項(xiàng)。主編了國(guó)內(nèi)第一本云計(jì)算教材云計(jì)算和第一本云計(jì)算編程書(shū)籍實(shí)戰(zhàn)Hadoop。創(chuàng)辦了知名的中國(guó)云計(jì)算（）和中國(guó)大數(shù)據(jù)（）網(wǎng)站。 曾率隊(duì)奪得200

2、2 PennySort國(guó)際計(jì)算機(jī)排序比賽冠軍，兩次奪得全國(guó)高校科技比賽最高獎(jiǎng)，并三次奪得清華大學(xué)科技比賽最高獎(jiǎng)。 榮獲“全軍十大學(xué)習(xí)成才標(biāo)兵”（排名第一）、南京“十大杰出青年”、江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”中青年科學(xué)技術(shù)帶頭人、清華大學(xué)“學(xué)術(shù)新秀”等稱號(hào)。劉 鵬of34云計(jì)算第三版配套PPT課件8.2 計(jì)算服務(wù)Nova8.2.1 Nova組件介紹8.2.2 Libvirt簡(jiǎn)介8.2.3 Nova中的RabbitMQ解析of34云計(jì)算第三版配套PPT課件58.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ解析消息隊(duì)列（Queue）與數(shù)據(jù)庫(kù)（Database）終端用戶（DevOps、Dev

3、elopers、OpenStack）Nova守護(hù)進(jìn)程系統(tǒng)內(nèi)消息傳遞和信息共享任務(wù)之間、模塊之間、接口之間的異步部署Nova API與OpenStack系統(tǒng)的互動(dòng)消息隊(duì)列和數(shù)據(jù)庫(kù)完成終端用戶的云服務(wù)請(qǐng)求of34云計(jì)算第三版配套PPT課件68.2 計(jì)算服務(wù)NovaRabbitMQRabbitMQ是一種處理消息驗(yàn)證、消息轉(zhuǎn)換和消息路由的架構(gòu)模式，它協(xié)調(diào)應(yīng)用程序之間的信息通信，并使得應(yīng)用程序或者軟件模塊之間的相互意識(shí)最小化，有效實(shí)現(xiàn)解耦。OpenStackNova系統(tǒng)信息交換中樞RabbitMQof34云計(jì)算第三版配套PPT課件78.2 計(jì)算服務(wù)NovaRabbitMQl RabbitMQ適合部署在一

4、個(gè)拓?fù)潇`活易擴(kuò)展的規(guī)模化系統(tǒng)環(huán)境中，有效保證不同模塊、不同節(jié)點(diǎn)、不同進(jìn)程之間消息通信的時(shí)效性；l RabbitMQ特有的集群HA安全保障能力可以實(shí)現(xiàn)信息樞紐中心的系統(tǒng)級(jí)備份，同時(shí)單節(jié)點(diǎn)具備消息恢復(fù)能力功能性時(shí)效性安全可靠性SLA方面of34云計(jì)算第三版配套PPT課件88.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQPl AMQP是應(yīng)用層協(xié)議的一個(gè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，為面向消息的中間件而設(shè)計(jì)l RabbitMQ是AMQP協(xié)議的一個(gè)開(kāi)源實(shí)現(xiàn)l OpenStack Nova各軟件模塊通過(guò)AMQP協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息通信l AMQP協(xié)議的設(shè)計(jì)理念可歸納為基于狀態(tài)的面向無(wú)連接通信系統(tǒng)模式l 對(duì)于AMQP來(lái)講，消息隊(duì)列的狀態(tài)信息決定通信系統(tǒng)

5、的轉(zhuǎn)發(fā)路徑l IP數(shù)據(jù)包根據(jù)路由表實(shí)現(xiàn)報(bào)文的本地存儲(chǔ)與逐級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)of34云計(jì)算第三版配套PPT課件98.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQPAMQP目標(biāo)實(shí)現(xiàn)端到端的信息通信AMQP實(shí)現(xiàn)通信的因素是什么兩個(gè)基本的概念A(yù)MQP實(shí)現(xiàn)通信的實(shí)體以及機(jī)制是什么of34云計(jì)算第三版配套PPT課件108.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQP交換器（Exchange）l 交換器由消費(fèi)者應(yīng)用程序創(chuàng)建，并且可與其他應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)共享服務(wù)l 接收消息之后通過(guò)路由表將消息準(zhǔn)確且安全地轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的消息隊(duì)列l(wèi) 每個(gè)交換器通過(guò)唯一的Exchange ID進(jìn)行識(shí)別持久交換器臨時(shí)交換器自動(dòng)刪除交換器持久交換器并不會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)重啟或者應(yīng)用程序終止而消

6、除駐留在內(nèi)存中，隨著系統(tǒng)的關(guān)閉而消失隨著宿主應(yīng)用程序的中止而自動(dòng)消亡of34云計(jì)算第三版配套PPT課件隊(duì)列（Queue）118.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQP主要用于實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)交換器發(fā)送來(lái)的消息，隊(duì)列同時(shí)也具備靈活的生命周期屬性配置，可實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的持久保存、臨時(shí)駐留與自動(dòng)刪除。消息隊(duì)列交換器AMQP的三個(gè)關(guān)鍵組件任何一個(gè)組件的失效都會(huì)導(dǎo)致信息通信的中斷，因此鑒于三個(gè)關(guān)鍵組件的重要性，系統(tǒng)在創(chuàng)建三個(gè)組件的同時(shí)會(huì)打上“Durable”標(biāo)簽，表明在系統(tǒng)重啟之后立即恢復(fù)業(yè)務(wù)功能。of34云計(jì)算第三版配套PPT課件128.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQP構(gòu)成AMQP的三個(gè)關(guān)鍵要素的工作方式如圖所示。消息生產(chǎn)

7、者消息生產(chǎn)者交換器消息隊(duì)列-1消息隊(duì)列-2消息隊(duì)列-3消息隊(duì)列-N消息消費(fèi)者消息消費(fèi)者of34云計(jì)算第三版配套PPT課件138.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQP三種不同類型的交換器廣播式交換器（Fanout Exchange）直接式交換器（Direct Exchange）主題式交換器（Topic Exchange）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件148.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用目前Nova中的各個(gè)模塊通過(guò)RabbitMQ服務(wù)器以RPC（遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用）的方式實(shí)現(xiàn)通信，而且各模塊之間形成松耦合關(guān)聯(lián)關(guān)系，在擴(kuò)展性、安全性以及性能方面均體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。Nova系統(tǒng)信息中樞Rabbi

8、tMQof34云計(jì)算第三版配套PPT課件158.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用1）交換器2）隊(duì)列3）綁定l 接受消息并且將消息轉(zhuǎn)發(fā)給隊(duì)列。l 應(yīng)用程序在它的權(quán)限范圍之內(nèi)可以創(chuàng)建、刪除、使用和共享交換器實(shí)例。l 交換器可以是持久的、臨時(shí)的或者自動(dòng)刪除的l “消息隊(duì)列”，它是一個(gè)具名緩沖區(qū)，它代表一組消費(fèi)者應(yīng)用程序保存消息。l 這些應(yīng)用程序在它們的權(quán)限范圍內(nèi)可以創(chuàng)建、使用、共享消息隊(duì)列。l 可以理解為交換器和消息隊(duì)列之間的一種關(guān)系，綁定之后交換器會(huì)知道應(yīng)該把消息發(fā)給哪個(gè)隊(duì)列，綁定的關(guān)鍵字稱為binding_key。of34云計(jì)算第三版配套PPT課件168.2 計(jì)算服務(wù)Nova

9、Nova中的RabbitMQ應(yīng)用該類交換器不分析所接收到消息中的Routing Key，默認(rèn)將消息轉(zhuǎn)發(fā)到所有與該交換器綁定的隊(duì)列中去。廣播式交換器轉(zhuǎn)發(fā)效率最高，但是安全性較低，消費(fèi)者應(yīng)用程序可獲取本不屬于自己的消息。廣播交換器是最簡(jiǎn)單的一種類型，就像我們從字面上理解到的一樣，它把所有接收到的消息廣播到所有它所知道的隊(duì)列中去，不論消息的關(guān)鍵字是什么，消息都會(huì)被路由到和該交換器綁定的隊(duì)列中去。1）廣播式交換器類型（fanout）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件178.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用在程序中申明一個(gè)廣播式交換器的代碼如下：PX1）廣播式交換器類型（fanout

10、）channel.exchange_declare（exchange=fanout,type=fanout）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件188.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用直接式交換器的轉(zhuǎn)發(fā)效率較高，安全性較好，但是缺乏靈活性，系統(tǒng)配置量較大。相對(duì)廣播交換器來(lái)說(shuō)，直接交換器可以給我們帶來(lái)更多的靈活性。直接交換器的路由算法很簡(jiǎn)單：一個(gè)消息的routing_key完全匹配一個(gè)隊(duì)列的binding_key，就將這個(gè)消息路由到該隊(duì)列。綁定的關(guān)鍵字將隊(duì)列和交換器綁定到一起。當(dāng)消息的routing_key和多個(gè)綁定關(guān)鍵字匹配時(shí)消息可能會(huì)被發(fā)送到多個(gè)隊(duì)列中。2）直接式交換器類型

11、（direct）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件198.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用PXC2C2Q1Q2orangegreenblackType=direct直接交換器的工作方式2）直接式交換器類型（direct）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件208.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用PXC2C2Q1Q2*.orange*Lazy.#*.*rabbitType=topic3）主題式交換器（Topic Exchange）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件218.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用Nova基于RabbitMQ實(shí)現(xiàn)兩種

12、RPC調(diào)用RPC.CALLRPC.CAST基于請(qǐng)求與響應(yīng)方式只是提供單向請(qǐng)求Nova的各個(gè)模塊在邏輯功能上可以劃分為兩種Invoker模塊Worker模塊主要功能是向消息隊(duì)列中發(fā)送系統(tǒng)請(qǐng)求消息，如Nova-API和Nova-Scheduler；從消息隊(duì)列中獲取Invoker模塊發(fā)送的系統(tǒng)請(qǐng)求消息以及向Invoker模塊回復(fù)系統(tǒng)響應(yīng)消息，如Nova-Compute、Nova-Volume和Nova-Network。of34云計(jì)算第三版配套PPT課件228.2 計(jì)算服務(wù)NovaTopic消息生產(chǎn)者Nova中的RabbitMQ應(yīng)用Direct消息消費(fèi)者Direct消息隊(duì)列點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息隊(duì)列共享消息隊(duì)列交

13、換機(jī)Direct消息生產(chǎn)者Topic消息生產(chǎn)者1Topic消息生產(chǎn)者2Topic消息生產(chǎn)者3交換器Routing Key=NODE-TYPE.NODE-IDRouting Key=NODE-TYPE.Topic交換域Direct交換域RabbitMQ服務(wù)器InvokerWorkerof34云計(jì)算第三版配套PPT課件238.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用Topic消息生產(chǎn)者Direct消息消費(fèi)者Direct消息隊(duì)列點(diǎn)對(duì)點(diǎn)消息隊(duì)列交換機(jī)Direct消息生產(chǎn)者Topic消息消費(fèi)者1交換器Routing Key=NODE-TYPE.NODE-IDTopic交換域Direct交換域

14、RabbitMQ服務(wù)器InvokerWorkerRouting Key=MSG-IDof34云計(jì)算第三版配套PPT課件248.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用Invoker端生成一個(gè)Topic消息生產(chǎn)者和一個(gè)Direct消息消費(fèi)者。其中，Topic消息生產(chǎn)者發(fā)送系統(tǒng)請(qǐng)求消息到Topic交換器，Direct消息消費(fèi)者等待響應(yīng)消息。Topic交換器根據(jù)消息的Routing Key轉(zhuǎn)發(fā)消息，Topic消費(fèi)者從相應(yīng)的消息隊(duì)列中接收消息，并傳遞給負(fù)責(zé)執(zhí)行相關(guān)任務(wù)的Worker。Worker根據(jù)請(qǐng)求消息執(zhí)行完任務(wù)之后，分配一個(gè)Direct消息生產(chǎn)者，Direct消息生產(chǎn)者將響應(yīng)消息發(fā)送

15、到Direct交換器。Direct交換器根據(jù)響應(yīng)消息的Routing Key轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的消息隊(duì)列，Direct消費(fèi)者接收并把它傳遞給Invoker。of34云計(jì)算第三版配套PPT課件258.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用Topic消息生產(chǎn)者共享消息隊(duì)列Topic消息消費(fèi)者1交換器Routing Key-NODE-TYPETopic交換域RabbitMQ服務(wù)器InvokerWorkerTopic消息消費(fèi)者2RPC.CAST的遠(yuǎn)程調(diào)用流程與RPC.CALL類似，只是缺少了系統(tǒng)消息響應(yīng)流程。of34云計(jì)算第三版配套PPT課件本章未完待續(xù)百度排名首位的大數(shù)據(jù)資料和交流中心百 度

16、排 名 首 位 的 云 計(jì) 算 資 料 和 交 流 中 心終生免費(fèi)的智能硬件大數(shù)據(jù)托管平臺(tái)掃一掃，進(jìn)入萬(wàn)物云終 生 免 費(fèi) 的 環(huán) 境 大 數(shù) 據(jù) 共 享 平 臺(tái)掃一掃，進(jìn)入環(huán)境云一攬子解決方案 云計(jì)算、大數(shù)據(jù)時(shí)代，社會(huì)亟需相關(guān)人才！而高校缺平臺(tái)、缺人才、缺經(jīng)驗(yàn)！怎么辦？ 建設(shè)一個(gè)Hadoop實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 一套開(kāi)源的Hadoop一體機(jī)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，詳細(xì)的指導(dǎo)書(shū)籍和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 培養(yǎng)一支云計(jì)算師資隊(duì)伍 來(lái)自云計(jì)算高手的系列培訓(xùn)， 早在2010年就培訓(xùn)了全國(guó)第一批云計(jì)算師資力量。 營(yíng)造一個(gè)大數(shù)據(jù)科研環(huán)境 為科研提供技術(shù)支持，與大數(shù)據(jù)應(yīng)用相結(jié)合，讓科研邁上新臺(tái)階。了 解 詳 情學(xué) 習(xí) 云 計(jì) 算 必 須 關(guān) 注 的 公 眾 號(hào)知名微信公眾號(hào)推薦劉鵬看未來(lái)云計(jì)算頭條云創(chuàng)大數(shù)據(jù)中國(guó)大數(shù)據(jù)微信號(hào)： chinacloudnj微信號(hào)： cstorbigdata資源豐富、分析深入、更新及時(shí)的云計(jì)算知識(shí)共享平臺(tái)。微信號(hào)：lpoutl