云計(jì)算（第三版）CLOUDCOMPUTINGThirdEdition第8章OpenStack開源虛擬化平臺(tái)(一)云計(jì)算（第三版）CLOUDCOMPUTINGThird既是一個(gè)社區(qū)，也是一個(gè)項(xiàng)目和一個(gè)開源軟件，提供了一個(gè)部署云的操作平臺(tái)或工具集。用OpenStack易于構(gòu)建虛擬計(jì)算或存儲(chǔ)服務(wù)的云，既可以為公有云、私有云，也可以為大云、小云提供可擴(kuò)展、靈活的云計(jì)算。OpenStack既是一個(gè)社區(qū)，也是一個(gè)項(xiàng)目和一個(gè)開源軟件，提供了一個(gè)部署云的Rackspace公司美國(guó)宇航局NASA“云文件”平臺(tái)（Swift）“星云”平臺(tái)（Nova）Rackspace公司美國(guó)宇航局NASA“云文件”平臺(tái)（Sw8.1OpenStack背景介紹8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.3對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)Swift8.4鏡像服務(wù)Glance8.1OpenStack背景介紹8.2計(jì)算服務(wù)Nov58.1OpenStack背景介紹OpenStack為NASA的計(jì)算處理服務(wù)而開發(fā)Rackspace開發(fā)的存儲(chǔ)服務(wù)組件NovaSwift58.1OpenStack背景介紹OpenStack為N8.1OpenStack背景介紹8.1.1OpenStack是什么8.1.2OpenStack的主要服務(wù)8.1OpenStack背景介紹8.1.1OpenS78.1OpenStack背景介紹OpenStack是什么OpenStack是一個(gè)管理計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源的數(shù)據(jù)中心云計(jì)算開放平臺(tái)，通過(guò)一個(gè)儀表板，為管理員提供了所有的管理控制，同時(shí)通過(guò)Web界面為其用戶提供資源。78.1OpenStack背景介紹OpenStack是什88.1OpenStack背景介紹OpenStack是什么計(jì)算資源管理存儲(chǔ)資源管理網(wǎng)絡(luò)資源管理OpenStack可以規(guī)劃并管理大量虛擬機(jī)，從而允許企業(yè)或服務(wù)提供商按需提供計(jì)算資源OpenStack可以為云服務(wù)或云應(yīng)用提供所需的對(duì)象及塊存儲(chǔ)資源IP地址的數(shù)量、路由配置、安全規(guī)則將爆炸式增長(zhǎng)；傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)無(wú)法真正高擴(kuò)展、高自動(dòng)化地管理下一代網(wǎng)絡(luò)88.1OpenStack背景介紹OpenStack是什8.1OpenStack背景介紹8.1.1OpenStack是什么8.1.2OpenStack的主要服務(wù)8.1OpenStack背景介紹8.1.1OpenS108.1OpenStack背景介紹OpenStack的主要服務(wù)OpenStack有三個(gè)主要的服務(wù)成員：計(jì)算服務(wù)（Nova）、存儲(chǔ)服務(wù)（Swift）、鏡像服務(wù)（Glance）計(jì)算服務(wù)（Nova）管理虛擬機(jī)鏡像管理組件（Nova）管理鏡像通過(guò)Glance創(chuàng)建和管理鏡像快照通過(guò)Swift存儲(chǔ)快照對(duì)象存儲(chǔ)組件（Swift）用標(biāo)準(zhǔn)的硬件進(jìn)行PB級(jí)的安全、可靠的存儲(chǔ)通過(guò)API調(diào)用openStack用戶管理員108.1OpenStack背景介紹OpenStack的118.1OpenStack背景介紹OpenStack的主要服務(wù)1．計(jì)算服務(wù)Nova2．對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)Swift3．鏡像服務(wù)Glance4．身份認(rèn)證服務(wù)keystone5．網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)Quantum6．存儲(chǔ)管理服務(wù)Cinder7．儀表盤Horizon118.1OpenStack背景介紹OpenStack的8.1OpenStack背景介紹8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.3對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)Swift8.4鏡像服務(wù)Glance8.1OpenStack背景介紹8.2計(jì)算服務(wù)Nov8.2計(jì)算服務(wù)NovaNova處理OpenStack云中實(shí)例（instances）生命周期的所有活動(dòng)。這樣使得Nova成為一個(gè)負(fù)責(zé)管理計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)證、所需可擴(kuò)展性的平臺(tái)。但是，Nova并不具有虛擬化能力，相反它使用LibvirtAPI來(lái)與被支持的Hypervisors交互。Nova通過(guò)一個(gè)與AmazonWebServices（AWS）EC2API兼容的WebServicesAPI來(lái)對(duì)外提供服務(wù)。Nova是OpenStack云中的計(jì)算組織控制器8.2計(jì)算服務(wù)NovaNova處理OpenStack云中8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.2.1Nova組件介紹8.2.2Libvirt簡(jiǎn)介8.2.3Nova中的RabbitMQ解析8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.2.1Nova組件介紹8.158.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹1．APIServer（Nova-Api）2．MessageQueue（RabbitMQServer）APIServer對(duì)外提供一個(gè)與云基礎(chǔ)設(shè)施交互的接口，也是外部可用于管理基礎(chǔ)設(shè)施的唯一組件。OpenStack節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)消息隊(duì)列使用AMQP（AdvancedMessageQueueProtocol）完成通信。158.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹1．API168.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹3．ComputeWorker（Nova-Compute）4．NetworkController（Nova-Network）ComputeWorker管理實(shí)例生命周期，通過(guò)MessageQueue接收實(shí)例生命周期管理的請(qǐng)求，并承擔(dān)操作工作。NetworkController處理主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)配置，包括IP地址分配、為項(xiàng)目配置VLAN、實(shí)現(xiàn)安全組、配置計(jì)算節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。168.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹3．Comp178.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹5．VolumeWorkers（Nova-Volume）6．Scheduler（Nova-Scheduler）VolumeWorkers用來(lái)管理基于LVM（LogicalVolumeManager）的實(shí)例卷。VolumeWorkers有卷的相關(guān)功能，例如新建卷、刪除卷、為實(shí)例附加卷、為實(shí)例分離卷。調(diào)度器Scheduler把Nova-API調(diào)用映射為OpenStack組件。調(diào)度器作為一個(gè)Nova-Schedule守護(hù)進(jìn)程運(yùn)行，通過(guò)恰當(dāng)?shù)恼{(diào)度算法從可用資源池獲得一個(gè)計(jì)算服務(wù)。隨機(jī)算法可用域算法簡(jiǎn)單算法178.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹5．Volu8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.2.1Nova組件介紹8.2.2Libvirt簡(jiǎn)介8.2.3Nova中的RabbitMQ解析8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.2.1Nova組件介紹8.198.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt簡(jiǎn)介Nova通過(guò)獨(dú)立的軟件管理模塊實(shí)現(xiàn)XenServer、Hyper-V和VMWareESX的調(diào)用與管理同時(shí)對(duì)于其他的Hypervisor，如KVM、LXC、QEMU、UML和Xen則通過(guò)Libvirt標(biāo)準(zhǔn)接口統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)為了更好地理解在Nova環(huán)境下Libvirt如何管理底層的Hypervisor，先要基本了解Libvirt的體系架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方法。198.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt簡(jiǎn)介Nova通過(guò)208.2計(jì)算服務(wù)Nova什么是Libvirt虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)管理集群資源管理（云管理）虛擬云實(shí)現(xiàn)的三部曲208.2計(jì)算服務(wù)Nova什么是Libvirt虛擬化虛擬218.2計(jì)算服務(wù)Nova什么是Libvirt各種不同的虛擬化技術(shù)都提供了基本的管理工具，比如啟動(dòng)、停用、配置、連接控制臺(tái)等。這樣在構(gòu)建云管理的時(shí)候就存在兩個(gè)問(wèn)題。12如果采用混合虛擬技術(shù)，上層就需要對(duì)不同的虛擬化技術(shù)調(diào)用不同管理工具，很是麻煩。可能有新的虛擬化技術(shù)更加符合現(xiàn)在的應(yīng)用場(chǎng)景，需要遷移過(guò)去。這樣管理平臺(tái)就需要大幅改動(dòng)。Libvirt的主要目標(biāo)是為各種虛擬化工具提供一套方便、可靠的編程接口，用一種單一的方式管理多種不同的虛擬化提供方式。218.2計(jì)算服務(wù)Nova什么是Libvirt各種不同的228.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt主要支持的功能虛擬機(jī)管理遠(yuǎn)程機(jī)器支持存儲(chǔ)管理網(wǎng)絡(luò)接口管理虛擬NAT和基于路由的網(wǎng)絡(luò)包括不同的領(lǐng)域生命周期操作，，支持多種設(shè)備類型的熱插拔操作只要機(jī)器上運(yùn)行了LibvirtDaemon，所有的Libvirt功能就都可以訪問(wèn)和使用任何運(yùn)行了LibvirtDaemon的主機(jī)都可以用來(lái)管理不同類型的存儲(chǔ),創(chuàng)建不同格式的文件鏡像任何運(yùn)行了LibvirtDaemon的主機(jī)都可以用來(lái)管理物理和邏輯的網(wǎng)絡(luò)接口。任何運(yùn)行了LibvirtDaemon的主機(jī)都可以用來(lái)管理和創(chuàng)建虛擬網(wǎng)絡(luò)。228.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt主要支持的功能虛238.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt體系結(jié)構(gòu)沒(méi)有使用Libvirt的虛擬機(jī)管理方式虛擬機(jī)（guestOS）虛擬機(jī)（guestOS）HypervisorLinux主機(jī)（Domain0）物理機(jī)節(jié)點(diǎn)238.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt體系結(jié)構(gòu)沒(méi)有使用248.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt體系結(jié)構(gòu)LibvirtQEMUdriverLibvirtAPILinux主機(jī)（Domain0）物理機(jī)節(jié)點(diǎn)XendriverQEMUXenDomainDomainLibvirtAPI與相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序的層次結(jié)構(gòu)248.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt體系結(jié)構(gòu)LibvHypervisorHypervisor258.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt體系結(jié)構(gòu)（1）管理位于同一節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用程序和域管理應(yīng)用程序通過(guò)Libvirt工作，以控制本地域Linux主機(jī)（Domain0）物理機(jī)節(jié)點(diǎn)LibvirtMgmtappDomainDomainHypervisorHypervisor258.2計(jì)算服Hypervisor268.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt體系結(jié)構(gòu)（2）管理位于不同節(jié)點(diǎn)上的應(yīng)用程序和域該管理應(yīng)用程序通過(guò)一種通用協(xié)議從本地Llibvirt連接到遠(yuǎn)程LibvirtLinuxhost（Domain0）物理機(jī)節(jié)點(diǎn)LibvirtDomainLibvirtLinuxhost（Domain0）物理機(jī)節(jié)點(diǎn)LibvirtMgmtappNetworkHypervisor268.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvi本章未完待續(xù)本章未完待續(xù)云計(jì)算（第三版）CLOUDCOMPUTINGThirdEdition第8章OpenStack開源虛擬化平臺(tái)(一)云計(jì)算（第三版）CLOUDCOMPUTINGThird既是一個(gè)社區(qū)，也是一個(gè)項(xiàng)目和一個(gè)開源軟件，提供了一個(gè)部署云的操作平臺(tái)或工具集。用OpenStack易于構(gòu)建虛擬計(jì)算或存儲(chǔ)服務(wù)的云，既可以為公有云、私有云，也可以為大云、小云提供可擴(kuò)展、靈活的云計(jì)算。OpenStack既是一個(gè)社區(qū)，也是一個(gè)項(xiàng)目和一個(gè)開源軟件，提供了一個(gè)部署云的Rackspace公司美國(guó)宇航局NASA“云文件”平臺(tái)（Swift）“星云”平臺(tái)（Nova）Rackspace公司美國(guó)宇航局NASA“云文件”平臺(tái)（Sw8.1OpenStack背景介紹8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.3對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)Swift8.4鏡像服務(wù)Glance8.1OpenStack背景介紹8.2計(jì)算服務(wù)Nov328.1OpenStack背景介紹OpenStack為NASA的計(jì)算處理服務(wù)而開發(fā)Rackspace開發(fā)的存儲(chǔ)服務(wù)組件NovaSwift58.1OpenStack背景介紹OpenStack為N8.1OpenStack背景介紹8.1.1OpenStack是什么8.1.2OpenStack的主要服務(wù)8.1OpenStack背景介紹8.1.1OpenS348.1OpenStack背景介紹OpenStack是什么OpenStack是一個(gè)管理計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源的數(shù)據(jù)中心云計(jì)算開放平臺(tái)，通過(guò)一個(gè)儀表板，為管理員提供了所有的管理控制，同時(shí)通過(guò)Web界面為其用戶提供資源。78.1OpenStack背景介紹OpenStack是什358.1OpenStack背景介紹OpenStack是什么計(jì)算資源管理存儲(chǔ)資源管理網(wǎng)絡(luò)資源管理OpenStack可以規(guī)劃并管理大量虛擬機(jī)，從而允許企業(yè)或服務(wù)提供商按需提供計(jì)算資源OpenStack可以為云服務(wù)或云應(yīng)用提供所需的對(duì)象及塊存儲(chǔ)資源IP地址的數(shù)量、路由配置、安全規(guī)則將爆炸式增長(zhǎng)；傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)無(wú)法真正高擴(kuò)展、高自動(dòng)化地管理下一代網(wǎng)絡(luò)88.1OpenStack背景介紹OpenStack是什8.1OpenStack背景介紹8.1.1OpenStack是什么8.1.2OpenStack的主要服務(wù)8.1OpenStack背景介紹8.1.1OpenS378.1OpenStack背景介紹OpenStack的主要服務(wù)OpenStack有三個(gè)主要的服務(wù)成員：計(jì)算服務(wù)（Nova）、存儲(chǔ)服務(wù)（Swift）、鏡像服務(wù)（Glance）計(jì)算服務(wù)（Nova）管理虛擬機(jī)鏡像管理組件（Nova）管理鏡像通過(guò)Glance創(chuàng)建和管理鏡像快照通過(guò)Swift存儲(chǔ)快照對(duì)象存儲(chǔ)組件（Swift）用標(biāo)準(zhǔn)的硬件進(jìn)行PB級(jí)的安全、可靠的存儲(chǔ)通過(guò)API調(diào)用openStack用戶管理員108.1OpenStack背景介紹OpenStack的388.1OpenStack背景介紹OpenStack的主要服務(wù)1．計(jì)算服務(wù)Nova2．對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)Swift3．鏡像服務(wù)Glance4．身份認(rèn)證服務(wù)keystone5．網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)Quantum6．存儲(chǔ)管理服務(wù)Cinder7．儀表盤Horizon118.1OpenStack背景介紹OpenStack的8.1OpenStack背景介紹8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.3對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)Swift8.4鏡像服務(wù)Glance8.1OpenStack背景介紹8.2計(jì)算服務(wù)Nov8.2計(jì)算服務(wù)NovaNova處理OpenStack云中實(shí)例（instances）生命周期的所有活動(dòng)。這樣使得Nova成為一個(gè)負(fù)責(zé)管理計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)證、所需可擴(kuò)展性的平臺(tái)。但是，Nova并不具有虛擬化能力，相反它使用LibvirtAPI來(lái)與被支持的Hypervisors交互。Nova通過(guò)一個(gè)與AmazonWebServices（AWS）EC2API兼容的WebServicesAPI來(lái)對(duì)外提供服務(wù)。Nova是OpenStack云中的計(jì)算組織控制器8.2計(jì)算服務(wù)NovaNova處理OpenStack云中8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.2.1Nova組件介紹8.2.2Libvirt簡(jiǎn)介8.2.3Nova中的RabbitMQ解析8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.2.1Nova組件介紹8.428.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹1．APIServer（Nova-Api）2．MessageQueue（RabbitMQServer）APIServer對(duì)外提供一個(gè)與云基礎(chǔ)設(shè)施交互的接口，也是外部可用于管理基礎(chǔ)設(shè)施的唯一組件。OpenStack節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)消息隊(duì)列使用AMQP（AdvancedMessageQueueProtocol）完成通信。158.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹1．API438.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹3．ComputeWorker（Nova-Compute）4．NetworkController（Nova-Network）ComputeWorker管理實(shí)例生命周期，通過(guò)MessageQueue接收實(shí)例生命周期管理的請(qǐng)求，并承擔(dān)操作工作。NetworkController處理主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)配置，包括IP地址分配、為項(xiàng)目配置VLAN、實(shí)現(xiàn)安全組、配置計(jì)算節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。168.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹3．Comp448.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹5．VolumeWorkers（Nova-Volume）6．Scheduler（Nova-Scheduler）VolumeWorkers用來(lái)管理基于LVM（LogicalVolumeManager）的實(shí)例卷。VolumeWorkers有卷的相關(guān)功能，例如新建卷、刪除卷、為實(shí)例附加卷、為實(shí)例分離卷。調(diào)度器Scheduler把Nova-API調(diào)用映射為OpenStack組件。調(diào)度器作為一個(gè)Nova-Schedule守護(hù)進(jìn)程運(yùn)行，通過(guò)恰當(dāng)?shù)恼{(diào)度算法從可用資源池獲得一個(gè)計(jì)算服務(wù)。隨機(jī)算法可用域算法簡(jiǎn)單算法178.2計(jì)算服務(wù)NovaNova組件介紹5．Volu8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.2.1Nova組件介紹8.2.2Libvirt簡(jiǎn)介8.2.3Nova中的RabbitMQ解析8.2計(jì)算服務(wù)Nova8.2.1Nova組件介紹8.468.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt簡(jiǎn)介Nova通過(guò)獨(dú)立的軟件管理模塊實(shí)現(xiàn)XenServer、Hyper-V和VMWareESX的調(diào)用與管理同時(shí)對(duì)于其他的Hypervisor，如KVM、LXC、QEMU、UML和Xen則通過(guò)Libvirt標(biāo)準(zhǔn)接口統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)為了更好地理解在Nova環(huán)境下Libvirt如何管理底層的Hypervisor，先要基本了解Libvirt的體系架構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方法。198.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt簡(jiǎn)介Nova通過(guò)478.2計(jì)算服務(wù)Nova什么是Libvirt虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)管理集群資源管理（云管理）虛擬云實(shí)現(xiàn)的三部曲208.2計(jì)算服務(wù)Nova什么是Libvirt虛擬化虛擬488.2計(jì)算服務(wù)Nova什么是Libvirt各種不同的虛擬化技術(shù)都提供了基本的管理工具，比如啟動(dòng)、停用、配置、連接控制臺(tái)等。這樣在構(gòu)建云管理的時(shí)候就存在兩個(gè)問(wèn)題。12如果采用混合虛擬技術(shù)，上層就需要對(duì)不同的虛擬化技術(shù)調(diào)用不同管理工具，很是麻煩。可能有新的虛擬化技術(shù)更加符合現(xiàn)在的應(yīng)用場(chǎng)景，需要遷移過(guò)去。這樣管理平臺(tái)就需要大幅改動(dòng)。Libvirt的主要目標(biāo)是為各種虛擬化工具提供一套方便、可靠的編程接口，用一種單一的方式管理多種不同的虛擬化提供方式。218.2計(jì)算服務(wù)Nova什么是Libvirt各種不同的498.2計(jì)算服務(wù)NovaLibvirt主要支持的功能虛擬機(jī)管理遠(yuǎn)程機(jī)器支持存儲(chǔ)管理網(wǎng)絡(luò)接口管理虛擬NAT和基于路由的網(wǎng)絡(luò)包括不同的領(lǐng)域生命周期操作，，支持多種設(shè)備類型的熱插拔操作只要機(jī)器上運(yùn)行了LibvirtDaemon，所有的Libvirt功能就都可以訪問(wèn)和使用