openstack基本架构的理解

OpenStack是一个美国国家航空航天局和Rackspace合作研发的云端运算?软件,以Apache许可证授权,并且是一个自由软件和开放源代码项目。以Python编程语言编写并整合Tornado网页服务器、Nebula运算平台,使用Twisted软件框架,遵循Open Virtualization Format、AMQP、SQLAlchemy等标准。虚拟机器软件支援包括:KVM、Xen、VirtualBox。

openstack由三个项目组成,他们分别是OpenStack Compute(Nova),OpenStack Object Storage(Swift),以及OpenStack Image Service(Glance)。

OpenStack Compute,为云组织的控制器,它提供一个工具来部署云,包括运行实例、管理网络以及控制用户和其他项目对云的访问(the cloud through users and projects)。它底层的开源项目名称是Nova,其提供的软件能控制IaaS云计算平台,类似于Amazon EC2和Rackspace Cloud Servers。

OpenStack Object Storage,是一个可扩展的对象存储系统。对象存储支持多种应用,比如复制和存档数据,图像或视频服务,存储次级静态数据,开发数据存储整合的新应用,存储容量难以估计的数据,为Web应用创建基于云的弹性存储。

OpenStack Image Service,是一个虚拟机镜像的存储、查询和检索系统,服务包括的RESTful API允许用户通过HTTP请求查询VM镜像元数据,以及检索实际的镜像。VM镜像有四种配置方式:简单的文件系统,类似OpenStack Object Storage的对象存储系统,直接用Amazon’s Simple Storage Solution (S3) 存储,用带有Object Store的S3间接访问S3。

三个项目的基本关系如下图1-1所示:

1-1 OpenStack三个组件的关系

OpenStack Compute逻辑架构中,组件中的绝大多数可分为两种自定义编写的Python守护进程(custom written python daemons)。

接收和协调API调用的WSGI应用(nova-api, glance-api, etc)

执行部署任务的Worker守护进程(nova-compute, nova-network, nova-schedule, etc.)

然而,逻辑架构中有两个重要的部分,既不是自定义编写,也不是基于Python,它们是消息队列和数据库。二者简化了复杂任务(通过消息传递和信息共享的任务)的异步部署。

逻辑架构图3-1如下所示:

3-1 OpenStack Compute逻辑架构

从图中,我们可以总结出三点:

终端用户(DevOps, Developers 和其他的 OpenStack 组件)通过和nova-api对话来与OpenStack Compute交互。

OpenStack Compute守护进程之间通过队列(行为)和数据库(信息)来交换信息,以执行API请求。

OpenStack Glance基本上是独立的基础架构,OpenStack Compute通过Glance API来和它交互。

其各个组件的情况如下:

nova-api守护进程是OpenStack Compute的中心。它为所有API查询(OpenStack API 或 EC2 API)提供端点,初始化绝大多数部署活动(比如运行实例),以及实施一些策略(绝大多数的配额检查)。

nova-compute进程主要是一个创建和终止虚拟机实例的Worker守护进程。其过程相当复杂,但是基本原理很简单:从队列中接收行为,然后在更新数据库的状态时,执行一系列的系统命令执行他们。

nova-volume管理映射到计算机实例的卷的创建、附加和取消。这些卷可以来自很多提供商,比如,ISCSI和AoE。

Nova-network worker守护进程类似于nova-compute和nova-volume。它从队列中接收网络任务,然后执行任务以操控网络,比如创建bridging interfaces或改变iptables rules。

Queue提供中心hub,为守护进程传递消息。当前用RabbitMQ实现。但是理论上能是python ampqlib支持的任何AMPQ消息队列。

SQL database存储云基础架构中的绝大多数编译时和运行时状态。这包括了可用的实例类型,在用的实例,可用的网络和项目。理论上,OpenStack Compute能支持SQL-Alchemy支持的任何数据库,但是当前广泛使用的数据库是sqlite3(仅适合测试和开发工作),MySQL和PostgreSQL。

OpenStack Glance,是一个单独的项目,它是一个compute架构中可选的部分,分为三个部分:glance-api, glance-registry and the image store. 其中,glance-api接受API调用,glance-registry负责存储和检索镜像的元数据,实际的Image Blob存储在Image Store中。Image Store可以是多种不同的Object Store,包括OpenStack Object Storage (Swift)

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