OpenStake入门

前言

OpenStack是 模仿亚马逊 AWS 使用python开发的 IssA层实现框架，openstack遵循Apache2.0协议，使我兴奋的是它的WEB管理模块 horizon，是使用Django开发的，站在巨人的肩膀上，也许我可以对其进行二次开发；

openstack涉及知识大而全，本文主要介绍openstack以下内容

• openstack概念
• openstack主要组件的介绍以及组件间的通信流程
• openstack支持的几种网络模式（vlam/ gre/ vxlan）
• openstack支持的分布式存储（Ceph）
• 基于openstack搭建一个iaas层私有云环境

一、什么是OpenStack

OpenStack是一个由NASA和Rackspace合作研发并发起的，以Apache许可证授权的自由软件和开放源代码项目。

该项目采用了模块化设计 由众多的模块组成1个框架，各个模块负责自己不同的功能；

1. 核心组件：

Horizon：提供web页面让用户管理主机（创建主机、挂载云盘、绑定浮动IP）

Nova：支持各种虚拟机驱动（Vmware/Zen/KVM）调用虚拟机驱动创建出主机；（硬件资源供应商）

Glance：给虚拟机提供镜像；（操作系统供应商）

Newtron：Neurton实现了SDN(软件定义网络，虚拟出交换机、路由器)，提供一整套API，Nova调用NewtronAPI 帮助虚拟机接入网络；（网络供应商）

Keystone：注册各种组件的功能，为各组件之间的交互提供认证服务；

Cinder（块存储）/Swift（对象存储）：提供存储服务

可以从Nova那里买硬件 → Glance那里买镜像装上系统 → Nweton提供交换机、路由器让我接入网络 → Cinder/Swift 提供一块硬盘让我挂载上 → 一台云主机诞生了

2.浅谈三种主流中存储模式

文件存储： 相当于1个大的文件夹，以文件为单位去存储，基于POSIX标准对文件进行读写操作；

块存储： 相当于1块大的裸盘，把硬盘上的N个扇区划分为1个逻辑数据块；（降低寻找多个扇区的复杂度）

对象存储：特点基于resfull api 访问数据，无法在线修改文件（下载到本地修改之后，上传新文件覆盖源文件）

以上2种传统存储方式会逐渐形成目录树结构，目录树结构越深越难以查找；对象存储摒弃目录数据结构，以1个Key《---------》1个Value结构，查询速度快；

对象存储对于用户而言所有数据都是object，
object包含:object id、元数据（key value结构描述相关属性）、源数据、
客户端通过restful api 去访问 object，如我要访问 a.txt 等于访问一个http://api/object
key：就是一个url地址 （http://api/）
value：参数 object

OpenStack工作流程

openstack的工作流程是围绕创建1个虚拟机展开的:

虚拟机启动过程如下：

1. 界面或命令行通过RESTful API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