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openstack架构详解
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2018-07-11
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OpenStack既是一个社区,也是一个项目和一个开源软件,它提供了一个部署云的操作平台或工具集。其宗旨在于,帮助组织运行为虚拟计算或存储服务的云,为公有云、私有云,也为大云、小云提供可扩展的、灵活的云计算。
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OpenStack 的架构
1. OpenStack 是什么
OpenStack 既是一个社区,也是一个项目和一个开源软件,它提供了一个部署云的操
作平台或工具集。其宗旨在于,帮助组织运行为虚拟计算或存储服务的云,为公有云、私
有云,也为大云、小云提供可扩展的、灵活的云计算。
OpenStack 旗 下 包 含 了 一 组 由 社 区 维 护 的 开 源 项 目 , 他 们 分 别 是 OpenStack
Compute ( Nova ) , OpenStack Object Storage ( Swift ) , 以 及 OpenStack Image
Service(Glance)。
OpenStack Compute
[1]
,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。实际上它定义的是,与运行在主机操作系统上潜在的虚拟化机制
交互的驱动,暴露基于 Web API 的功能。
OpenStack Object Storage
[2]
,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
[1]
,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
2. 云服务提供商的概念架构
OpenStack 能帮我们建立自己的 IaaS,提供类似 Amazon Web Service 的服务给客户。
为实现这一点,我们需要提供几个高级特性:
a) 允许应用拥有者注册云服务,查看运用和计费情况;
b) 允许 Developers/DevOps folks 创建和存储他们应用的自定义镜像;
c) 允许他们启动、监控和终止实例;
d) 允许 Cloud Operator 配置和操作基础架构
这四点都直击提供 IaaS 的核心,现在假设你同意了这四个特性,现在就可以将它们放
进如下所示的概念架构 2-1 中。
2-1 OpenStack 概念架构
在此模型中,作者假设了需要与云交互的四个用户集:developers, devops, owners and
operators,并为每类用户划分了他们所需要的功能。该架构采用的是非常普通的分层方法
(presentation, logic and resources),它带有两个正交区域。
展示层,组件与用户交互,接受和呈现信息。Web portals 为非开发者提供图形界面,
为开发者提供 API 端点。如果是更复杂的结构,负载均衡,控制代理,安全和名称服务也
都会在这层。
逻辑层为云提供逻辑(intelligence)和控制功能。这层包括部署(复杂任务的工作
流),调度(作业到资源的映射),策略(配额等等),镜像注册 image registry (实例镜像
的元数据),日志 (事件和计量) 。
假设绝大多数服务提供者已经有客户身份和计费系统。任何云架构都需要整合这些系
统。
在任何复杂的环境下,我们都将需要一个 management 层来操作这个环境。它应该包括
一个 API 访问云管理特性以及一些监控形式(forms)。很可能,监控功能将以整合的形式
加入一个已存在的工具中。当前的架构中已经为我们虚拟的服务提供商加入了 monitoring
和 admin API,在更完全的架构中,你将见到一系列的支持功能,比如 provisioning 和
configuration management。
最后,资源层。既然这是一个 compute 云,我们就需要实际的 compute、network 和
storage 资源,以供应给我们的客户。该层提供这些服务,无论他们是服务器,网络交换机 ,
NAS(network attached storage)还是其他的一些资源。
3. OpenStack Compute 架构
3.1 OpenStack Compute 逻辑架构
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)。
a) 接收和协调 API 调用的 WSGI 应用(nova-api, glance-api, etc)
b) 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:
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悲催哥哥
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