OpenStack及其构成简介

　　本文结构目录如下

• 一、概述

• • 云计算
  • OpenStack

• 二、OpenStack的主要功能组件 

一 概述

　　1 云计算

　　云计算是一种计算模型，它将诸如运算能力、存储、网络和软件等资源抽象为服务，以便让用户通过互联网远程享用，付费的形式也如同传统公共服务设施一样。因需而定、提供方便、动态改变和无限的虚拟化扩展能力是云计算的几个重要特征。不同的云对应着不同的基础设施，主要有以下三种：基础设施服务（IaaS）、平台服务（PaaS）、软件服务（SaaS）。

　　2 OepnStack

　　OpenSack是一整套开源项目的综合，它允许企业或者服务提供者建立、运行自己的云计算和存储设施。这些开源项目之间是松耦合的关系，可以独立安装、使用或停止，扩展性好。RackSpace与NASA是最初重要的贡献者，前者提供了“云文件”平台代码，该平台增强了OpenStack对象存储部分的功能，后者带来的“Nebula”平台形成了最初OpenStack其余的部分。总之，OpenStack是基础设施资源的系统管理平台。

 

二 OpenStack的主要功能组件

　　在这里，主要列出OpenStack7个主要功能组件。

一） Horizon

　　Horizon是一个用于管理、控制OpenStack服务的Web控制台管理界面，用户在Web管理控制台的所有操作都转化为后台对API的调用。它可以管理实例、镜像、操作swift容器等，也就是管理一系列的资源，此外用户还可以使用终端（Console）或VNC直接访问实例。

 

　　二）KeyStone（认证服务）

　　KeyStone为所有OpenStack组件提供认证和访问策略服务，主要对但不限于Swift、Glance、Nova等进行认证与授权（通过对动作消息来源者请求的合法性进行鉴定）。授权方式有基于用户名/密码和基于令牌（Token）两种。KeyStone支持用于集成到异构环境并展示不同功能的后端插件。那么KeyStone提供的服务有哪些呢(列出一部分)?

• • Token服务，验证并管理用于验证身份的令牌；

• • Catalog服务，提供可用于端点发现的服务注册表；

• • Policy服务，显示一个基于规则的身份验证引擎。

　　这里涉及到几个概念。

• • User，即用户，代表可以通过KeyStone进行访问的人或程序，User通过认证信息进行验证。用户拥有证书，且分配给一个或者多个租户，OpenStack会为每个单独的租户提供一个特定的令牌；

• • Tenant，即租户，它是各个服务中一些可以访问的资源集合。

• • Role，即角色，一个角色是应用于某个租户的使用权限组合，以允许某个用户访问或使用特定操作。

• • Service，即服务，总体而言，任何通过KeyStone进行连接和管理的组件都被成为服务，如Glance、Nova，这些在KeyStone上进行注册，可称Glance为KeyStone的一个服务。

• • Endpoint，即入口点，是一个服务暴露出来的访问点，Nova、Swift、Glance等每一个OpenStack服务都拥有一个指定的端口和专属的URL，称其为入口点。

• • Token，即令牌，访问资源的令牌具有时效性。　　

　　三）Nova（计算服务）

　　Nova是OpenStack计算的弹性控制器，OpenStack云实例生命周期所需的各种动作都将由Nova进行处理和支撑，也就意味着Nova负责整个云的计算资源、网络、授权及测度。Nova本身并不提供任何虚拟能力，它将使用PAI与虚拟机的宿主机进行交互，同时，通过Web服务API接口对外提供处理接口。

　　主要功能包括：实例生命周期管理；计算资源管理；对外提供基于REST风格的API；异步连续通信；支持各种宿主：Xen、KVM、UML、VMware、Hyper-V等。

　　Nova主要包含以下几个部分：API服务器（nova-api)、消息队列（Rabbit MQ Server）、运算工作站（nova-compute)、网络控制器（nova-network）、卷工作站（nova-volume）、调度器（nova-scheduler）。

• • API服务器（nova-api）：API服务器提供了云设施与外界交互的接口，它是外界用户对云实施管理的唯一通道。API服务器通过消息队列把请求送达至云内目标设施进行处理。
  • 消息队列（Rabbit MQ Server）:OpenStack内部在遵循AMQP（高级消息队列协议）的基础上采用消息队列进行通信。Nova对请求应答进行异步调用，当请求接收后便则立即触发一个回调。由于使用了异步通信，不会有用户的动作被长置于等待状态。例如，启动一个实例或上传一份镜像的过程较为耗时，API调用就将等待返回结果而不影响其它操作，在此异步通信起到了很大作用，使整个系统变得更加高效。

• • 运算工作站（nova-compute）:运算工作站的主要任务是管理实例的整个生命周期。他们通过消息队列接收请求并执行，从而对实例进行各种操作。在典型实际生产环境下，会架设许多运算工作站，根据调度算法，一个实例可以在可用的任意一台运算工作站上部署。

• • 网络控制器（nova-network）:网络控制器处理主机的网络配置，例如IP地址分配，配置项目VLAN，设定安全群组以及为计算节点配置网络。

• • 卷工作站（nova-volume）:卷工作站管理基于LVM的实例卷，它能够为一个实例创建、删除、附加卷，也可以从一个实例中分离卷。

• • 调度器（nova-scheduler）:调度器负责把nova-API调用送达给目标。调度器以名为“nova-schedule”的守护进程方式运行，并根据调度算法从可用资源池中恰当地选择运算服务器。有很多因素都可以影响调度结果，比如负载、内存、子节点的远近、CPU架构等等。 

　　四）Glance（镜像服务）

　　Glance，OpenStack的镜像服务器，主要功能是提供虚拟机镜像的存储、查询、检索服务。Glance本身依赖于存储服务和数据库，存储服务主要是提供存储镜像，数据库存储与镜像相关的源数据。由Glance控制器和Glance注册器组成。

 

　　五）Swift（对象存储服务）

　　Swift为OpenStack提供一种分布式、持续虚拟对象存储，它具有跨节点百级对象的存储能力，且无限可扩展。功能海量对象存储、 大文件（对象）存储、 数据冗余管理、归档能力、为虚拟机和云应用提供数据容器、 处理流媒体、 对象安全存储等。

　　Swift组件有Swift账户、Swift容器、Swift对象、Swift代理、Swift Ring

• • Swift代理服务器：用户都是通过Swift-API与代理服务器进行交互，代理服务器正是接收外界请求的门卫，它检测合法的实体位置并路由它们的请求。此外，代理服务器也同时处理实体失效而转移时，故障切换的实体重复路由请求。

• • Swift对象服务器：对象服务器是一种二进制存储，它负责处理本地存储中的对象数据的存储、检索和删除。对象都是文件系统中存放的典型的二进制文件，具有扩展文件属性的元数据（xattr）。

• • Swift容器服务器：容器服务器将列出一个容器中的所有对象，默认对象列表将存储为SQLite文件，容器服务器也会统计容器中包含的对象数量及容器的存储空间耗费。

• • Swift账户服务器：账户服务器与容器服务器类似，将列出容器中的对象。

• • Ring（索引环）：Ring容器记录着Swift中物理存储对象的位置信息，它是真实物理存储位置的实体名的虚拟映射，类似于查找及定位不同集群的实体真实物理位置的索引服务。这里所谓的实体指账户、容器、对象，它们都拥有属于自己的不同的Rings。 

　　六）Cinder（块存储服务）

　　管理所有的块存储服务

 

　　七）Neutron（网络服务）

　　提供云计算环境下的虚拟网络功能，为每个用户提供独立的网络环境，有三种模式：Flat模式、Flat DHCP模式、VLAN模式。