OpenStack的架构详解
openstack学习报告
openstack学习报告OpenStack是一个为公有云和私有云环境提供基础设施即服务（IaaS）的开源平台。
它由计算（Nova）、网络（Neutron）、存储（Cinder）、身份认证（Keystone）、镜像（Glance）等一系列组件组成，通过这些组件，用户可以轻松地构建和管理云环境。
在本次学习报告中，我将分享我在学习OpenStack过程中所获得的知识和体会。
首先，我学习了OpenStack的基本架构和组件。
OpenStack采用了分布式架构，其中控制节点负责管理整个云环境，包括计算、网络和存储资源的分配和调度，而计算节点、网络节点和存储节点则负责提供实际的资源。
这种架构使得OpenStack具有高可扩展性和高可用性的特点。
在学习OpenStack的过程中，我也遇到了一些挑战。
首先，OpenStack的架构和组件非常复杂，需要对网络和存储等概念有一定的了解才能够理解和应用。
其次，部署和配置OpenStack也需要一定的技术和经验，包括网络设置、安全设置和性能调优等。
此外，OpenStack的发展非常迅猛，每个版本都有新的功能和改进，需要不断地学习和跟进。
然而，学习OpenStack也带给我很多收获。
首先，我深入了解了云计算的原理和技术，对分布式计算和虚拟化有了更深入的了解。
其次，我学会了使用OpenStack构建和管理云环境，这为我日后的工作提供了重要的技能和经验。
最后，通过学习OpenStack，我也认识到了开源软件的力量和价值，它可以帮助我们解决实际的问题，促进技术的发展和创新。
总结起来，学习OpenStack是一项有挑战但也非常有意义的任务。
通过学习OpenStack，我不仅扩展了自己的知识和技能，还了解了最新的云计算技术和趋势。
我相信，在日后的工作和学习中，我会继续深入研究OpenStack，并将其应用到实际的项目中，为组织和用户提供更好的云服务。
openstack发展历程及其架构简介
openstack发展历程及其架构简介1.0 Openstack介绍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。
2.0 Openstack版本历程2.1 2010.10 Austin 作为OpenStack第⼀个正式版本，Austin主要包含两⼦项⽬，Swift是对象存储模块，Nova是计算模块;带有⼀个简单的控制台，允许⽤户通过web管理计算和存储;带有⼀个部分实现的Image⽂件管理模块，未正式发布。
2.2 2011.2 Bexar Bexar 在此基础上补充了 Image Service (Glance)，它在许多⽅⾯与计算和存储有交集。
1、镜像代表存储在 OpenStack 上的模板虚拟机，⽤于按需快速启动计算实例;2、Swift增加了对⼤⽂件(⼤于5G)的⽀持;3、增加了⽀持S3接⼝的中间件;4、增加了⼀个认证服务中间件Swauth;5、Nova增加对raw磁盘镜像的⽀持，增加对微软Hyper-V的⽀持;6、开始了Dashboard控制台的开发。
2.3 2011.4 Cactus1、Nova增加新的虚拟化技术⽀持，如LXC容器（Linux containers的简称,是⼀种基于容器的操作系统层级的虚拟化技术）、VMWare/vSphere、ESX/ESXi 4.1;2、⽀持动态迁移运⾏中的虚机;3、增加⽀持Lefthand/HP SAN作为卷存储的后端。
2.4 2011.9 Diablo1、Nova整合了Keystone认证;2、⽀持KVM的暂停恢复;3、KVM的块迁移;4、采⽤了全局防⽕墙规则。
2.5 2012.4 Essex Essex 的发布增加了两个核⼼项⽬。
1、OpenStack Identity (Keystone) 隔离之前由 Nova 处理的⽤户管理元素；2、OpenStack Dashboard (Horizon) 的引⼊则标准化和简化了⽤户界⾯(UI)，使之同时适⽤于每个租户和 OpenStack 管理⼈员。
OpenStack架构详解
OpenStack架构详解What is OpenStack?OpenStack提供开放源码软件，建立公共和私有云。
OpenStack是一个社区和一个项目，以及开放源码软件，以帮助企业运行的虚拟计算或者存储云。
OpenStackd开源项目由社区维护，包括OpenStack计算（代号为Nova），OpenStack对象存储（代号为SWIF T），并OpenStack镜像服务（代号Glance）的集合。
OpenStack提供了一个操作平台，或工具包，用于编排云。
Components of OpenStackOpenStack当前主要有三个组件：计算，存储，镜像。
OpenStack计算是一个云控制器，用来启动一个用户或一个组的虚拟实例，它也用于配置每个实例或项目中包含多个实例为某个特定项目的联网。
OpenStack对象存储是一个在具有内置冗余和容错的大容量系统中存储对象的系统。
对象存储有各种应用，如备份或存档数据，存储图形或视频（流媒体数据传输到用户的浏览器），储存二级或三级静态数据，发展与数据存储集成新的应用程序，当预测存储容量困难时存储数据，创造弹性和灵活的云存储Web应用程序。
OpenStack镜像服务是一个查找和虚拟机图像检索系统。
它可以配置三种方式：使用Op enStack对象存储来存储图像;使用亚马逊S3直接存储，或使用S3对象存储作为S3访问中间存储。
OpenStack Project ArchitectureOpenStack当前包括三个子项目，三个项目相会独立，可以单独安装。
• Swift 提供对象存储。
这是大致类似于Rackspace云文件（从它派生）或亚马逊S3。
• Glance 提供OpenStack Nova虚拟机镜像的发现，存储和检索。
• Nova 根据要求提供虚拟服务。
这与Rackspace云服务器或亚马逊EC2类似。
将来会出现web 接口的子项目以及队列服务的子项目。
Cloud Provider Conceptual Architecture构建自己的Iaas云环境并将其提供给用户，需要提供以下几个特性：1. 允许应用用户注册云服务、查看使用情况以及账单。
OpenStack详解
云主机类型主要是指一些虚拟硬件设施的模板，它通过定义内存、硬盘及CPU等参数大小来限制用户对硬件设施的使用，防止因为用户申请过多的资源。Openstack允许开发者或管理员自定义云主机类型，它提供了命令行工具和Web图形界面两种方式支持云主机类型的自定义。Openstack默认提供了常用的五种云主机类型，如图3-1所示。开发者可根据实际需求自定义云主机的大小。
（１）制作操作系统镜像：创建操作系统镜像要求本地环境支持KVM以及安装vncviewer组件。首先创建一个镜像盘，如＂qemu -img create -f raw windows_xp.img 10G＂，该命令创建了一个容量为10G、raw格式的镜像盘；接着创建KVM镜像虚拟机，通过下面的命令启动系统安装Ｗ及建立引导启动系统，kvm -m 512 –cdrom windows_xp.iso –drivefile=windows_xp.img,if=scsi,index= 0-boot d –net nic -net user -nogrephic -vnc:0;最后使用vnc viewer登录引导界面安装系统；
图3-1 OpenStack中云主机类型
0x
1.虛拟机创建流程分析
后台创建虚拟机的过程实际上是为用户创建系统环境的过程，后台根据用户选择的云主机大小和系统环境模板为用户创建一个虚拟机，虚拟机提供了用户所需的操作系统和专业的软件环境。虚拟机创建过程如图4-1所示。
图4-1虚拟机创建过程
（1）当API服务器从User处接收到一个创建虚拟机的请求时，API服务器将会通过Keystone对User的权限进行验证，如果验证通过，就把送个虚拟机创建请求发送给（云控制器）；
（2）主机权衡
权值是一个经过计算的数值，用来表示宿主主机与请求的符合度。经过主机过滤筛选出符合条件的计算节点集合Hosts，对Hosts集合中的每个主机进行主机权衡，权衡过程如图4-5所示。针对每个主机调用代价函数_weight_object()进行计算，将得到的值weight进行如下处理：
openstack技术原理
openstack技术原理OpenStack技术是一个开源的云计算平台，它提供了一组丰富的工具和服务，用于构建和管理公有云和私有云环境。
OpenStack技术的原理主要包括以下几个方面：1. 架构：OpenStack采用了分层架构，包括计算层、网络层和存储层。
计算层提供了虚拟机实例的管理和调度功能；网络层提供了虚拟网络的创建和管理功能；存储层提供了对象存储和块存储的服务。
这种分层架构使得OpenStack具有高度的可扩展性和灵活性。
2. 组件：OpenStack由多个组件组成，包括Nova、Neutron、Cinder、Glance等。
Nova是OpenStack的计算组件，用于管理虚拟机实例的创建、调度和销毁；Neutron是OpenStack的网络组件，用于创建和管理虚拟网络；Cinder是OpenStack的块存储组件，用于提供持久化的块存储服务；Glance是OpenStack的镜像组件，用于管理虚拟机实例的镜像。
3. 虚拟化技术：OpenStack支持多种虚拟化技术，包括KVM、Xen、VMware和Hyper-V等。
这些虚拟化技术可以将物理服务器划分为多个虚拟机实例，并提供虚拟机实例的管理和调度功能。
4. API：OpenStack提供了丰富的API接口，用于与OpenStack 进行交互。
通过这些API接口，用户可以创建虚拟机实例、创建虚拟网络、上传镜像等操作。
同时，OpenStack还提供了CLI命令行工具和Web界面，方便用户进行操作和管理。
5. 高可用性：OpenStack具有高可用性的特性，可以通过配置多个控制节点和计算节点，实现故障切换和负载均衡。
同时，OpenStack还提供了监控和告警功能，可以及时发现和解决故障。
6. 安全性：OpenStack提供了多种安全性措施，包括身份认证、访问控制、加密传输等。
用户可以通过身份认证获取访问令牌，然后使用访问令牌进行API调用。
openstack原理
openstack原理OpenStack是一种开源的云计算平台，它由一系列相互关联的服务组成，包括计算、存储、网络等。
它的设计理念是实现可扩展性、高可用性和自动化管理，为用户提供弹性、稳定和高效的云计算服务。
OpenStack的核心组件包括Nova（计算）、Swift（对象存储）、Cinder（块存储）、Neutron（网络）、Glance（镜像）、Keystone（身份认证）、Horizon（仪表盘）等。
这些组件共同构成了一个完整的云计算平台，可以满足不同用户的需求。
在OpenStack中，计算服务（Nova）负责管理虚拟机实例，包括创建、启动、停止、删除等操作。
它支持多种虚拟化技术，如KVM、Xen、VMware等，用户可以根据自己的需求选择合适的虚拟化方案。
存储服务是OpenStack的另一个重要组件，它包括对象存储（Swift）和块存储（Cinder）。
对象存储提供了高可用、可扩展的存储服务，适用于存储大量非结构化数据，如图片、视频、文档等。
块存储则提供了持久化的存储服务，适用于虚拟机实例的磁盘存储。
网络服务（Neutron）负责管理云计算平台的网络资源，包括虚拟网络、子网、路由等。
它支持多种网络模式，如Flat、VLAN、GRE、VXLAN等，可以满足不同用户的网络需求。
OpenStack的身份认证服务（Keystone）提供了统一的身份认证和授权机制，用户可以通过它管理云计算平台的用户、角色、项目等。
仪表盘（Horizon）是OpenStack的管理界面，用户可以通过它进行云资源的管理和监控。
除了核心组件外，OpenStack还提供了丰富的插件和扩展，如数据库服务（Trove）、消息队列服务（Zaqar）、容器服务（Magnum）等，用户可以根据自己的需求选择合适的扩展服务。
总的来说，OpenStack是一个功能强大、灵活多样的云计算平台，它可以满足不同用户的需求，为他们提供弹性、稳定和高效的云计算服务。
openstack 基本知识
openstack 基本知识摘要：1.OpenStack 概述2.OpenStack 组件及其功能3.OpenStack 架构和部署方式4.OpenStack 的使用方法和技巧5.OpenStack 的发展前景和社区正文：1.OpenStack 概述OpenStack 是一个开源的云计算平台，旨在提供基础设施即服务（IaaS）和platform as a service（PaaS）功能。
它由多个组件组合而成，每个组件负责处理不同类型的任务，例如计算、存储、网络和身份验证等。
OpenStack 最初由美国宇航局（NASA）开发，后来得到了众多企业和开发者的支持，成为了一个非常流行的云计算平台。
2.OpenStack 组件及其功能OpenStack 包含多个组件，其中一些主要的组件包括：- Nova：负责提供计算服务，允许用户创建和启动虚拟机。
- Glance：负责提供镜像服务，允许用户查找和部署镜像。
- Keystone：负责提供身份验证服务，允许用户进行身份验证和授权。
- Swift：负责提供对象存储服务，允许用户存储和检索二进制数据。
- Cinder：负责提供块存储服务，允许用户创建和管理卷。
- Neutron：负责提供网络服务，允许用户创建和管理网络。
3.OpenStack 架构和部署方式OpenStack 可以部署在多种架构上，包括私有云、公有云和混合云。
部署OpenStack 的方式也有多种，例如手动部署、使用自动化工具部署和通过OpenStack 服务提供商进行部署等。
4.OpenStack 的使用方法和技巧使用OpenStack 需要掌握一些基本知识和技巧，例如如何创建和管理虚拟机、如何存储和检索数据、如何创建和管理网络等。
此外，还需要了解如何使用OpenStack 的API 和工具，例如如何使用Nova CLI 和Keystone CLI 等。
5.OpenStack 的发展前景和社区OpenStack 的发展前景非常广阔，它已经成为了云计算领域的重要标准之一。
openstack neutron原理
openstack neutron原理OpenStack Neutron（先前称为Quantum）是OpenStack项目中的网络服务组件，为云平台提供了虚拟网络的创建、管理和操作能力。
它的原理如下：1. 架构：Neutron采用了插件化的架构，通过各种插件来支持不同的网络技术和设备。
它包括核心服务（Core Service）、插件（Plugin）和代理（Agent）三个主要组件。
2. 核心服务：核心服务包括了API服务和插件调度服务。
API 服务提供了外部接口，用于接收和转发网络操作请求，并通过RPC（远程过程调用）机制与其他服务通信。
插件调度服务用于协调插件的使用和调度，并提供统一的接口给API服务。
3. 插件：插件是Neutron的核心组件，它们负责提供具体的网络功能和技术支持。
常见的插件包括Open vSwitch插件、Linuxbridge插件和Cisco插件等。
插件通过API与核心服务通信，接收和处理网络请求。
4. 代理：代理是运行在网络节点上的实体，用于处理具体的网络功能和操作。
它们包括L3代理、DHCP代理和Metadata代理等。
L3代理提供路由功能，负责处理跨子网的数据包；DHCP代理提供DHCP服务，为虚拟机提供动态IP地址；Metadata代理负责处理云平台元数据的访问。
5. 虚拟网络：Neutron通过虚拟网络抽象，将底层物理网络转化为虚拟网络，并为租户提供独立的、可定制的网络环境。
虚拟网络包括了子网、路由和安全组等组件，通过插件和代理来实现不同技术的网络隔离和功能。
总体来说，Neutron的原理是通过插件化的架构，将底层物理网络转化为虚拟网络，并借助核心服务、插件和代理等组件，提供各种网络功能和技术支持，实现云平台的网络管理和操作能力。
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OpenStack的架构详解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。
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OpenStackCompute(Nova)，OpenStackObjectStorage(Swift)，以及OpenStackImageService(Glance)。
OpenStackCompute[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(thecloudthroughusersandprojects)。
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AmazonEC2和RackspaceCloudServers。
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WebAPI的功能。
OpenStackObjectStorage[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。
OpenStackImageService[1]，是一个虚拟机镜像的存储、查询和检索系统，服务包括的RESTfulAPI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OpenStackObjectStorage的对象存储系统，直接用Amazon'sSimpleStorageSolution(S3)存储，用带有ObjectStore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AmazonWebService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/DevOpsfolks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CloudOperator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, ownersandoperators，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, logicandresources)，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。
Webportals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imageregistry(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adminAPI，在更完全的架构中，你将见到一系列的支持功能，比如provisioning和configurationmanagement。
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(networkattachedstorage)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：3-1 OpenStack Compute逻辑架构从图中，我们可以总结出三点：a) 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。
b) 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。
c) 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：a) 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)。
b) 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。
c) 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。
d) 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。
e) 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。
f) 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。
g) 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)h) 最后，user dashboard是另一个可选的项目。
OpenStack Dashboard提供了一个OpenStack Compute界面来给应用开发者和devops staff类似API的功能。
当前它是作为Django web Application来实现的。
当然，也有其他可用的Web前端。
3.2 概念映射将逻辑架构映射到概念架构中(如3-2所示)，可以看见我们还缺少什么。
3-2 逻辑架构到概念架构的映射这种覆盖方式并不是唯一的，这里的只是作者的理解。
通过覆盖OpenStack Compute 逻辑组件，Glance和Dashboard，来表示功能范围。
对于每一个覆盖，都有相应的提供该功能的逻辑组件的名称。
a) 在这种覆盖范围中，最大的差距是logging和billing。
此刻，OpenStack Compute 没有能协调logging事件、记录日志以及创建/呈现bills的Billing组件。
真正的焦点是logging和Billing的整合。
这能通过以下方式来补救。
比如代码扩充，商业产品或者服务或者自定义日志解析的整合。
b) Identity也是未来可能要补充的一点。
c) customer portal也是一个整合点。
user dashboard(见运行的实例，启动新的实例)没有提供一个界面，来允许应用拥有者签署服务，跟踪它们的费用以及声明有问题的票据(lodge trouble tickets)。
而且，这很可能对我们设想的服务提供商来说是合适的。
d) 理想的情况是，Admin API会复制我们能通过命令行接口做的所有功能。
在带有Admin API work的Diablo 发布中会更好。
e) 云监控和操作将是服务提供商关注的重点。
好操作方法的关键是好的工具。
当前，OpenStack Compute 提供 nova-instancemonitor，它跟踪计算结点使用情况。
未来我们还需要三方工具来监控。
f) Policy是极其重要的方面，但是会与供应商很相关。
从quotas到QoS，到隐私控制都在其管辖内。
当前图上有部分覆盖，但是这取决于供应商的复杂需求。
为准确起见，OpenStack Compute 为实例，浮点IP地址以及元数据提供配额。
g) 当前，OpenStack Compute内的Scheduling对于大的安装来说是相当初步的。
调度器是以插件的方式设计的，目前支持chance(随机主机分配)，simple(最少负载)和zone(在一个可用区域里的随机结点。