Openstack架构分析
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。
用一个故事来说OpenStack的架构
OpenStack是眼前最热门的开源云平台。
到底什么是OpenStack?你对它的架构真的理解吗?如果不，那就让我们一起通过这个故事来学习。
主角是一个想赚钱的管理员，我们的故事从这儿开始……故事设定主角是一个想赚钱的管理员。
他的手里有着大量的物理计算资源，无限多的服务器啊，无限多的电力什么的，无限多的硬盘空间，无限大的带宽啊什么的(勿吐槽，反正一切是脑洞大开，不如让他无限大，文章的不严谨之处，还请谅解)，而且这位管理员在计算机领域无所不能，写程序分分钟出货balabala，反正就是属性很牛逼就对了。
另外，这个管理员比较懒，什么东西都想以最少的操作去完成，但这个管理员写起来程序，无视一切….我们的故事开始了故事从这位管理员说起，管理员先森想着，我放着这么多的刁B玩意，不赚点钱对不起自己啊，然管理员正好看到当前火热的虚拟机技术，想着，我这么多的玩意，如果直接把整机租出去，赚的钱太少，不如把这些服务器拿来跑虚拟机，然后给客户出租虚拟机，这样管理员先僧就能赚大把大把的钱了，然后出任CEO，赢取白富美，走向事业巅峰，咩哈哈哈~~~~话说管理员君开始忙活了，这么多的服务器，要重新编写操作系统太过麻烦了，不如拿着现成的操作系统用的实在，于是管理员在认证查看了当今世界上的操作系统之后，觉得Linux操作系统定当能担此大任，于是这位管理员君开始化身为程序猿，去构造心中的梦想….管理员童鞋首先想了一下，我这么刁逼的东西，那先得有个刁逼的名字啊，反正这东西我也不指望他能给我赚钱，那肯定是要开源的啊，那就这样吧，叫个OpenStack挺不错的好了，项目的名字有了，接下来我要跑虚拟机对外出租赚钱是吧，那创建虚拟机不是谁都TM能创建的啊，这活只有我TM能创建啊，但是如果有一天有人接手了我的这些，那他也要能创建啊，那么以后如果越来越多的人去使用和管理，我TM总不能每次都把root账号密码给他们吧，所以这时候对于管理员来说，有一个新的需求，就是要让电脑知道谁有权利去使用这个机器的一切于是管理员君开始废寝忘食的编写程序，立志做出来一套牛逼的身份认证管理系统，在数天之后(勿吐槽时间)，管理员君终于把这个刁逼的身份认证系统做完了，做完了吧，总得有个名字吧，脑洞大开，就TM叫Keystone吧，于是，我们的OpenStack的第一个组件，Keystone就有了接下来，管理员让服务器自己去鉴别使用者的身份，这下方便坏了，只要小小的配置一下，服务器君就能立马知道使用者上三代下三代的信息，连隔壁老王家的那条狗在外面勾搭了几个小母狗都TM知道了，真是刁逼坏了啊..然后管理员开始先试用市面上的虚拟机程序，用了几家之后都感觉不错，唯一缺点就是每次创建了虚拟机之后都得安装操作系统，真特么麻烦啊，为毛不能创建之后就直接带上操作系统呢，这时候问题来了，市面上操作系统辣么多，而又不知道客户到底喜欢用哪一个。
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
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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 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
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）。
[1]
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。
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
3.1OpenStack 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。