OpenStack架构详解
openstack ovs-dpdk原理
openstack ovs-dpdk原理OpenStack OVS-DPDK原理OpenStack是目前最流行的开源云计算管理平台之一，它提供了云计算中常见的计算、网络、存储等服务，可以帮助用户快速搭建自己的云计算环境。
而Open Virtual Switch （OVS）是OpenStack中常用的网络虚拟化技术，可以为VM （虚拟机）提供灵活的网络服务，同时保证了数据的安全性和可靠性。
而DPDK （Data Plane Development Kit）是Intel提供的一款数据平面开发工具包，可以帮助开发者实现高性能数据处理的应用程序。
本文主要介绍OpenStack OVS-DPDK原理，包括OVS和DPDK的概念、OVS-DPDK的架构、OVS-DPDK的工作原理以及如何配置使用OVS-DPDK等方面。
1. OVS和DPDK概念1.1 OVSOpen vSwitch（OVS）是一款开源的虚拟交换机，可以在虚拟机之间提供流量控制、QoS、负载均衡等网络功能。
OVS是使用C语言编写的，支持多种协议，例如VXLAN、GRE、STT、IPsec等。
OVS以插件的方式与OpenStack集成，并且可以与其他虚拟化软件和硬件配合使用，例如QEMU、XEN、DPDK等。
1.2 DPDKData Plane Development Kit（DPDK）是一个数据平面开发工具包，可以帮助开发者实现高性能数据处理的应用程序。
DPDK运行在x86、ARM和Power8等平台上，使用用户空间设备驱动程序（User Space Device Driver）和高效率的队列管理，可以在不使用内核网络协议栈的情况下，实现高速数据包的收发和处理。
2. OVS-DPDK架构OVS-DPDK是将OVS和DPDK结合起来实现的一种高性能的数据平面虚拟化技术。
OVS-DPDK的架构如图1所示：图1 OVS-DPDK架构从图1中可以看出，OVS-DPDK的架构由三部分组成，分别是：1. 用户态进程（OVS-DPDK）。
云计算基础架构平台应用 项目7-OpenStack网络服务
Neutron-LinuxBridge-Agent : 负责创建桥接网卡
Neutron-Dhcp-Agent：负责分配IP
Neutron-Metadata-Agent: 配合Nova-Metadata-Api实现虚拟机的定制化操作
L3-agent：实现三层网络vxlan(网络层)
OpenStack网络服务
目录 Contents
01
02
03
Байду номын сангаас04
05
思政课堂
任务
实训
笔记
习题
随着计算机的不断普及，网络及信息技术的广泛应用，提供了大量的互联网服务以及信息资源，从而也使更多的数据计算、存储以及应用等基本功能被人们应用在各项工作中，极大程度上方便了人们的生活，特别是进入云计算时代，将大量的个人信息、公司信息存储在网络上，存在一定的网络安全问题。所以我们在生活中要时刻保持网络安全意识，例如： 在使用WiFi时，不要随意接入陌生WiFi；在公共场所使用陌生的无线网络时，尽量不要进行与资金有关的银行转账与支付; 修改无线路由器默认的管理员用户名和密码，将家中无线路由器的密码设置得复杂些，并采用强密码，最好是字母和数字的组合; 不要轻易打开陌生人通过手机发送的链接和文件; 没有网络安全就没有国家安全，就没有经济社会稳定运行，广大人民群众利益也难以得到保障，全面形成“人人关注网络安全,人人参与网络安全”的良好网络环境
思政课堂
阿福所在公司的业务服务运行在公有云上，由于有些关于客户的重要信息等，公司便想将在公有云上的服务迁移至私有云上，老板便将想搭建一个OpenStack私有云平台，便于管理这些私密数据。由于阿福有着私有云的基础，老板就将搭建平台的任务交给了阿福，阿福在搭建了Keyston，Glance，Nova后终于到搭建Neutron，也由于网络结构的选择，阿福先对Neutron进行了详细的学习，阿福决定选择平面网络模式进行搭建Neutron并对网络进行了规划。 本次学习搭建OpenStack的Neutron网络服务，Neutron 的设计目标是实现“网络即服务（Networking as a Service）”。 为完成所设计的目标，在设计的原则上遵循了基于 SDN 实现网络虚拟化的原则，并在实现上充分利用了Linux系统上各种网络相关的技术来搭建Neutron。先创建关联好用户，并创建服务注册Api，再对Neutron进行安装。
FusionSphere OpenStack云计算方案介绍
Region
Controller Node NOVA –Api NOVA-Scheduler Nova-Condutor …. MySQL Rabbit-MQ
VM1
VMn
VMm
VMx
VM1
VMn
VMm
VMx
NOVA-Compute Host Aggregate 1
NOVA -Compute
NOVA-Compute
第2页
目录
1. OpenStack社区介绍 2. OpenStack系统架构 3. OpenStack在FusionSphere中的作用 4. FusionSphere OpenStack 服务功能特性 5. FusionSphere OpenStack规格指标
第3页
社区情况
NFV (IMS/EPC/ vCPE/vSTB/CC
⚫ 和其他服务组件一样，Heat 使用 Keystone 作为权鉴后台。
第25页
Heat组件
⚫ Heat-api 类似于nova-api，提供了原生的restful API对外使用。用户对API的调用，由heat-api处理 之后，最终通过RPC传递给Heat-engine来进一步 处理。
⚫ heat-api-cfn组件则提供了Amazon style 的查询 API，因此可以完全兼容于Amazon的 CloudFormation，对于API的请求，同heat-api类 似，处理之后，通过RPC传递给heat-engine进一 步处理。
⚫ 基于SOA的松耦合架构 计算、存储、网络充分解耦 不同厂商的资源池可以混合组网
华为在OpenStack社区Pike版本中的Drafted blueprint贡献和Bug修复排名分别达到第2位和第8位 借助OpenStack和KVM社区，华为云平台获取了对业界软硬件生态链的广泛支持，并且支持范围将持续扩大
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。
OpenStack存储架构三种流派解读
在UnitedStack组织的存储技术研讨会上，三位来自于UnitedStack、IBM和HP的存储专家分别就UnitedStack文件共享服务、IBM 弹性存储和HP Helion VSA进行了深入解读，详细阐述了OpenStack Manila和Ceph、GPFS到弹性存储的演进、VSA和Helion的结合等技术。
这也可以说是目前市场上云环境下存储架构的经典流派解读。
UnitedStack：如何在OpenStack平台实现文件共享服务？第一位嘉宾的是来自于UnitedStack的资深存储工程师孟圣智，他主要讲述了UnitedStack明年将会重磅推出的文件共享服务。
文件共享服务是企业存储的刚性需求。
根据IDC 2012数据，65%的数据存储是以文件的形态存在的，大量传统应用需要使用文件系统作为存储媒介。
现在大量企业应用往云平台上迁移，自然对传统NAS服务在虚拟化环境下的实现有强烈的需求，那么在OpenStack平台上，如何实现文件共享服务呢？目前，由NetAPP和Mirantis主导的Manila项目越来越受到OpenStack用户的关注，Manila提供了安全的多租户的文件共享服务，现在支持NFS和CIFS，在OpenStackJuno版中已经有了稳定分支。
Manila的核心概念有：共享目录、ACL、共享网络、快照、后端驱动。
目前支持的后端驱动有GPFS、GlusterFS、EMCVNX等。
在云平台上，所有服务必须要考虑多租户资源隔离，目前Manila 的多租户资源隔离依赖于Neutron的私有网络隔离。
Manila的通用驱动的方式是通过Nova创建一台虚拟机(Service VM)，通过Cinder创建一个Volume，并挂载到Service VM上。
Service VM格式化这个Volume，用它作为共享目录，对外提供NFS/CIFS共享服务。
相对于块存储，Manila面临的问题更多。
openstack介绍
openstack介绍OpenStack简介1什么是openstackOpenStack是⼀个由NASA（美国国家航空航天局）和⽹络主机服务商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。
OpenStack是⼀个开源的云计算管理平台项⽬，由⼏个主要的组件组合起来完成具体⼯作。
OpenStack⽀持⼏乎所有类型的云环境，项⽬⽬标是提供实施简单、可⼤规模扩展、丰富、标准统⼀的云计算管理平台。
OpenStack通过各种互补的服务提供了基础设施即服务（IaaS）的解决⽅案，每个服务提供API以进⾏集成。
OpenStack是⼀个旨在为公共及私有云的建设与管理提供软件的开源项⽬。
它的社区拥有超过130家企业及1350位开发者，这些机构与个⼈都将OpenStack 作为基础设施即服务（IaaS）资源的通⽤前端。
OpenStack项⽬的⾸要任务是简化云的部署过程并为其带来良好的可扩展性。
2openstack运⽤范围OpenStack是IaaS(基础设施即服务)组件，让任何⼈都可以⾃⾏建⽴和提供（Private Cloud），云端运算服务。
此外，OpenStack也⽤作建⽴防⽕墙内的“私有云”提供机构或企业内各部门共享资源。
3openstack的主要项⽬组件OpenStack云计算平台，帮助服务商和企业内部实现类似于Amazon EC2 和S3 的云基础架构服务(Infrastructure as a Service, IaaS)。
OpenStack 包含两个主要模块：Nova 和Swift，前者是NASA 开发的虚拟服务器部署和业务计算模块；后者是Rackspace开发的分布式云存储模块，两者可以⼀起⽤，也可以分开单独⽤。
OpenStack覆盖了⽹络、虚拟化、操作系统、服务器等各个⽅⾯。
它是⼀个正在开发中的云计算平台项⽬，根据成熟及重要程度的不同，被分解成核⼼项⽬、孵化项⽬，以及⽀持项⽬和相关项⽬。
OpenStack云平台核心模块详解
• nova-consoleauth：为vnc代理服务器提供token验证服务 • nova-novncproxy：为浏览器和vncserver之间建立socket，
console用来连接到虚机的console接口，实现基于vnc的登录和操作 • nova-cert：对接EC2-API的时候才使用，为euca-bundle-image提
backend，可在配置文件glance-api.conf中定义
Horizon
CLI
Nova
File System
Glance-API Storage Adapter
Glance Backend
Swift Cinder
Glance-Registry Glance-DB
Ceph RBD Sheepdog Amazon S3
• 服务相关
• service（服务）：OpenStack 服务，如nova、neutron等，每个服务提供一个或者多个 endpoint 供用户访问 资源以及进行操作
• endpoint（端点）：endpoint是一个网络上可访问的地址，通常是URL。service 通过 endpoint 暴露自己的 API，每个Service有public、internal、admin三个endpoint，keystone 负责管理和维护每个 Service 的 Endpoint
Keystone
• 用户相关
• domain（域） • project（项目） • user（用户） • group（用户组） • role（角色） • token（令牌）
• 一个Region中可以包含多个Domain，一个Domain中可以包含多个Group、user和Project，一个Group中可以包 含多个user。
OpenStackTelemetry系统架构及实践
OpenStackTelemetry系统架构及实践1. 概述早期OpenStack的计量功能由Ceilometer项⽬负责，后来Ceilometer⼀分为四，每个项⽬负责⼀个⽅⾯的⼯作。
不得不说这是OpenStack开发中的⼀个特⾊，⽐如Cinder和Neutron也是从早期的Nova中拆分出来的。
OpenStack Telemetry体系的架构如下：可以看到其由四个组件构成，包括：Gnocchi：时间序列数据库，保存计量数据。
Panko：事件数据库，保存事件数据。
Ceilometer：数据采集服务，采集资源使⽤量相关数据，并推送到Gnocchi；采集操作事件数据，并推送到Panko。
Aodh：告警服务，基于计量和事件数据提供告警通知功能。
四个组件分⼯明确，各司其职，使得计量系统结构清晰明了。
另外，早期Ceilometer将原始计量数据保存到MongoDB，性能之差可以说⼏乎不可⽤。
Gnocchi的出现使计量服务不论是在性能还是空间消耗上都有了质的飞跃，功不可没。
也因为Gnocchi的先进性，它已经脱离OpenStack成为了⼀个独⽴项⽬，似有追赶其他时间序列数据库的态势。
2. Gnocchi -- 时间序列数据库服务Gnocchi接收来⾃Ceilometer的原始计量数据，进⾏聚合运算后保存到持久化后端。
2.1 三类存储后端Gnocchi中保存与资源使⽤量相关的计量数据，为了提⾼检索效率，额外将计量数据的元数据信息单独存储。
另外由于从原始输⼊数据到最终存储的聚合数据，需要进⾏⼤量计算，为了缓冲输⼊与处理间的速率，引⼊缓存后端。
因此Gnocchi中涉及三种存储后端：索引后端：存储计量对象和采集项的基础属性，⽐如对象类型（虚拟机、硬盘、⽹络）、原始资源uuid等。
索引数据量不⼤，⼀半⽤MySQL。
聚合数据后端：存储经过聚合计算的计量数据，⽐如cpu使⽤率的平均值、最⼤值、最⼩值等。
推荐⽤Ceph，可以⽀持多实例共享数据。
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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 OpenStack
OpenStack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 Architecture
OpenStack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。
2. 允许开发商和开发人员创建和存储自定义的镜像。
3. 允许开发商和开发人员启动、监控、停止虚拟机实例。
4. 允许操作人员配置和操作云基础设施。
上面只列出了基本的4个特性，当然还有其他一些特性，将这些特性列在一起，展示如下：
在上面的模型中，假定了与云交互的四种人员（开发商、开发人员、操作员、用户），还定义了三层架构（表现、逻辑、资源）和两个正交领域（集成和管理）。
表现层，组件与用户交互，接受并显示用户的信息。
在这一层，为非开发人员提供了一个w eb 图形界面，为开发人员提供了API。
在这一层，还存在负载均衡、控制台代理、安全、命名服务。
逻辑层，为我们的云和控制功能提供情报。
这层内包括部业务流程（工作流程复杂的任务），调度（确定作业对资源的映射），政策（配额等），镜像注册表（例如镜像的元数据），日志（事件和计量）。
集成功能，大多数服务提供商已经有一个客户的身份和计费系统。
任何云架构将需要与这些系统集成。
管理层，提供一个API来管理云并提供监控功能。
资源层，因为这是一个计算云，我们需要实际的计算，网络和存储资源，以提供给客户。
这一层提供这些服务，他们可能是服务器，网络交换机，网络附加存储或其他资源。
OpenStack Compute Logical Architecture
OpenStack 中有两个守护进程：
接收和调解API调用的WSGI应用程序（nova-api，glance-api等等）。
进行编排任务的工人守护进程（nova-compute，nova-network,，nova-schedule）。
OpenStack中还包含两个组件：消息队列服务和数据库。
这两个组件方便异步编排复杂的任务通过消息传递和信息共享。
这个复杂的，但不是太翔实的图表可以概括为三句话：
λ终端用户通过nova-api 接口与Openstack 计算交互。
λOpenStack计算守护进程通过队列的交换信息（行动）和数据库（信息）进行API请求。
λOpenStack Glance是一个完全独立的基础上设施。
各个组件的介绍：
nova-api：是对外的接口。
OpenStack 云计算的核心控制器（CloudController定义在trunk/nova/api/ec2/cloud.py）。
它提供了一个为所有的API查询（OpenStack API 或EC2 API）的端点，引发多数业务流程的活动（如运行一个实例），并实施一些政策（主要是配额检查）。
nova-schedule：根据当前资源使用情况，决定计算节点分布到哪台计算节点上。
目前实现很薄，目前已支持插件方式扩展，方便后面可能有采用更复杂算法。
nova-compute：接收队列中的动作，然后执行一系列的系统命令（如启动KVM实例），同时更新数据库中的状态。
nova-volume：给虚拟机分配额外持久化的存储，管理持久卷到计算实例的创建，连接和分离。
nova-network：网络管理，给虚拟机分配网络和管理，使外部 PC 可以可直接访问。
它接受队列中的网络任务，然后执行任务操纵网络（如设立桥接接口或更改iptables规则）。
queue：提供了一个守护进程之间传递消息的中央枢纽。
当前由RabbitMQ实现，理论上可以是Python的ampqlib支持的任何AMPQ消息队列。
SQL database：存储云基础设施的编译时和运行时的状态。
这包括可用的实例类型，在使用中的实例，可用的网络和项目。
OpenStack Glance：OpenStack 单独的一个项目。
Nova Conceptual Mapping
OpenStack的架构示意图和目前已实现情况，蓝色是要 openstack概念上的架构图，红色是目前已实现的。
上面的功能模块对应上面模型的映射：
Service Architecture
管理和使用是走两个通道的。
管理必须要经由 nova-api转发过去。
而运行时，直接连接计算节点上的虚拟机即可。
部署
部署时，除了Dashboard 必须部署在 nova-api server 上以外，所有的其它进程都可以部署在不同的机器上。
OpenStack提供了基于Puppet 的自动部署工具。
经过简单配置，就可以把各个组件部署到不同机器上。
镜像管理
OpenStack的镜像创建并没有纳入其职责列表。
你可以使用Ubuntu的已有image (https:///community/UEC/)，或者直接重新自己通过KVM安装：
/2011/04/27/openstack-beginners-guide-for-ubu ntu-11-04-image-management/
网络模型
Flat Network Manager, Flat DHCP Network Manager, VLAN Network Manager. VLAN Network Manager 这种方式适合于共有云。
在私有云方面， IP充足，而且为了方便的互联互通，简单的Flat结构网络比较适合。
OpenStack支持 Floating IPs ,该特性可以方便的通过更改IP来Failover(容错转移）或者迁移。