软件开发常用技术介绍

软件开发技术实现要点介绍

一、OpenStack

OpenStack是一个由NASA（美国国家航空航天局）和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。本文希望通过提供必要的指导信息，帮助大家利用OpenStack前端来设置及管理自己的公共云或私有云。

1．简介

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，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，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，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所示：

2．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：

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．OpenStack在系统中的使用

OpenStack强大的功能，为系统的云服务器环境提供了强有力的支持，在本系统中，OpenStack的主要使用场景如下：