Openstack基础知识
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数据库相关操作
openstack数据库相关操作OpenStack数据库相关操作OpenStack是一个开源的云计算平台，可以提供虚拟机、网络和存储资源的管理和分配。
数据库是OpenStack平台中非常重要的一部分，它负责存储和管理OpenStack平台的各种配置信息、状态信息和用户数据。
本文将介绍OpenStack数据库相关操作的实际应用。
一、数据库类型OpenStack使用了多种数据库类型，包括MySQL、MariaDB、PostgreSQL和SQLite等。
其中，MySQL是最常用的数据库类型，它被广泛用于存储OpenStack平台的各种配置信息和状态信息。
而MariaDB是MySQL的分支版本，也可以作为OpenStack的数据库类型。
PostgreSQL是另一种常用的数据库类型，用于存储OpenStack平台的用户数据。
SQLite是一个轻量级的数据库类型，主要用于开发和测试环境。
二、数据库配置在安装OpenStack平台时，需要配置数据库的相关参数。
通常需要指定数据库的类型、地址、端口号、用户名和密码等信息。
这些配置信息将被用于连接和管理数据库。
在配置数据库时，需要确保数据库服务器已正确安装和配置，并且可以通过网络进行访问。
三、创建和管理数据库在安装和配置完数据库后，需要创建相应的数据库和用户。
创建数据库时，可以使用命令行工具或数据库管理工具，如MySQL的命令行工具或phpMyAdmin。
创建用户时，需要指定用户的权限和访问范围，以及与数据库的关联关系。
为了确保数据库的安全性和可靠性，建议为每个组件和服务分别创建独立的数据库和用户。
四、数据库备份和恢复数据库备份是保证OpenStack平台数据安全的重要手段。
通过定期备份数据库，可以在数据丢失或损坏时进行恢复。
常用的数据库备份方法有物理备份和逻辑备份两种。
物理备份是直接备份数据库文件，包括数据文件和日志文件。
逻辑备份是使用数据库的导出工具将数据库导出为可读的文本文件，以便在需要时进行恢复。
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学习手册
单结点：一台服务器运行所有的 nova-xxx 组件，同时也驱动虚拟实例。这种配置只为尝试 Nova，或者为了开发目的进行安装。 单结点：一台服务器运行所有的 nova-xxx 组件，同时也驱动虚拟实例。这种配置只为尝试 Nova，或者为了开发目的进行安装。
OpenStack 架构
OpenStack 项目架构一: Compute(Nova)的软件架构
下图是 Nova 的软件架构，每个 nova-xxx 组件是由 python 代码编写的守护进程，每个进程 之间通过队列（Queue）和数据库（nova database）来交换信息，执行各种请求。而用户通 过 nova-api 暴露的 web service 来同其他组件进行交互。 Glance 是相对独立的基础架构， nova 通过 glance-api 来和它交互。
终止实例 3、平台的管理人员能够配置和操作网络，存储等基础架构
OpenStack 的优势是平台分模块化，由每个独立的组件组成，每个 nova 组件都可以单独安 装在独立的服务器上，各个组件之间不共享状态，各个组件之间通过消息队列 (MQ)来进行 异步通讯。也可以通过选用合适组件来定制个性化服务，便于应用改进。使用 apache 协议 可以支持企业使用。
nova-volume 管理映射到虚拟机实例的卷的创建、附加和取消。
nova-network 从队列中接收网络任务， 然后执行任务控制虚拟机的网络， 比如创建桥接网络 或改变 iptables 的规则。
nova-scheduler 提供调度，来决定在哪台资源空闲的机器上启动新的虚拟机实例
Queue 为守护进程传递消息。只要支持 AMQP 协议的任何 Message Queue Sever 都可以，当 前官方推荐用 RabbitMQ。
OpenStack入门
OpenStack入门之基本组件写在前面OpenStack 核心的项目：Nova 、 Cinder、 Neutron、 Swift、 Keystone、 Glance、 Horizon1. Nova又被称为 OpenStack Compute，主要作用是控制虚拟机的创建，以及改变它的容量和配置，还可以做虚拟机的销毁，虚拟机的整个生命周期都是由 Nova 来控制的；Nova的部署运行一般有两种情况：一类是 Nova 作为 Controller 节点去运行，Controller 节点是用来控制其它的一些计算节点的；另外一类节点就是Compute 节点，是计算节点，上面是运行实际的虚拟机的；那么有什么区别呢？∙在 Compute 节点上部署的 Nova，它上面核心运行的一个东西叫作 Nova Compute，主要是为了去对虚拟机进行控制，它去和 Hypevisor 进行交互，对虚拟机进行控制；∙在 Controller 上运行的 Nova 就相对复杂一些，它有 Scheduler、Conductor、Nova Cell；∙Scheduler 在用户发起请求的时候决定这个虚拟机应该在哪个机器上启动，应该在哪个计算节点上启动；∙Conductor 是对所有的计算节点进行一个统一的管理；∙Nova Cell 的作用是级联控制虚拟机的生命周期控制节点：Scheduler（决定虚拟机的启动位置）、Conductor（对所有的计算节点进行统一管理）、Nova Cell（级联）计算节点：对虚拟机进行控制2. CinderCinder 组件主要的用途是提供块存储服务，最核心的两个部分是Scheduler 和Cinder Volume。
有读写存储服务请求的时候，Schduler决定通过哪个Cinder Volume进行读取操作，Cinder Volume是实际控制存储的设备3. Neutron有一个非常火的一个概念叫作SDN，软件定义网络，在OpenStack里边的一个实现，Neutron 有一个很大的特点就是提供Plugin模块，这个是用户可以自己去写的。
openstack入门PPT课件
OpenStack–Horizon Dashboard服务
管理员：
OpenStack–Horizon Dashboard服务
云终端用户
OpenStack–块存储Cinder架构
OpenStack–块存储Cinder
❖ Cinder支持的存储类型
• 本地存储：LVM, Sheepdog • 网络存储：NFS, RBD(Ceph) • HP:3PAR (iSCSI/FC),LeftHand (iSCSI) • IBM: Storwize family/SVC (iSCSI/FC)，XIV (iSCSI)，
OpenStack–Horizon Dashboard服务
❖ Horizon为以下两种角色的用户提供了不同的功能及使用界面： 云管理员： ❖ 提供一个整体视图，可以总览整个云的资源规模及运行状况.可以创建
终端用户和项目，向终端用户分配项目并进行项目可使用的资源配额管 理。 终端用户(云用户)： ❖ 提供了一个自助服务门户，可以在由云管理分配的项目中，在不超过 配额限制的范围内，自由的操作、使用和分配资源。
OpenStack–Glance与其它组件关系
OpenStack–Glance镜像支持格式
raw – 非结构化的镜像格式 vhd – 一种通用的虚拟机磁盘格式， 可用于Vmware、Xen、Microsoft Virtual PC/Virtual Server/HyperV、VirtualBox等。 vmdk – Vmware的虚拟机磁盘格式， 同样也支持多种Hypervisor vdi – VirtualBox、QEMU等支持的虚拟机磁盘格式 iso – 光盘存档格式 qcow2 – 一种支持QEMU并且可以动态扩展的磁盘格式 aki – Amazon Kernel 镜像 ari – Amazon Ramdisk 镜像 ami – Amazon 虚拟机镜像
openstack培训
配置Neutron组件，实现网络的虚拟 化和自动化管理。
OpenStack存储配置
存储规划
根据实际需求，选择适件，实现块存储的管理和服务。
Swift组件配置
配置Swift组件，实现对象存储的管理和服务。
OpenStack计算配置
计算资源规划
03 OpenStack部署与配置
OpenStack环境准备
01
02
03
硬件资源
确保具备足够的硬件资源， 包括服务器、存储设备和 网络设备等，以满足 OpenStack的部署需求。
操作系统
选择适合OpenStack的操 作系统，如Ubuntu、 CentOS或Fedora等，并 进行相应的安装和配置。
外，Cinder还支持多种后端存储技术，如 NFS、iSCSI、FC等。
Neutron：网络服务
Neutron是OpenStack中负责提供网络服务的组件， 支持虚拟网络和子网的创建和管理。
Neutron提供了丰富的网络功能，如虚拟交换机、路 由器、防火墙等，以满足虚拟机实例之间的网络通信 需求。它支持多种网络技术，如VLANs、GRE tunnels、VXLANs等，并可以与现有的网络设备和软 件集成。Neutron还提供了负载均衡和VPN等高级网 络服务。
Keystone提供了身份验证、授权和信息服务，使得用户可以安全地访问OpenStack中的资源。它支 持多种身份验证协议，如OAuth、SAML、OpenID等，并可以与其他第三方认证系统集成。 Keystone还提供了角色和权限管理功能，可以根据用户角色来限制对资源的访问权限。
Glance：镜像服务
可扩展性
OpenStack具有良好的可扩展 性，可以根据业务需求进行灵 活的扩展。
OpenStack云计算基础架构平台技术与应用项目1_认识OpenStack_-美化版
按需自助服务 自动化网络
资源池化
云计算是
分布式计算
技术中的一种
快速伸缩
可计量
1
初识云计算
云计算的基本概念
云计算的服务模型SPI
云计算的服务模型SPI由3大 服务组成：IaaS（基础设施 即服务）、PaaS（平台即服 务）和SaaS（软件即服务）
SaaS 软件即服务
PaaS 平台即服务
IaaS 基础设施即服务
校
• 系统中运行的应用项目有哪些？
园 的
• 系统在运行过程中是如何保障硬件的安全及软件系统可靠运行的
计算平台的相关知识，以便提出详细的改建方案和实施
步骤。需要认识以下的基本知识。
• 云计算的起源。
• 云计算的基本概念。
• 典型的云计算服务平台。
1
初识云计算
云计算的起源
埃里克·施密特（ Eric Schmidt ）
2006年3月，亚马逊首先提出弹性计算云服务， 2006年8月9日，谷歌首席执行官埃里克·施密特（ Eric Schmidt ）
云计算基础架构平台 技术与应用
1
项目1
认识OpenStack
01 任务
初识云计算
02 任务
虚拟化的概念
03 任务
OpenStack项目
学习目标
• 了解云计算的概念 • 理解云计算与虚拟化的基本关系 • 认识OpenStack
初识云计算
任务要求
小李刚从学校毕业，被某公司聘为云计算助理工程师。
1
公司现准备将原有的计算机服务器改造成云计算服务平 台。为此，小李必须去了解云计算的基础概念及搭建云
“ 在搜索引擎大会（ SES San Jose 2006 ）首 次提出“云计算”（ Cloud Computing ）的概 念。从那时候起，云计算开始受到了关注，这算 ” 是云计算最正统的诞生记。
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Nova支持的调度器和过滤器
•All HostFilter •ImagePropertiesFilter •ChanceScheduler随机调度器 •SimpleScheduler简单调度器 •FilterScheduler过滤调度器 •MultiScheduler多重调度器 •AvailabilityZoneFilter •ComputeFilter •CoreFilter
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云管理员
云 用 户
OpenStack主要逻辑模块–Keystone身份验证服务
Keystone作为Openstack的核心模块，为Nova(计 算),Glance(镜像),Swift(对象存储),Cinder(块存 储),Neutron(网络)以及Horizon(Dashboard)提供 认证服务
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Keystone基本概念介绍之二
Endpoint
Endpoint，翻译为“端点”，我们可以理解它是一个服务暴露出来的访问点，如果需要访问一 个服务，则必须知道他的endpoint。因此，在keystone中包含一个endpoint模板，这个模板提供 了所有存在的服务endpoints信息。一个endpoint template包含一个URLs列表，列表中的每个 URL都对应一个服务实例的访问地址，并且具有public、private和admin这三种权限。public url 可以被全局访问（如），private url只能被局域网访问（如 http://compute.example.local），admin url被从常规的访问中分离。
Horizon Keystone Nova Glance Cinder Swift Neutron
3
OpenStack 最简物理架构
2个节点：
Cloud Controller Node:
Keystone(身份验证服务) Glance(镜像管理服务) Nova (计算资源管理服务) 数据库服务(MySQL) 消息服务(RabbitMQ或QPid)
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块设备卷完全与Openstack Compute集成,并支持云用户在 Dashboard中管理数据自己的存储.
除了支持简单的Linux服务器本地存储之外，还支持众多的存 储平台,包括 Ceph, பைடு நூலகம்etApp, Nexenta, SolidFire, Zadara.
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快照管理提供了强大的在块存储上实现数据备份的功能可以 用来作为引导卷使用
Service
Service即服务，如Nova、Glance、Swift。根据前三个概念（User，Tenant和Role）一个服 务可以确认当前用户是否具有访问其资源的权限。但是当一个user尝试着访问其租户内的service 时，他必须知道这个service是否存在以及如何访问这个service，这里通常使用一些不同的名称表 示不同的服务。
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Cinder补充
Cinder主要核心是对卷的管理，允许对卷、卷的类型、卷的快照进行处理。它并没有实现对块设备的管理 和实际服务，而是为后端不同的存储结构提供了统一的接口，不同的块设备服务厂商在 Cinder 中实现其驱 动支持以与 OpenStack 进行整合。在CinderSupportMatrix中可以看到众多存储厂商如 HP、NetAPP、IBM、 SolidFire、EMC 和众多开源块存储系统对 Cinder 的支持。 Havana 版本中 Cinder 新增特性如下： Volume-Resize：在可用情况下调整卷大小。 Volume-Backup-To-Ceph：现在卷可以备份到 Ceph 集群中。 Volume-Migration：现在不同用户间可以透明地转移和交换卷。 QoS：增加限速相关的元信息供 Nova 和其 Hypervisor 使用。 More-Drivers：更多的存储厂商加入和完善了自己的 Cinder 驱动。
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Keystone基本概念介绍之一
User
User即用户，他们代表可以通过keystone进行访问的人或程序。Users通过认证信息 （credentials，如密码、API Keys等）进行验证。
Tenant
Tenant即租户，它是各个服务中的一些可以访问的资源集合。例如，在Nova中一个tenant可 以是一些机器，在Swift和Glance中一个tenant可以是一些镜像存储，在Neutron中一个tenant可 以是一些网络资源。Users默认的总是绑定到某些tenant上。
•IsolateHostFilter
•RamFilter •SimpleCIDRAffinityFilter •DifferentHostFilter
•SameHostFilter
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OpenStack主要逻辑模块- 块存储Cinder
• • 块存储管理模块(codenamed “Cinder”) 提供到虚拟机的永久 性块存储卷.类似AWS的EBS块存储服务 多个卷可以被挂载到单一虚拟机实例，同时卷可以在虚拟机 实例间移动，单个卷在同一时刻只能被挂载到一个虚拟机实 例 块存储系统管理块设备到虚拟机的创建，挂载以及卸载.
Role
Role即角色，Roles代表一组用户可以访问的资源权限，例如Nova中的虚拟机、Glance中的 镜像。Users可以被添加到任意一个全局的或租户的角色中。在全局的role中，用户的role权限作 用于所有的租户，即可以对所有的租户执行role规定的权限；在租户内的role中，用户仅能在当 前租户内执行role规定的权限。
Openstack基础知识介绍
OpenStack概念架构
Horizon(Dashboard) 与其他主要模块的关联（包 括Nova,Cinder,Glance,Swift,Neutron,keystone) 通过Ceilometer(监控功能）可以监控的模块 (包括Nova,Glance,Cinder,Neutron) Keystone（身份验证功能）模块可以对其他模块 进行相应操作进行身份及权限验证(包括 Nova,Glance,Cinder,Swift,Neutron,Ceilometer)
基于Django 框架实现
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OpenStack主要逻辑模块–Horizon 两种功能界面
Horizon为以下两种角色的用户提供了不同的功能及使用界面： 云管理员： 提供一个整体视图，可以总览整个云的资源规模及运行状况.可以创建终端用户和 项目，想终端用户分配项目并进行项目可使用的资源配额管理。 终端用户(云用户)： 提供了一个自助服务门户，可以在由云管理分配的项目中，在不超过配额限制的范 围内，自由的操作、使用和分配资源。
VM
Nova为VM提供计算资源 Glance为VM提供镜像 Cinder为VM提供块存储资源 Neutron为VM提供网络资源及网络连接
Cinder连接VM后所产生的数据可以备份到Swift 对象存储中 Glance提供镜像可以保存在Switf对象存储中
2
OpenStack核心系统架构图
Compute Node:
Nova-Compute Nova-Network KVM虚拟化系统
2种网络：
Internal Network(内部网络)
用于提供Provider网络(VM to Provider) 用于tenant网络(VM to VM)
External Network(外部网络）
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Nova的架构
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Nova处理过程
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请求一个虚拟机实例过程
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Nova支持的虚拟化平台
KVM
Openstack 支持的 虚拟化技术
Xen
LXC
QEMU
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vSphere
UML
/admin-guide-cloud/content/section_hypervisors.html
Token
Token是访问资源的钥匙。它是通过Keystone验证后的返回值，在之后的与其他服务交互中 只需要携带Token值即可。每个Token都有一个有效期，Token只在有效期内是有效的。
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各种概念之间关系解释
1、租户下，管理着一堆用户（人，或程 序）。 2、每个用户都有自己的credentials（凭证） 用户名+密码或者用户名+API key，或其他 凭证。 3、用户在访问其他资源（计算、存储）之 前，需要用自己的credential去请求keystone 服务，获得验证信息（主要是Token信息） 和服务信息（服务目录和它们的endpoint）。 4、用户拿着Token信息，就可以去访问特 点的资源了。
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Keystone在OpenStack中的访问流程范例
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OpenStack主要逻辑模块- Nova
• • 计算管理(codenamed “Nova”) 基于用户需求为VM提供计算资源 管理. 基于Python语言编写。 Nova-API:对外统一提供标准化接口.接受和响应最终用户 Compute API的请求,同时还实现与Openstack其他各逻辑模块的 通讯与服务提供 Nova-Scheduler:从队列上得到一个虚拟机实例请求并且决定它应 该在哪里运行(使用多种过滤器或算法调度) Queue：提供了一个守护进程之间传递消息的中央枢纽。消息队 列系统作用还可以实现与Openstack其他各逻辑模块之间的通信 建立连接枢纽 Nova-Database:存储云基础设施的编译时和运行时的状态,从理论 上讲，OpenStack Nova可以支持任何SQL-Alchemy支持的数据 库，但是目前被广泛使用的数据库有sqlite3（只适用于测试和开 发工作），MySQL和PostgreSQL。 Nova-Compute:主要是一个人工守护进程，它可以通过虚拟机管 理程序的API（XenAPI for XenServer/XCP, libvirt for KVM or QEMU, VMwareAPI for VMware等）来创建和终止虚拟机实例。 支持多种虚拟化平台 Nova还提供控制台的服务，让最终用户通过代理服务器访问他 们的虚拟实例的控制台。这涉及到多个守护进程(nova-console， nova-novncproxy、nova-xvpnvncproxy和nova-consoleauth)