OpenStack的架构详解

OpenStack的架构详解(1)

2012-05-16 09:59 多易网多易网我要评论(2)字号：T | T

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。

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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。