【Centos7系列】Openstack-Nova组件介绍

概述

• 计算服务，openstack最核心的服务之一，负责维护和管理云环境的计算资源
• Nova自身并没有提供任何虚拟化能力，它提供计算服务，使用不同的虚拟化驱动来与底层支持的 Hypervisor（虚拟机管理器）进行交互
• 所有的计算实例（虚拟服务器）由 Nova 进行生命周期的调度管理（启动、挂起、停止、删除等）
• Nova需要keystone、glance、neutron、cinder和swift等其他服务的支持，能与这些服务集成,实现如加密磁盘、裸金属计算实例等

架构

• DB：数据存储的 SQL 数据库
• API：接收HTTP请求、转换命令、通过消息队列或HTTP与其他组件通信
• Scheduler：用于决定哪台计算节点承载计算实例的nova调度器
• Network：管理IP转发、网桥或虚拟局域网的nova网络组件
• Compute：管理虚拟机管理器与虚拟机支架你通信的nova计算组件
• Conductor：处理需要协调（构建虚拟机或调整虚拟机大小）的请求，或处理对象转换

组件介绍

1、API

• API 是客户访问 nova 的 http 接口，由 nova-api 服务实现，nova-api 服务接收和响应来自最终用户的计算api请求。作为 OpenStack 对外服务的最主要接口，nova-api 提供了一个集中的可以查询所有 api 的端点
• 所有对 nova 的请求都首先由 nova-api 处理
• API提供REST标准调用服务，便于与第三方系统集成
• 最终用户不会直接改送 RESTful API 请求，而是通过命令行、dashbord 和其他需要跟 nova 交换的组件来使用这些API
• 只要跟虚拟机生命周期相关的操作，nova-api 都可以响应
• Nova-api 对接收到的 HTTP API 请求做以下处理：
  1. 检查客户端传入的参数是否合法有效
  2. 调用nova其他服务来处理客户端 HTTP 请求
  3. 格式化nova其他子服务返回结果并返回给客户端
  4. Nova-api 是外部访问并使用nova提供的各种服务的唯一途径，也是客户端和nova之间的中间层

2、Scheduler

• 调度器，由nova-scheduler服务实现，主要功能：选择在哪个计算节点上启动实例
  • 可以应用多种规则，若考虑内存用率、cpu负载率、cpu构架（intel / amd）等多种因素，根据一定的算法，确定虚拟机实例能够运行在哪一个计算节点上
• Nova-scheduler 服务会从队列中接收一个虚拟机实例的请求，通过读取数据库的内容，从可用资源池中选择最合适的计算节点来创建的虚拟机实例
• Nova 调度器类型
  • 随机调度器（chance scheduler）：从所有正常运行 nova-compute 服务节点中随机选择
  • 过滤器调度器（filter scheduler）：根据指定的过滤条件以及权重选择最佳的计算节
  • Filter 又称为筛选器
  • 缓存调度器（caching scheduler）：可看作随机调度器的一种特殊类型，在随机调度的基础上将主机资源信息缓存在本地内存中，通过后台的定时任务定时从数据库中获取最新的主机资源信息
• 调度器调度过程
  1. 通过指定的过滤器选择满足条件的计算节点，比如内存使用率小于50%，可使用多个过滤器依次进行过滤
  2. 对过滤之后的主机列表进行权重计算并排序，选择最优的计算节点来创建虚拟机实例

3、Compute

• Nova-compute 在计算节点上运行，负责管理节点上的实例
• 通常一个主机运行一个 Nova-compute 服务，实例部署在哪个可用的主机上取决于调度算法
• OpenStack对实例的操作，最后都是提交给 Nova-compute 来完成
• 主要功能：
  • 负责执行具体的与实例生命周期或管理实例相关的工作
  • 报告节点状态（写入数据库，保证 scheduler 读取数据库，数据库信息的实时性、celimetor，监控和管理 OpenStack 实例资源并汇入给用户 / OpenStack / 运维人员）
• 工作过程：
  1. 定期向 OpenStack 报告计算节点的状态
  • 每隔一段时间，nova-compute 就会报告当前计算节点的资源使用情况和 nova-compute 服务状态
  • nova-compute 是通过 Hypervisor 的驱动获取这些信息的
  1. 实现虚拟机实例生命周期的管理
  • OpenStack 对虚拟机实例最主要的操作都是通过 nova-compute 实现的
  • 创建、关闭、重启、挂起、恢复、中止、调整大小、迁移、快照

4、Conductor

• 由 nova-conductor 模块实现，为数据库的访问提供一层安全保障
  • Nova-conductor 作为 nova-compute 服务与数据库之间交互的中介，避免了直接访问由 nova-compute服务创建对接数据库
• Nova-compute 访问数据库的全部操作都改到 nova-conductor 中，nova-conductor作为对数据库操作的一个代理，且 nova-conductor 是部署在控制节点上的
• Nova-conductor 有助于提高数据库的访问性能，nova-compute可以创建多个线程使用远程过程调用（RPC）访问 nova-conductor
• 在一个大规模的 OpenStack 部署环境里，管理员可通过增加 nova-conductor 的数量来应付日益增长的计算节点对数据库的访问量

5、Placement API

• 以前对资源的管理全部由计算节点承担，在统计资源使用情况时，只是简单的将所有计算节点的资源情况累加起来，但是系统中还存在外部资源，这些资源由外部系统提供。如ceph、nfs等提供的存储资源等。面对多种多样的资源提供者，管理员需要统一的、简单的管理接口来统计系统中资源使用情况，这个接口就是Placement API
• Placement APl 由 nova-placement-api 服务来实现，追踪记录资源提供者的目录和资源使用情况
  • 被消费的资源类型是按类进行跟踪的，如：计算节点类、共享存储池类、IP地址类等

单 cell 架构

创建虚拟机流程

1、Nova-api 接收、响应请求
2、交给 conductor 处理 / 协调
conductor > scheduler 调度器 > 最适合创建虚拟机的节点
3、若 scheduler 调度失败
将调度失败的信息，存放在 cell0 中
nova-api 会读取 cell0 数据库，获取到失败的信息及原因，返回给客户端
4、若 scheduler 调度成功
conductor 就会将这个任务交给 cell1 处理（rabbitmq-cell 接收、响应）
rabbitmq-cell > conductor-cell > 交给节点上的 compute 进行具体创建 > compute汇报给cell1数据库 > 响应给 conductor-cell > rabbitmq-cell > nova 的 conductor
5、nova-conductor接收到cell的返回之后，保存在api数据库中（保存实例创建成功的信息）
6、nova-api 组件，会读取 api 数据库，返回结果并响应给客户端

常用操作

• 生命周期和虚拟机管理

• 云主机类型和安全组管理