OpenStack功能简介

时间:2024-03-03 18:50:24

为什要用云?

一.简单的说就是对资源更加合理的分配,使用,比如硬件的数量,带宽等等这些,因为你不能机器买来不需要了再卖掉(当然也可以),带宽跟机房签合同得来一年的,中间不够了也不能加,超了也不退钱

二.还有就是可以有一个可以统一管理的操作平台,可以快速的对基础设施进行建设配置等等,方便了许多

 

云计算是个什么鬼?

资源可以循环利用的一个过程(PS:没有虚拟化就没有云,因此这两者没什么可比性)

 

现有云模式(复制大神的):

一、IaaS:基础设施即服务(个人比较习惯的):用户通过网络获取虚机、存储、网络,然后用户根据自己的需求操作获取的资源

二、PaaS:平台即服务:将软件研发平台作为一种服务, 如Eclipse/Java编程平台,服务商提供编程接口/运行平台等

三、SaaS:软件即服务  :将软件作为一种服务通过网络提供给用户,如web的电子邮件、HR系统、订单管理系统、客户关系系统等。用户无需购买软件,而是向提供商租用基于web的软件,来管理企业经营活动

 

openstack的核心组件介绍

(openstack就不多说, redhat推动的,很多云都是基于其开发的,6个月一更新,现在是M版)

重要的:

一.Horizon(控制台),又名Dashboard

就是web展示界面操作平台,方便用户交互的

二.Nova(计算)

负责创建,调度,销毁云主机

三.Neutron(网络)

负责实现SDN

四.Swift(对象存储)

目录结构存储数据

五.Cinder(块存储)

提供持久化块存储,即为云主机提供附加云盘

六.Glance(镜像)

提供镜像服务,装机使用

七.Keystone(认证)

为访问openstack各组件提供认证和授权功能,认证通过后,提供一个服务列表(存放你有权访问的服务),可以通过该列表访问各个组件

不重要的:

八.Ceilometer(计费),很明显自用的根本不需要这功能,而且所谓的监控其实根本也算不上什么监控

监控性能,计费

九.Heat(编排),这个太高大上了,就目前阶段正常企业还搞不定

自动化部署应用,自动化管理应用的整个生命周期.主要用于Paas (本来以为青云现在的资源编排就是啊,用了以后看来还不是,只是方便了点)

 

好,直接开大,先来个整体的流程(图中有错误)

从这个图我们可以明白每一个组件为创建一台vm都提供了什么,其实就是上面各组件的功能的一个整合图,这里需要注意的就是每一步都需要去keystone去进行验证,下图有详细的流程(每一步完成后去验证的过程省略了)

  1. 登录界面或命令行通过RESTful API向keystone获取认证信息。

  2. keystone通过用户请求认证信息,并生成auth-token返回给对应的认证请求。

  3. 界面或命令行通过RESTful API向nova-api发送一个boot instance的请求(携带auth-token)。

  4. nova-api接受请求后向keystone发送认证请求,查看token是否为有效用户和token。

  5. keystone验证token是否有效,如有效则返回有效的认证和对应的角色(注:有些操作需要有角色权限才能操作)。

  6. 通过认证后nova-api和数据库通讯。

  7. 初始化新建虚拟机的数据库记录。

  8. nova-api通过rpc.call向nova-scheduler请求是否有创建虚拟机的资源(Host ID)。

  9. nova-scheduler进程侦听消息队列,获取nova-api的请求。

  10. nova-scheduler通过查询nova数据库中计算资源的情况,并通过调度算法计算符合虚拟机创建需要的主机。

  11. 对于有符合虚拟机创建的主机,nova-scheduler更新数据库中虚拟机对应的物理主机信息。

  12. nova-scheduler通过rpc.cast向nova-compute发送对应的创建虚拟机请求的消息。

  13. nova-compute会从对应的消息队列中获取创建虚拟机请求的消息。

  14. nova-compute通过rpc.call向nova-conductor请求获取虚拟机消息。(Flavor)

  15. nova-conductor从消息队队列中拿到nova-compute请求消息。

  16. nova-conductor根据消息查询虚拟机对应的信息。

  17. nova-conductor从数据库中获得虚拟机对应信息。

  18. nova-conductor把虚拟机信息通过消息的方式发送到消息队列中。

  19. nova-compute从对应的消息队列中获取虚拟机信息消息。

  20. nova-compute通过keystone的RESTfull API拿到认证的token,并通过HTTP请求glance-api获取创建虚拟机所需要镜像。

  21. glance-api向keystone认证token是否有效,并返回验证结果。

  22. token验证通过,nova-compute获得虚拟机镜像信息(URL)。

  23. nova-compute通过keystone的RESTfull API拿到认证k的token,并通过HTTP请求neutron-server获取创建虚拟机所需要的网络信息。

  24. neutron-server向keystone认证token是否有效,并返回验证结果。

  25. token验证通过,nova-compute获得虚拟机网络信息。

  26. nova-compute通过keystone的RESTfull API拿到认证的token,并通过HTTP请求cinder-api获取创建虚拟机所需要的持久化存储信息。

  27. cinder-api向keystone认证token是否有效,并返回验证结果。

  28. token验证通过,nova-compute获得虚拟机持久化存储信息。

  29. nova-compute根据instance的信息调用配置的虚拟化驱动来创建虚拟机。

这里面可以看出组件之间的通讯都是通过restapi实现的

各个组件的细节

1.keystone

User:指使用Openstack service的用户,可以是人、服务、系统,但凡使用了Openstack service的对象都可以称为User。

Project(Tenant):可以理解为一个人、或服务所拥有的 资源集合 。在一个Project(Tenant)中可以包含多个User,每一个User都会根据权限的划分来使用Project(Tenant)中的资源。比如通过Nova创建虚拟机时要指定到某个Project中,在Cinder创建卷也要指定到某个Project中。User访问Project的资源前,必须要与该Project关联,并且指定User在Project下的Role。

Role:用于划分权限。可以通过给User指定Role,使User获得Role对应的操作权限。Keystone返回给User的Token包含了Role列表,被访问的Services会判断访问它的User和User提供的Token中所包含的Role。系统默认使用管理Role admin和成员Role _member_ 。

Policy:OpenStack对User的验证除了OpenStack的身份验证以外,还需要鉴别User对某个Service是否有访问权限。Policy机制就是用来控制User对Tenant中资源(包括Services)的操作权限。对于Keystone service来说,Policy就是一个JSON文件,默认是/etc/keystone/policy.json。通过配置这个文件,Keystone Service实现了对User基于Role的权限管理。

Token:是一个字符串表示,作为访问资源的令牌。Token包含了在 指定范围和有效时间内 可以被访问的资源。EG. 在Nova中一个tenant可以是一些虚拟机,在Swift和Glance中一个tenant可以是一些镜像存储,在Network中一个tenant可以是一些网络资源。Token一般被User持有。

Credentials:用于确认用户身份的凭证

Authentication:确定用户身份的过程

Service:Openstack service,即Openstack中运行的组件服务。

Endpoint:一个可以通过网络来访问和定位某个Openstack service的地址,通常是一个URL。比如,当Nova需要访问Glance服务去获取image 时,Nova通过访问Keystone拿到Glance的endpoint,然后通过访问该endpoint去获取Glance服务。我们可以通过Endpoint的region属性去定义多个region。Endpoint 该使用对象分为三类:

  • admin url –> 给admin用户使用,Post:35357

  • internal url –> OpenStack内部服务使用来跟别的服务通信,Port:5000

  • public url –> 其它用户可以访问的地址,Post:5000

创建完service后创建API EndPoint. 在openstack中,每一个service都有三种end points. Admin, public, internal。 Admin是用作管理用途的,如它能够修改user/tenant(project)。 public 是让客户调用的,比如可以部署在外网上让客户可以管理自己的云。internal是openstack内部调用的。三种endpoints 在网络上开放的权限一般也不同。Admin通常只能对内网开放,public通常可以对外网开放internal通常只能对安装有openstack对服务的机器开放。

一个实例:

  1. 用户alice登录keystone系统(password或者token的方式),获取一个临时的token和catalog服务目录(v3版本登录时,如果没有指定scope,project或者domain,获取的临时token没有任何权限,不能查询project或者catalog)。

  2. alice通过临时token获取自己的所有的project列表。

  3. alice选定一个project,然后指定project重新登录,获取一个正式的token,同时获得服务列表的endpoint,用户选定一个endpoint,在HTTP消息头中携带token,然后发送请求(如果用户知道project name或者project id可以直接第3步登录)。

  4. 消息到达endpoint之后,由服务端(nova)的keystone中间件(pipeline中的filter:authtoken)向keystone发送一个验证token的请求。(token类型:uuid需要在keystone验证token,pki类型的token本身是包含用户详细信息的加密串,可以在服务端完成验证)

  5. keystone验证token成功之后,将token对应用户的详细信息,例如:role,username,userid等,返回给服务端(nova)。

  6. 服务端(nova)完成请求,例如:创建虚拟机。

  7. 服务端返回请求结果给alice

2.glance

3.nova与cinder

nova主要组成:

    nova-api

    nova-scheduler

    nova-compute

    nova-conductor

cinder主要组成:

    cinder-api

    cinder-scheduler

    cinder-volume

 

cinder各组件功能:

Cinder-api 是 cinder 服务的 endpoint,提供 rest 接口,负责处理 client 请求,并将 RPC 请求发送至 cinder-scheduler 组件。

Cinder-scheduler 负责 cinder 请求调度,其核心部分就是 scheduler_driver, 作为 scheduler manager 的 driver,负责 cinder-volume 具体的调度处理,发送 cinder RPC 请求到选择的 cinder-volume。

Cinder-volume 负责具体的 volume 请求处理,由不同后端存储提供 volume 存储空间。

4.neutron

 

neutron包含组件:

    neutron-server

    neutron-plugin

    neutron-agent

neutron各组件功能介绍:

 

1.Neutron-server可以理解为一个专门用来接收Neutron REST API调用的服务器,然后负责将不同的rest api分发到不同的neutron-plugin上。

2.Neutron-plugin可以理解为不同网络功能实现的入口,各个厂商可以开发自己的plugin。Neutron-plugin接收neutron-server分发过来的REST API,向neutron database完成一些信息的注册,然后将具体要执行的业务操作和参数通知给自身对应的neutron agent。

3.Neutron-agent可以直观地理解为neutron-plugin在设备上的代理,接收相应的neutron-plugin通知的业务操作和参数,并转换为具体的设备级操作,以指导设备的动作。当设备本地发生问题时,neutron-agent会将情况通知给neutron-plugin。

4.Neutron database,顾名思义就是Neutron的数据库,一些业务相关的参数都存在这里。

5.Network provider,即为实际执行功能的网络设备,一般为虚拟交换机(OVS或者Linux Bridge)