OpenStack中nova组件创建虚拟机的源码流程

时间：2021-02-02 22:07:27

此处以OpenStack mitaka版本为例，实际最新的Ocata版本也差不多，以创建一个虚拟机为例来分析nova源码中执行流程，该流程有助于二次开发，阅读源码前最好先熟悉一下pastedeploy、webob、stevedore等openstack中的核心库，以及rpc消息通信机制。
安装完OpenStack后，所有的源码在/usr/lib//usr/lib/python2.7/site-packages/目录下，nova服务器端源码在nova目录中，客户端源码在novaclient目录中，动态加载nova插件的映射文件在nova-XXXX-info目录中的entry_points.txt文件中。
客户端：
novaclient在初始化的过程会把/nova/v2/下所有的xxxxManager类加载进来，并通过_construct_http_client()构造一个HTTPClient对象，用来发送url请求，每个xxxxManger类都直接或间接继承了base.ManagerWithFind类，xxxxManager类中的方法主要用来构造url格式、请求参数、请求方法。客户端创建虚拟机的请求对应在/novaclient/v2/servers.py中的_boot()方法，该方法调用了基类Manager中的_create()方法。
服务器端：
nova在接收到客户端的请求后，会通过pastedeploy加载/etc/nova/api-paste.ini配置文件来完成url的映射、认证、请求等，配置文件中包含了四类部件app(应用程序)、filter(过滤器)、pipeline(管道)、composite(复合体)。

[composite:openstack_compute_api_v21]
use = call:nova.api.auth:pipeline_factory_v21
noauth2 = cors compute_req_id faultwrap sizelimit noauth2 osapi_compute_app_v21
/v2: openstack_compute_api_v21_legacy_v2_compatible
/v2.1: openstack_compute_api_v21

根据客户端请求的版本，此处是v2.1，继续进入openstack_compute_api_v21这个管道体。

[composite:openstack_compute_api_v21]
use = call:nova.api.auth:pipeline_factory_v21
noauth2 = cors compute_req_id faultwrap sizelimit noauth2 osapi_compute_app_v21
keystone = cors compute_req_id faultwrap sizelimit authtoken keystonecontext osapi_compute_app_v21

首先，通过pipeline_factory_v21()方法选择认证策略，默认配置文件/etc/nova/nova.conf中的认证策略auth_strategy为keystone。然后，会进入keystone管道体，前面一系列cors compute_req_id faultwrap sizelimit authtoken keystonecontext为过滤器，auth_token是OpenStack中各个组件交互时来完成安全认证的，其调用的核心方法为/keystonemiddleware/auth_token中的_do_fetch_token(),osapi_compute_app_v21为具体的应用，nova主要的功能都在该应用中实现。

[app:osapi_compute_app_v21]
paste.app_factory=nova.api.openstack.compute:APIRouterV21.factory

该应用程序调用了APIRouterV21类对应的工厂方法factory()，该方法在其父类/nova/api/openstack/APIRouterV21中实现，其创建了一个APIRouterV21()实例，其初始化方法通过如下代码完成插件的动态加载。

self.api_extension_manager = stevedore.enabled.EnabledExtensionManager(
            namespace=self.api_extension_namespace(),
            check_func=_check_load_extension,
            invoke_on_load=True,
            invoke_kwds={"extension_info": self.loaded_extension_info})

其中，通过mapper = ProjectMapper()完成所有插件的url映射，_register_controllers()方法将所有插件对应XXXXController类中的方法进行注册，指定mapper所对应的具体action动作。以创建虚拟机为例，其将会调用/nova/api/openstack/compute/servers.py中的create()方法，该方法调用了/nova/compute/api.py中的create()方法，该方法中会检测用户权限，并调用了_create_instance()方法，该方法中完成虚拟机创建的准备工作。其后，调用了/nova/conductor/api.py中的build_instances()方法，该方法通过/nova/conductor/rpcapi.py中的build_instances()方法发送创建虚拟机的rpc消息。

cctxt.cast(context, 'build_instances', **kw)

随后，会执行manager.py中的build_instances()方法，该方法会通过_schedule_instances()方法完成虚拟机的调度，其中也涉及到rpc消息通信，调用的核心方法在filter_scheduler.py中的select_destinations()，此处不展开说明了，build_instances()调用了/nova/compute/rpcapi.py中的build_and_instance()方法发送rpc消息，请求创建虚拟机。

cctxt.cast(ctxt, 'build_and_run_instance', instance=instance,
image=image, request_spec=request_spec,
                filter_properties=filter_properties,
                admin_password=admin_password,
                injected_files=injected_files,
                requested_networks=requested_networks,
                security_groups=security_groups,
                block_device_mapping=block_device_mapping, node=node,
                limits=limits)

最终，/nova/compute/manager.py中的build_and_run_instance()方法会完成虚拟机的创建，其调用的核心方法为driver.spawn()，具体的driver由/etc/nova/nova.conf中的compute_driver指定。

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