OpenStack之Nova-编程知识

一、Nova

使用OpenStack Compute来托管和管理云计算系统。 OpenStack Compute是基础架构即服务

（IaaS）系统的主要部分。主要模块在Python中实现：

1因为认证，与OpenStack 身份认证keystone 交互。

2因为磁盘和服务器镜像，与镜像服务Glance 交互。

3因为提供图形界面，与仪表盘Dashboard交互。

Nova是OpenStack云中的计算组织控制器。支持OpenStack云中实例（instances）生命周期的所有活动都由Nova处理。这样使得Nova成为一个负责管理计算资源、网络、认证、所需可扩展性的平台。但是，Nova自身并没有提供任何虚拟化能力，相反它使用libvirt API来与被支持的Hypervisors交互。Nova 通过一个与Amazon Web Services（AWS）EC2 API兼容的web services API来对外提供服务。

OpenStack Compute与OpenStack Identity（身份）进行交互以进行身份验证; 用于磁盘和服务器映像的OpenStack Image服务; 和用于用户和管理界面的OpenStack仪表板。图像访问受到项目和用户的限制; 每个项目的配额有限（例如数量）。 OpenStack Compute可以在标准硬件上水平扩展，并下载图像以启动实例。

功能和特点：

实例生命周期管理
管理计算资源
网络和认证管理
REST风格的API
异步的一致性通信
Hypervisor透明：支持Xen,XenServer/XCP, KVM, UML, VMware vSphere and Hyper-V

OpenStack Compute由以下几个方面组成：

novaapi 服务

接受并响应最终用户的计算API调用。该服务支持OpenStack Compute API，Amazon EC2 API 和特殊的Admin API，用于特权用户执行管理操作。它执行一些策略并启动大多数业务流程活动，例如运行一个实例。

openstack云平台所有的服务相互之间进行通讯走各个服务的API接口。

访问API的方式：CLI命令行方式、web方式、第三方工具

nova api metadata 服务

接受来自实例的元数据请求，保存相关虚拟机的硬件数据，同时需要使用network。当您使用nova network安装在多主机模式下运行时，通常会使用nova api metadata服务。

nova compute 计算服务

创建虚拟机的方式：CLI形式（virt-manager、virsh install）、Nova-compute服务形式。

两种方式最终都是通过libvirtd创建虚拟机。

nova compute 计算服务功能：

1 定时向OpenStack报告计算节点的状态（CPU、内存等资源的使用状态）。

2 nova compute 与Hypervisor一起实现OpenStack对instance（实例）生命周期的管理。

3 通过虚拟机管理程序API创建和终止虚拟机实例的工作程序守护程序。

（1）适用于XenServer / XCP的XenAPI

（2）KVM或QEMU的libvirt

（3）适用于VMware的VMwareAPI

处理相当复杂。基本上，守护程序接受队列中的操作，并执行一系列系统命令，例如启动

KVM实例并更新数据库中的状态。

nova place mentapi 服务

跟踪每个提供商的库存和使用情况。有关详细信息，请参阅Placement API。

nova-compute服务定时将收到的计算节点的信息（内存、CPU）发送给nova-placement-api服务。

nova-compute服务收集信息过程：kvm虚拟化层到libvirtd服务在到nova-compute服务。

nova-placement-api服务部署在控制节点上。

nova scheduler 服务

从队列获取虚拟机实例请求，并确定运行哪个计算服务器主机。决策一个虚拟机应该调度到哪个计算节点上，需要分两个步骤：

过滤（过滤内容包括计算节点的内存、CPU等）
调度算法：

随机算法：计算主机在所有可用域内随机选择

可用域算法：跟随机算法相仿，但是计算主机在指定的可用域内随机选择。

简单算法：这种方法选择负载最小的主机运行实例。负载信息可通过负载均衡器获得。

nova conductor module 模块

nova compute服务与数据库之间的交互。它消除了由novacompute服务器对云数据库的直接访问。新星导体模块水平放置。但是，不要在运行novacompute服务的节点上部署它。

nova-conductor是nova-compute与数据库的中间件，nova-compute对数据库的操作都借由nova-conductor完成，nova-conductor通过rpc对外提供API服务。

数据库写入数据时必须经过novaconductor module 模块，读取不必经过novaconductor module 模块，这样保证了数据库安全性。并且novaconductor module 模块只能在控制节点上部署。

novacert 模块

为X509证书提供Nova Cert服务的服务器守护程序。用于生成eucabundleimage的证书。只需

要EC2 API。

nova consoleauth 守护进程

为控制台代理提供的用户授权令牌。参见novanovncproxy和novaxvpvncproxy。此服务必须运行才能使控制台代理工作。您可以在集群配置中针对单个novaconsoleauth服务运行任一类型的代理

nova novn cproxy 守护进程

提供通过VNC连接访问运行实例的代理，图形化远程连接。支持基于浏览器的novnc客户端。

nova spicehtml5proxy 守护进程

提供通过SPICE连接访问运行实例的代理。支持基于浏览器的HTML5客户端。

nova xvpvncproxy 守护进程

提供通过VNC连接访问运行实例的代理。支持特定于OpenStack的Java客户机。

the queue

服务内部守护进程之间传递消息的中心枢纽。通常用RabbitMQ实现，异步传输，减少等待时间。也可以用另一个AMQP消息队列来实现，如ZeroMQ。

SQL数据库

二、nova的逻辑架构

存储云基础架构的大部分构建时间和运行时状态，包括：

（1）可用的实例类型

（2）正在使用的实例

（3）可用网络

（4）项目

理论上，OpenStack Compute可以支持SQLAlchemy支持的任何数据库。公共数据库是用于测试和开发工作的SQLite3，MySQL，MariaDB和PostgreSQL。

OpenStack异构：可管理不同kvm、VMware、xen类型的虚拟机。

Nova 逻辑架构

1、客户端利用 API 发出请求，要求启动一个实例。

2、该请求通过一系列检查 (比如身份验证、配额、权限等等)后，由 Nova API 服务器进行处理。

3、Nova API 服务器将客户端请求的URL进行拆分，存储到消息队列中。

4、Nova-scheduler服务接受到启动实例的任务后，先去查看Nova-placement-api服务收集到的信息。

5、Nova-scheduler服务根据调度规则决定在哪运行实例 — 即从 N 个计算节点中选取符合规则的节点。

6、Nova-scheduler服务通过队列向指定的计算节点发出消息让其开始创建实例。

7、计算节点通用 Glance API 在 Glance 注册表中查找所需的镜像文件。

8、Glance API 向计算节点返回该镜像文件的物理位置和元数据。

9、得到了物理位置等信息，计算节点就可以 Swift Proxy 请求镜像文件。

10、Swift Proxy 从 Swift 工作单元中获得映象，并将其传递给计算节点。

11、获得了镜像文件之后，计算节点就可以利用 libvirt API 来与被支持的Hypervisors交互。

12、计算节点将下载到本地的镜像文件派生出一个镜像文件供实例使用，并且计算节点会在数据库中更新实例的详细信息。

13、计算节点向网络节点的队列发出消息以便为实例配置网络。

14、一旦收到返回的网络信息，计算节点就开始最后的配置调整，并启动实例。

15、创建实例完成之后，无论成功与否，计算节点都会更新数据库，并在消息队列中发出通知。

三、base节点设置

1、创建数据库nova、nova_api、nova_cell0；

2、创建用户、设置登录密码、权限、登录方式；

四、并查看数据库中所有用户

1、ctrl节点设置

1.1、创建nova相关用户、为nova用户设置角色、创建nova服务

1.2、为nova节点创建compute类型、范围为RegionOne的endpoint；

1.3创建placement用户、并添加到admin角色中、为placement创建placement服务

1.4为placement服务创建endpoint

（1）安装nova相关软件；

yum install \

openstack-nova-api \ openstack-nova-conductor \ openstack-nova-novncproxy \ openstack-nova-scheduler \ openstack-nova-placement-api \ openstack-nova-console