OpenStack入门介绍

千曦诺
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1、什么是云计算？

云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。

了解OpenStack之前，可能很多朋友还不了解什么是云计算，这篇文章是我刚上大学时候，了解云计算是什么时候发现的，十分通俗易懂。

终于有人把云计算、大数据和 AI 讲明白了

2、什么是OpenStack呢？

先来到他的官方文档，看看官方的解释。

What is OpenStack? OpenStack is a cloud operating system that controls large pools of compute, storage, and networking resources throughout a datacenter, all managed through a dashboard that gives administrators control while empowering their users to provision resources through a web interface.

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大概意思就是：

  • OpenStack是一个云操作系统，控制整个数据中心的大型计算、存储和网络资源池。
  • 所有这些都是通过仪表板（dashboard）进行管理的，仪表板为管理员提供控制，同时使用户能够通过web界面提供资源。

3、OpenStack的架构

接下来看一下OpenStack的架构图

九大组件

云计算架构图
云计算架构图

下面是OpenStack一些服务对应的项目简单介绍

服务名称 项目名称 描述
Dasgviard Horizon 基于Openstack API接口使用diango开发的Web管理
Compute Nova 通过虚拟化技术提供计算资源池
Networking Neutron 实现了虚拟机的网络资源管理。
Storage (存储)
Object Storage Swift 对象存储，适用于“一次写入、多次读取”
Block Storage Cinder 块存储，提供存储资源池
Shared Services （共享服务）
Identify Service Keystone 认证管理
Image Service Glance 提供虚拟镜像的注册和存储管理
Telemetry Ceilometer 提供监控和数据采集、计量服务
Higher-level Services (高层服务)
Orchestration Heat 自动化部署的组件
Database Service Trove 提供数据库应用服务

4、九大模块

Nova

Nova（OpenStack Compute Service）是 OpenStack最核心的服务，负责维护和管理云环境的计算资源，同时管理虚拟机生命周期。

Nova逻辑架构如下图所示（红色方框内为 Nova组件，方框外为 Nova和 OpenStack 其他服务之间的调用关系）

Nova架构
Nova架构

Keystone

Keystone为所有的OpenStack组件提供认证和访问策略服务，它依赖自身REST（基于Identity API）系统进行工作，主要对（但不限于）Swift、Glance、Nova等进行认证与授权。事实上，授权通过对动作消息来源者请求的合法性进行鉴定。

Glance

OpenStack镜像服务器是一套虚拟机镜像发现、注册、检索系统，我们可以将镜像存储到以下任意一种存储中：

  • 本地文件系统（默认）
  • S3直接存储
  • S3对象存储（作为S3访问的中间渠道）
  • OpenStack对象存储等等。
Glance结构
Glance结构

Swift

Swift是OpenStack提供一种分布式，持续虚拟对象存储，它类似于Amazon Web Service的S3简单存储服务。Swift具有跨节点百级对象存储的能力。Swift内建冗余和失效备源管理，也能够处理归档和媒体流，特别是对大数据（千兆字节）和大容量（多对象数量）的测度非常高效。

无需采用RAID（磁盘冗余阵列），也没有中心单元或主控结点。Swift通过在软件层面引入一致性哈希技术和数据冗余性，牺牲一定程度的数据一致性来达到高可用性（High Availability，简称HA）和可伸缩性，支持多租户模式、容器和对象读写操作，适合解决互联网的应用场景下非结构化数据存储问题。

特点：

  • 极高的数据持久性（Durability）

  • 完全对称的系统架构

    - 对称”意味着Swift中各节点可以完全对等，能极大地降低系统维护成本"

  • 无单点故障

    - Swift的元数据存储是完全均匀随机分布的，并且与对象文件存储一样，元数据也会存储多份。整个Swift集群中，也没有一个角色是单点的，并且在架构和设计上保证无单点业务是有效的。

  • 无限的可扩展性

    - 一是数据存储容量无限可扩展；二是Swift性能（如QPS、吞吐量等）可线性提升。

Cinder

Cinder是OpenStack Block Storage服务，主要是为虚拟机实例提供volume（虚拟磁盘）。核心是对卷的管理，允许对卷、卷的类型、卷的快照进行处理。它并没有实现对块设备的管理和实际服务，而是为后端不同的存储结构提供了统一的接口，不同的块设备服务厂商在Cinder中实现其驱动支持以与OpenStack进行整合。

一个volume卷可以同时挂载到多个实例上，但是同时只能有一个实例可以对卷进行写操作，其他只能是只读的。

Neutron

Neutron是OpenStack核心项目之一，提供云计算环境下的虚拟网络功能。OpenStack网络（Neutron）管理OpenStack环境中所有虚拟网络基础设施（VNI），物理网络基础设施（PNI）的接入层。

Neutron是一个用python写的分布式软件项目，用来实现OpenStack中的网络服务。

Heat

Heat是OpenStack提供的自动编排功能的组件，基于描述性的模板，来编排复合云应用程序。

- 编排服务通过运行调用生成运行中云应用程序的OpenStack API为描述云应用程序提供基于模板的编排。该软件将其他OpenStack核心组件整合进一个单文件模板系统。模板允许你创建很多种类的OpenStack资源，如实例，浮点IP，云硬盘，安全组和用户。它也提供高级功能，如实例高可用，实例自动缩放，和嵌套栈。这使得OpenStack的核心项目有着庞大的用户群。

Ceilometer

Ceilometer成为OpenStack里数据采集（监控数据、计费数据）的唯一基础设施，采集到的数据提供给监控、计费、面板等项目使用。

  • OpenStack中的数据监控器。
  • 为流量计费提供数据支持。

本文使用 mdnice 排版

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