OpenStack 十大组件浅谈
虽复杂，但强大...
1. Nova：计算服务
- 核心功能：管理和自动化计算资源池。它是OpenStack的核心，负责创建、调度、销毁虚拟机（VM）或裸机实例。
- 关键概念 ：
- Hypervisor：底层虚拟化技术（如KVM、Xen、VMware vSphere、Hyper-V）。
- Scheduler：根据资源需求、亲和性规则等，决定将实例部署到哪个计算节点上。
- Cells：用于实现大规模部署的水平扩展和分区。
- Placement API：负责跟踪和管理资源提供者的库存和利用率。
2. Neutron：网络服务
- 核心功能：实现"网络即服务"（NaaS），为OpenStack中的其他服务（如Nova）提供网络连接。
- 关键概念 ：
- 网络：虚拟的二层网络，可以创建为Flat、VLAN、VXLAN、GRE等类型。
- 子网：为网络分配IP地址的地址池。
- 路由器：提供不同网络（如租户网络和外部网络）之间的三层路由和NAT（网络地址转换）功能。
- 安全组：为实例提供有状态的、基于端口的包过滤防火墙。
- ML2插件：机制层，用于对接不同的底层网络技术（Linux Bridge、OVS）。
- L3 Agent：负责路由、浮动IP、NAT的代理组件。
- DHCP Agent：为租户网络提供DHCP服务。
- DVR：分布式虚拟路由，将路由工作分发到计算节点，避免单一网络节点瓶颈。
3. Cinder：块存储服务
- 核心功能：提供持久化的块存储设备（类似云硬盘），可以动态挂载到Nova实例上。
- 关键概念 ：
- 卷：提供给实例使用的块存储设备。
- 卷类型：定义存储的性能和特性（如SSD、HDD、备份策略）。
- 快照：卷在特定时间点的只读副本，用于备份和恢复。
- 一致性组：一组卷的快照集合，确保数据写入的时间一致性。
- 备份：将卷的数据备份到对象存储（如Swift）或第三方存储后端。
- 后端驱动：对接各类商业或开源存储阵列（如Ceph、NetApp、HPE、Dell EMC）。
4. Swift：对象存储服务
- 核心功能：提供高可用、分布式、最终一致性的对象存储系统。适用于存储非结构化数据（如镜像、备份、日志、图片、视频）。
- 关键概念 ：
- 容器：用于存放对象的命名空间，类似于文件夹。
- 对象：由数据本身和元数据组成。
- Ring：核心算法，用于将数据（包括多个副本）映射到物理磁盘上，实现数据分布和冗余。
- 区域：物理隔离的故障域（如不同的数据中心）。
- 一致性模型：采取最终一致性，牺牲强一致性换取高可用性和扩展性。
5. Glance：镜像服务
- 核心功能：提供虚拟机镜像的发现、注册、检索和存储服务。它本身不存储镜像，而是将镜像存放在后端（如Swift、本地文件系统、Ceph、S3）。
- 关键概念 ：
- 镜像格式：支持多种格式（如qcow2、raw、vmdk、vhd、iso）。
- 元数据：描述镜像的属性（如架构、操作系统、磁盘大小、最小内存）。
- 镜像状态 ：
queued、saving、active、deactivated、killed等生命周期状态。 - 镜像共享：允许用户或项目共享镜像给其他项目。
6. Keystone：身份认证服务
- 核心功能：为OpenStack所有服务提供统一的认证、授权和令牌管理。它是一个核心的、无状态的服务。
- 关键概念 ：
- 用户：使用OpenStack服务的人员或服务账户。
- 项目：资源的逻辑分组，用于多租户隔离。旧版本常称为"租户（Tenant）"。
- 角色 ：定义了用户在项目中的权限（如
admin、member、reader）。 - 服务目录：所有OpenStack服务的API端点列表，由Keystone统一管理。
- 令牌：用户通过认证后获得的临时凭证，用于后续调用其他API。
- 域：用于管理用户、项目、角色的顶级命名空间，常用于大型组织或联邦身份。
- 后端：支持多种后端认证机制（如SQL、LDAP、Active Directory、OpenID Connect、SAML）。
7. Horizon：仪表盘服务
- 核心功能：提供基于Web的用户界面，让管理员和普通用户通过浏览器管理和使用OpenStack资源。
- 关键概念 ：
- 可扩展性：允许通过插件和面板定制界面和功能。
- 多语言支持：界面支持国际化（i18n）。
- 与API结合：本质上是一个客户端，通过调用各个服务的API来实现功能。
8. Heat：编排服务
- 核心功能：通过模板定义和自动化部署云资源。实现了基础设施即代码（IaC）。
- 关键概念 ：
- 模板：使用HOT（Heat Orchestration Template，基于YAML）或CFN（CloudFormation）格式描述资源集合及其关系。
- 栈：模板的一次具体部署实例，包含模板中定义的所有资源。
- 资源：模板中可以定义的各种OpenStack资源（如实例、网络、卷、安全组）。
- 自动伸缩组：通过热启动、冷却策略等根据负载自动调整计算资源数量。
- 输出：栈创建完成后，可以从栈中获取某些资源的属性值（如实例的IP地址）。
9. Ceilometer：遥测服务
- 核心功能：负责收集、计量和存储OpenStack云平台的使用数据（CPU、内存、网络、存储等）。
- 关键概念 ：
- 计量 ：定义了一个可测量的数据点（如
cpu_util、disk.read.bytes）。 - 样本：某个计量在某个时间点的具体数值。
- 统计：对样本数据进行聚合（如平均值、总和、最大值）后的结果。
- 警报：基于统计值触发预定义操作（如触发Heat伸缩组）。
- 数据收集机制：通过轮询（从其他服务API拉取）或通知（监听消息队列事件）两种方式。
- 计量 ：定义了一个可测量的数据点（如
10. Ironic：裸机服务
- 核心功能：在OpenStack中管理物理裸机服务器，像管理虚拟机一样，实现自动化的裸机生命周期管理（开机、关机、部署、重建、删除）。
- 关键概念 ：
- Bare Metal Node：代表一台物理服务器的资源状态。
- Instance：在裸机上运行的操作系统实例。
- PXE：用于通过网络引导安装操作系统。
- IPMI：用于远程电源管理和监控硬件状态。
- 整机交付：直接给用户分配物理机，适合高性能计算、大数据、数据库等对性能和安全隔离要求高的场景。
总结：组件之间的关系
- 用户（User） 通过 Horizon（UI） 或 CLI（命令行） 发起请求。
- 请求首先经过 Keystone 进行身份认证和授权。
- Nova 是"大脑"，负责资源的编排调度。它调用 Glance（下载镜像） 、Cinder（创建或挂载卷） 、Neutron（创建网络和端口） 以及 Ironic（管理裸机） 来完成一个实例的创建。
- Swift 主要被 Glance 和 Cinder 作为后端存储，用于存放镜像文件和备份数据。
- Heat 接收高级模板，并协调调用 Nova 、Neutron 、Cinder 等服务的API，自动化地创建和销毁整个资源栈。
- Ceilometer 监控所有服务的运行状态和资源使用情况，并将数据用于计费或触发 Heat 的自动伸缩。