OpenStack Nova

OpenStack Nova

简介

OpenStack 中的 Nova 负责维护和管理云环境的计算资源
Nova 在现有 Linux 服务器上作为一组守护线程来提供服务
Nova 由多个服务器进程组成，每个进程执行不同的功能
面向用户的界面是 REST API ，而 Nova 组件内部通过 RPC 消息传递机制进行通信

需要以下额外的服务来实现基本功能：

• Keystone ：为所有的 OpenStack 服务提供认证 (identity and authentication)
• Glance ：提供计算镜像仓库 (compute image repository)，所有的计算实例均由计算镜像启动
• Neutron ：负责配置计算实例在启动时连接到的虚拟或物理网络
• Placement ：跟踪云中可用资源的清单，并帮助选择创建虚拟机时资源的提供者

Nova 包含以下组件：

API

nova-api 作为 Nova 组件对外的唯一窗口，向客户暴露 Nova 能够提供的功能。当客户需要执行虚拟机相关的操作时，能且只能向 nova-api 发送 REST 请求

nova-api service

接收和响应 end user 的 API 调用

nova-api-metadata service

接收来自实例的源数据请求
通常只在安装有 nova-network 服务的多主机模式下使用

compute core

nova-compute service

管理虚机的核心服务，通过调用 Hypervisor API 实现虚机生命周期管理

nova-scheduler service

虚拟机调度服务，从队列中获取虚拟机实例请求，并确定它在哪个计算节点上运行

nova-conductor module

调解 nova-compute service 和 database 之间的交互，使得 nova-compute service 不会对云数据库直接访问
不要把它部署在运行 nova-compute service 的节点上

console interface

nova-console

用户可以通过多种方式访问虚机的控制台：
nova-novncproxy，基于 Web 浏览器的 VNC 访问
nova-spicehtml5proxy，基于 HTML5 浏览器的 SPICE 访问
nova-xvpnvncproxy，基于 Java 客户端的 VNC 访问

nova-consoleauth daemon

负责对访问虚拟机控制台请求提供 Token 认证
必须运行此服务才能使控制台代理生效

Database

SQL database

存储云基础架构大多数构建时和运行时的状态，包括：

• 可用的实例类型 (Available instance types)
• 正在使用的实例 (Instances in use)
• 可用的网络 (Available networks)
• 项目 (Projects)

Message queue

The queue

用于在守护进程之间传递消息

典型的 Nova 部署

Nova 的关键组件和它们之间传递信息的方式

通信方式

API 服务器处理 REST 请求，通常涉及数据库读/写，可选地将 RPC 消息发送到其他 Nova 服务，以及生成对 REST 调用的响应。
RPC 消息传递是通过 oslo.messaging 库完成的，这是一个消息队列之上的抽象
大多数主要的 nova 组件可以在多个服务器上运行，并且有一个正在侦听 RPC 消息的管理器。 一个例外是 nova-compute，其中一个进程在它正在管理的虚拟机 hypervisor 上运行（除了使用 VMware 或 Ironic 驱动程序时）。 管理员还可以选择定期执行任务。

数据库

Nova 还使用在所有组件之间（逻辑上）共享的中央数据库。 但是为了确保升级后的控制平面仍然可以与运行先前版本的 nova-compute 进行通信，可以通过对象层访问数据库。因此 nova-compute 代理通过 RPC 将 DB 请求发送到名为 nova-conductor 的中央管理器，而不是直接向数据库发送请求

创建虚拟机的流程

通过创建一个虚拟机的核心流程可以更好地理解 Nova 各个子服务如何协同工作

1. 客户 (可以是 OpenStack 最终用户，也可以是其他程序) 向 API (nova-api) 发送请求：“创建一个虚拟机”
2. API 对请求做一些必要处理后，向 Messaging (RabbitMQ) 发送了一条消息：“让 Scheduler 创建一个虚拟机”
3. Scheduler (nova-scheduler) 从 Messaging 获取到 API 发给它的消息，然后执行调度算法，从若干计算节点中选出节点 A
4. Scheduler 向 Messaging 发送了一条消息：“在计算节点 A 上创建这个虚机”
5. 计算节点 A 的 Compute (nova-compute) 从 Messaging 中获取到 Scheduler 发给它的消息，然后在本节点的 Hypervisor 上启动虚机
6. 在虚机创建的过程中，Compute 如果需要查询或更新数据库信息，会通过 Messaging 向 Conductor (nova-conductor )发送消息，Conductor 负责数据库访问