OpenStack之Fuel架构及其工作原理

 

一、Fuel架构

Fuel是一个开源的OpenStack部署和管理的工具，它允许用户通过Web UI进行OpenStack的部署和管理，并可以通过插件来扩展。

Fuel的目标：加快和简化不同配置的OpenStack环境的部署、测试和维护。

Fuel面向普通用户提供了多种不同需求的简化的OpenStack部署方式，主要特性有：

自动发现硬件环境；

UI界面配置；

多OpenStack集群管理；

可选是否做HA；

部署前的配置及网络检查；

部署后的OpenStack环境测试；

UI界面实时查看日志；

支持CentOS和Ubuntu，通过扩展也可支持其他版本。

　Fuel的架构如下：

　Fuel由许多独立的组件构成，有些组件来自第三方，如Cobbler、Puppet、Mcollective等。

UI基于bootstrap和backbone框架使用JavaScript开发。

Nailgun是Fuel的核心组件，使用Python开发。它提供用于部署和管理的REST API；管理磁盘卷配置数据、网络配置数据以及其他环境相关的数据。它能够根据编排逻辑按照正确顺序生成部署命令。Nailgun使用SQL数据库保存数据，使用AMQP服务与workers进行交互。用户通过Web UI或 Fuel CLI与其进行交互。

Astute是另外一个重要的组件，代表着nailgun的workers。它主要是根据nailgun提供的指令运行着某些操作。Astute实际上什么东西都没有只是一层封装着所有细节和相互影响的服务比如cobbler、puppet、shell scripts等等，和提供了异步通用接口给那些服务。它是通过其他基本本地协议（比如XML-RPC协议）来管理这些服务或者可以使用Mcollective agents去提供定义好的命令比如运行’puppet apply’在其他的远程节点上面或运行某些脚本。当然它是通过AMQP来与nailgun交互数据。

Cobbler用于网卡启动环境准备，被用来提供快速网络安装的linux服务。

Puppet用户部署，可以通过MCollective agent去管理其他的配置管理框架，比如Chef，SaltStack等。

Mcollective agents用于执行类似硬件驱动清理、网络连接探查等特别任务。

OSTF（OpenStack Testing Framework/Health Check）是一个独立的组件，用于在部署后测试OpenStack环境。

二、Fuel执行原理

 

1、节点部署

　　Fuel说具体点就是个管理节点。这个节点包含了给节点提供网络、安装操作系统以及部署openstack创建云平台环境等所有服务。上面说了nailgun是fuel里面的最重要的服务。它是用Python编写的RESTful应用程序包含所有系统的业务逻辑。

　　一个用户能通过页面或者CLI来编辑配置、给新节点分配角色以及搭建集群。

　　Naligun的数据都是存储在postgreSQL数据库里（跟mysqlfreedb一样属于开源的数据库）。这些数据包含了新节点硬件配置信息、角色、环境配置、现状部署情况等。

　　管理节点里的PXE服务使用了特殊的bootstrap image来发现新的节点。这个bootstrap image运行着特殊的脚本——nailgun agent.rb这个脚本收集了服务器硬件信息并提交给了nailgun通过REST API。

　　部署程序是在用户配好了环境才开始启动的。Nailgun服务端会创建一个环境配置的JSON数据文件然后交给rabbitmq队列中。这个信息会被一个“任务执行者“——Astute接受。最终由它去发送配置任务给其他组件安装部署节点。

　　Astute workers会去主动监听rabbitmq队列并接受消息。首先，一旦有提供环境的节点，astute会使用XML-RPC去给cobbler设置那些节点的配置并使用mcollective重启那些节点让cobbler去安装基础操作系统。Cobbler是一个部署系统能控制DHCP和TFTP服务并使用他们去网络启动那些节点以及部署系统根据用户的配置内容。

　　Astute发送一个特殊的信息给rabbitmq队列包含着所有需要在托管节点的操作。在已经被引导启动的节点上mcollectvie服务端会去监听刚才发送消息，一旦有消息过来他们就会运行所需的代理的操作与给定的参数。Mcollective客户端只是一组ruby脚本程序。这些程序会去运行mcollective所需要的执行的操作。

2、openstack环境部署

　　各节点的基础操作系统安装完成后，Astute便开始部署OpenStack的服务了。

　　1) 首先，Astute通过uploadfile agent将节点配置传至节点机器的/etc/astute.yaml文件，该文件包含所在节点的所有参数和配置信息；

　　2)  然后，Astute通过puppetsync agent同步Puppet的modules和manifests到各节点。这个agent其实就是运行rsync命令，而rsyncd服务就在Master节点。

　　3) 同步完成后，Astute通过puppet apply（Fuel没有使用puppet的master-agent的方式，而是直接在各节点apply的）命令执行Puppet manifest的site.pp。MCollective agent使用daemonize工具在后台执行puppet(不过在Fuel9.0部署后的节点上没有找到这个文件)：

　　daemonize puppet apply /etc/puppet/manifests/site.pp

　　同时，Astute定期通过agent检查部署过程是否已经完成，并将进度通过RabbitMQ报告给Nailgun，从而可以在UI前端看到安装进度和实时的日志。

　部署过程启动后，Puppet读取astute.yaml文件作为fact，然后转化数据到$fuel_settings数据结构中，后者在部署过程中用来获取所有的配置信息。

　　当puppet进程退出来之后无论成功还是返回一个错误，astute都会从节点得到一个报告文件并发送一个结果给nailgun。然后用户可以通过监控看到这个日志，无论是从fuel界面还是cli。

　　Astute也可以做额外的部署操作，这要根据用户的环境配置，都可以添加无论部署是否已经完成：

　　生成和上传SSH keys

　　网络验证

　　上传cirros镜像

　　上传/etc/hosts文件给所有节点

　　上传RadosGW map（ceph节点）