Ironic , Openstack Baremetal Hypervisor,首发于UnitedStack Inc.

转自: http://ju.outofmemory.cn/entry/48769

如今Openstack在虚拟化管理部分已经很成熟了, 通过nova我们可以创建虚拟机, 虚拟磁盘, 管理电源状态,快速通过镜像启动虚拟机。但是在物理机管理上一直没有成熟的解决方案。

在这样的背景下Ironic诞生了,它可以解决物理机的添加,删除,电源管理和安装部署。Ironic最大的好处是提供了插件的机制让厂商可以开发自己的driver,这让它支持几乎所有的硬件。

Ironic的前世和今生

最早baremetal的概念出现在nova里,最早的blueprint是由USC/ISI以及 NTT-Docomo提出并实现的,其中NTT-Docomo是一家日本公司,而USC/ISI是一家研究HPC的教育机构。

物理机和虚拟机管理有很多地方非常相似,比如物理机和虚拟机都需要开机关机,安装部署,添加和删除,为了避免重复造轮子,他们在nova中实现了一个物理机的driver,这样把物理机管理做为计算资源管理的一个子集了。后来发现这样做有问题:

  1. 早期baremetal作为一个driver有自己的数据库,同一个项目中有两套数据库不合适。
  2. 在部署和管理baremetal的过程中有很多需要存储的信息是和部署管理虚拟机是不同的,通过nova api来获取这些信息比较尴尬, 把baremetal剥离出来有助于划清baremetal和虚拟机部署的界限。
  3. 有时候baremetal需要做一些比较特殊的行为,比如discovery, hardware  raid configuration, firmware updates, burn-in这些操作,它们不适合放在nova里面。比较好的办法是当完成这些操作的时候,向nova去注册信息,作为nova中的可用的资源,最后通过nova boot去调用这些资源。

经过很多次讨论,社区把bare metal分离出来了, 命名为用Ironic, 今后会通过nova调用用Ironic的api来实现对物理机资源的管理和控制。

具体的讨论内容如下:

Openstack Nova baremental 部署数据流

  1. 我们可以看到数据流从nova boot开始,当用户执行nova boot的时候nova api 会通过message queues来通知nova-scheduler,通常message queue是rabbitmq。
  2. nova-schedule收到baremetal boot请求的时候会去找是否有可用的Baremetal Node。
  3. 如果有可用node,nova-scheduler就会通过RPC call nova-compute,根据baremetal driver调用driver.spawn()来启动物理机。
  4. nova-compute通过baremetal database可以获取已经注册节点的信息。
  5. 通过刚才从数据库中得到的节点信息,nova-comupte在quantum中配置VIFs。
  6. 配置完VIFs,nova-compute开始从glance中下载镜像。
  7. 然后nova-compute把需要安装的机器对应的bootloader激活。
  8. 通过IPMI 启动电源。
  9. 开机以后通过PXE启动到bootloader镜像下,自动暴露ISCSI,然后直接通过nova-baremetal-deploy-helper把镜像写到机器上去。
  10. 重启机器。
  11. 更新机器状态。
  12. 更新数据库中目标物理机状态。

Openstack Ironic 部署数据流

  1. 我们可以看到数据流从nova boot开始,当用户执行nova boot的时候nova api 会通过message queues来通知nova-scheduler,通常message queue是rabbitmq。
  2. nova-schedule收到baremetal boot请求的时候会去找是否有可用的Baremetal Node。
  3. 如果有可用node,nova-scheduler就会通过RPC call nova-compute,根据baremetal driver调用driver.spawn()来启动物理机。
  4. nova-compute通过Ironic API 可以获取已经注册节点的信息。
  5. 通过刚才通过Ironic API获取到节点信息,nova-comupte在neutron中配置VIFs。
  6. 配置完VIFs,nova-compute通过刚才获取的信息开始从glance中下载镜像。
  7. Nova compute 通过Ironic API 发出一些请求来部署节点。
  8. 一部分请求通过Ironic Conductor来调用PXE Dirver中的deploy方法来激活bootloader。
  9. 另一部分请求通过 Ironic Conductor来调用IPMI Dirver让目标机器重启。
  10. 机器重启到Bootloader镜像通过client和Ironic-Deploy-Baremetal-Helper取得联系让helper通过ISCSI把镜像写到物理机上。
  11. 写完以后reboot目标物理机。
  12. 更新数据库中目标物理机状态。

Ironic中硬件异构是通过写多个dirver的方式去解决的,而且每一台节点后端可以有不同的driver。

大家可以看上图中Ironic中driver的架构,每一个driver可以实现4类功能。

  1. deploy:实现把镜像部署到物理机中。
  2. power:实现对物理机电源的管理。
  3. console:实现通过硬件直接得到物理机Console。
  4. vendor: 厂商自定义行为。

1-3的功能可以完成大家90%以上的常用需求,而4可以完成硬件定制物理机管理过程的需求。

Ironic社区现状和总结

从上面的分析可以看到Ironic的结构良好,设计优雅,并且通过厂商自定义driver的机制来解决一直以来业界没有解决的厂商硬件异构的问题,前景非常好。

由于开发时间比较短,因此到目前为止,项目尚未开发完成,目前整体还不可用,如果你是用户可能还需要等上一段时间,如果你是开发者,请加入社区,为社区贡献一份力量。http://docs.openstack.org/developer/ironic/

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