OpenStack 的Nova组件详解

Open Stack Compute Infrastructure (Nova)

Nova是OpenStack云中的计算组织控制器。支持OpenStack云中实例（instances）生命周期的所有活动都由Nova处理。这样使得Nova成为一个负责管理计算资源、网络、认证、所需可扩展性的平台。但是，Nova自身并没有提供任何虚拟化能力，相反它使用libvirt API来与被支持的Hypervisors交互。Nova 通过一个与Amazon Web Services（AWS）EC2 API兼容的web services API来对外提供服务。

功能和特点：

• 实例生命周期管理
• 管理计算资源
• 网络和认证管理
• REST风格的API
• 异步的一致性通信
• Hypervisor透明：支持Xen,XenServer/XCP, KVM, UML, VMware vSphere and Hyper-V

OpenStack计算的组成：

Nova 云架构包括以下主要组件：

• API Server (nova-api)
• Message Queue (rabbit-mq server)
• Compute Workers (nova-compute)
• Network Controller (nova-network)
• Volume Worker (nova-volume)
• Scheduler (nova-scheduler)

API Server（nova-api）

API Server对外提供一个与云基础设施交互的接口，也是外部可用于管理基础设施的唯一组件。管理使用EC2 API通过web services调用实现。然后API Server通过消息队列（Message Queue）轮流与云基础设施的相关组件通信。作为EC2 API的另外一种选择，OpenStack也提供一个内部使用的“OpenStack API”。

Message Queue（Rabbit MQ Server）

OpenStack 节点之间通过消息队列使用AMQP（Advanced Message Queue Protocol）完成通信。Nova 通过异步调用请求响应，使用回调函数在收到响应时触发。因为使用了异步通信，不会有用户长时间卡在等待状态。这是有效的，因为许多API调用预期的行为都非常耗时，例如加载一个实例，或者上传一个镜像。

Compute Worker（nova-compute）

Compute Worker处理管理实例生命周期。他们通过Message Queue接收实例生命周期管理的请求，并承担操作工作。在一个典型生产环境的云部署中有一些compute workers。一个实例部署在哪个可用的compute worker上取决于调度算法。

Network Controller（nova-network）

Network Controller 处理主机地网络配置。它包括IP地址分配、为项目配置VLAN、实现安全组、配置计算节点网络。

Volume Workers（nova-volume）

Volume Workers用来管理基于LVM（Logical Volume Manager）的实例卷。Volume Workers有卷的相关功能，例如新建卷、删除卷、为实例附加卷，为实例分离卷。卷为实例提供一个持久化存储，因为根分区是非持久化的，当实例终止时对它所作的任何改变都会丢失。当一个卷从实例分离或者实例终止（这个卷附加在该终止的实例上）时，这个卷保留着存储在其上的数据。当把这个卷重附加载相同实例或者附加到不同实例上时，这些数据依旧能被访问。

一个实例的重要数据几乎总是要写在卷上，这样可以确保能在以后访问。这个对存储的典型应用需要数据库等服务的支持。

Scheduler（nova-scheduler）

调度器Scheduler把nova-API调用映射为OpenStack组件。调度器作为一个称为nova-schedule守护进程运行，通过恰当的调度算法从可用资源池获得一个计算服务。Scheduler会根据诸如负载、内存、可用域的物理距离、CPU构架等作出调度决定。nova scheduler实现了一个可插入式的结构。

当前nova-scheduler实现了一些基本的调度算法：

• 随机算法：计算主机在所有可用域内随机选择
• 可用域算法：跟随机算法相仿，但是计算主机在指定的可用域内随机选择。
• 简单算法：这种方法选择负载最小的主机运行实例。负载信息可通过负载均衡器获得。