简介
Openstack是一个通过数据中心(datacenter)控制大量的计算(compute)、存储(storage)和网络(networking)资源的云操作系统;
所有的资源都可以通过面板(dashboard)被系统管理员管理,同时也可授权用户自由分配所需使用的资源。
OpenStack is a cloud operating system that controls large pools of compute, storage, and networking resources throughout a datacenter, all managed through a dashboard that gives administrators control while empowering their users to provision resources through a web interface.
版本历史
Revision Date | Summary of Changes |
---|---|
Oct 17, 2013 |
Havana release |
Apr 4, 2013 |
Grizzly release |
Sep 27, 2012 |
Folsom release |
Apr 5, 2012 |
Essex release |
Sep 22, 2011 |
Diablo release |
Apr 15, 2011 | Cactus release |
Feb 3, 2011 | Bexar release |
Oct 21, 2010 | Austin release |
架构
主要服务
服务 | 项目名称 | 描述 |
---|---|---|
Dashboard | Horizon | 用户和管理员仪表盘 |
Compute | Nova | 控制器 |
Networking | Neutron | 安全虚拟网络 |
Storage | ||
Object Storage | Swift | 对象存储 |
Block Storage | Cinder | 块存储 |
Shared services | ||
Identify Service | Keystone | 身份验证服务 |
Image Service | Glance | 虚拟机镜像服务 |
Telemetry Service | Ceilometer | 监控及计费服务 |
Higher-level services | ||
Orchestration Service | Heat | 自动化部署服务 |
概念架构
逻辑架构
简单架构
Identity Service
介绍:
Keystone(OpenStack Identity Service)是OpenStack框架中,负责身份验证、服务规则和服务令牌的功能, 它实现了OpenStack的Identity API。Keystone类似一个服务总线, 或者说是整个Openstack框架的注册表, 其他服务通过keystone来注册其服务的Endpoint(服务访问的URL),任何服务之间相互的调用, 需要经过Keystone的身份验证, 来获得目标服务的Endpoint来找到目标服务。
功能:
用户管理:跟踪用户及其权限;
服务目录:提供带API地址的可用服务的目录
相关概念:
User:用户,代表可以通过keystone进行访问的人或程序。Users通过认证信息(credentials,如密码、API Keys等)进行验证;
Tenant:租户,它是各个服务中的一些可以访问的资源集合。例如,在Nova中一个tenant可以是一些机器,在Swift和Glance中一个tenant可以是一些镜像存储,在Neutron中一个tenant可以是一些网络资源。User默认的总是绑定到某些tenant上;
Role:角色,代表一组用户可以访问的资源权限。(例如Nova中的虚拟机、Glance中的镜像)Users可以被添加到任意一个全局的或租户内的角色中。在全局的role中,用户的role权限作用于所有的租户,即可以对所有的租户执行role规定的权限;在租户内的role中,用户仅能在当前租户内执行role规定的权限;
Credentials:证书,证明用户身份的一段数据(Data)(如用户名/密码,用户名/API key等);
Authentication:认证,验证用户身份的动作。
Token:令牌,类似于证书,但描述的是可访问资源的权限;
Service:服务,如Nova、Glance、Swift等;
Endpoint:“端点”,可以理解它是一个服务暴露出来的访问点,如果需要访问一个服务,则必须知道他的endpoint。
形象对比:
User | 住宾馆的人 |
---|---|
Tenant | 宾馆 |
Role | VIP 等级,VIP越高,享有越高的权限 |
Credentials | 开启房间的钥匙 |
Authentication | 宾馆为了拒绝不必要的人进出宾馆,专门设置的机制,只有拥有钥匙的人才能进出 |
Token | 也是一种钥匙,有点特别 |
Service | 宾馆可以提供的服务类别,比如,饮食类,娱乐类 |
Endpoint | 具体的一种服务,比如吃烧烤,打羽毛球 |
服务处理流程:
Image Service
包含的组件:
glance-api:接受Image API调用,用以镜像发现、检索和存储;
glance-registry:存储、处理和检索镜像的元数据,包括大小(size)、类型(type)等;
Database:存储镜像元数据,大多部署使用MYSQL或SQLite;
Storage repository for image files:镜像的存储仓库,支持普通文件系统、RADOS块设备、Amazon S3、和HTTP等
处理流程:
接受来自终端用户(end users)或计算组件(Compute components)对于镜像或者镜像元数据的API请求,并将镜像文件存储在Object Storage Service(Swift)中。
Compute Service
包含的组件:
Service | Description |
---|---|
API | |
nova-api | 接受和响应终端用户的compute API调用,也支持Amazon EC2 API、Admin API等;同时初始化大部分部署活动,如运行实例、执行规则等 |
nova-api-metadata | 接受来自实例(Instance)的元数据请求,只在多主机(multi-host)并运行nova-network下运行 |
Compute core | |
nova-compute | 一个worker dameon,通过hypervisor API创建或终止虚拟机实例,如XenAPI对应XenServer/XCP,libvirt对应KVM或QEMU,VMwareAPI对应VMware等 |
nova-scheduler | 调度器,从消息队列中获取虚拟机实例任务(Task),并分发至compute server主机运行 |
nova-conductor | 引导器,居中调解nova-compute和database间的交互,防止nova-compute直接访问数据库 |
Networking for VMs | |
nova-network | 一个worker daemon,从消息队列中接受网络任务(task),并执行任务以配置网络,如建立网桥接口,改变iptables规则等; 此服务已独立成为了Openstack Networking(Neutron)服务 |
nova-dhcpbridge | 一个脚本,追踪IP地址的租约期限(leases),并将其记录在数据库中; 此功能已迁移至Openstack Networking(Neutron)服务中 |
Console interface | |
nova-consoleauth | 验证VNC客户端用户的token |
nova-novncproxy | 一个proxy,可通过VNC连接访问运行中的实例,支持基于浏览器的novnc客户端 |
nova-console | 在Grizzly版本中移除,以nova-xvpnvncproxy代替 |
nova-xvpnvncproxy | 一个proxy,可通过VNC连接访问运行中的实例,支持特定的Java客户端 |
nova-cert | 管理x509证书 |
Image management(EC2 scenario) | |
nova-objectstore | 提供用以在Image Service中注册镜像的S3接口,主要用于支持euca2ools的安装 |
euca2ools | 管理云资源(cloud resources)的一组解释命令的集合 |
Command-line clients and other interfaces | |
nova client | 允许用户作为Tenant管理员或终端用户提交命令 |
nova-manage | 允许云管理员(cloud Administrators)提交命令 |
Other components | |
The queue | 在各daemon间传输消息的中心hub,如RabbitMQ、Apache Qpid或ZeroMQ等 |
SQL database | 存储云架构中大部分建立时(build-time)和运行时(runtime)的状态,包括可用的实例类型、使用中的实例、可用的网络和项目(projects)等; 如sqlite3 databases、MySQL和PostgreSQL等 |
处理流程:
作为IaaS系统中主要的组成部分,Compute Service与Identity Service交互实现身份验证,与Image Service 交互实现镜像存取,与Dashboard交互实现用户和管理员的界面访问。
逻辑架构:
Block Storage Service
功能:
Block Storage Service用以管理卷(volume),卷快照(volume snapshots)和卷类型(volume types)。
包含的组件:
cinder-api:接受API请求,并将请求路由(route)至cinder-volume中;
cinder-volume:运行在存储节点上,管理存储空间;可通过驱动的形式(driver architecture)与多样的存储提供者交互,如本地存储、EMC、Netapp等;
cinder-scheduler: 类似于nova-scheduler,以选择需创建卷的最优的块存储提供者节点;
Messageing queue:在各程序间路由消息
逻辑架构:
Object Storage Service
功能:
Swift 构筑在比较便宜的标准硬件存储基础设施之上,无需采用 RAID(磁盘冗余阵列),
通过在软件层面引入一致性散列技术和数据冗余性,牺牲一定程度的数据一致性来达到高可用性和可伸缩性,
支持多租户模式、容器和对象读写操作,适合解决互联网的应用场景下非结构化数据存储问题。
包含的组件:
swift-proxy-server:代理器,接受Object Service API和原生的HTTP请求,以上传文件、修改元数据和创建容器等;
swift-account-server:管理账户(accounts)
swift-container-server:管理容器(containers)的映射(mapping)
swift-object-server:管理存储节点上的实际对象,如文件(files)
A number of periodic process:在大型数据存储上执行一些事务任务,如复制(replication)、审计(auditor)、更新(updater)、(账户清理reaper)等
数据模型:
Swift 采用层次数据模型,共设三层逻辑结构:Account/Container/Object(即账户/容器/对象),每层节点数均没有限制,可以任意扩展。
这里的账户和个人账户不是一个概念,可理解为租户,用来做顶层的隔离机制,可以被多个个人账户所共同使用;
容器代表封装一组对象,类似文件夹或目录;叶子节点代表对象,由元数据和内容两部分组成
系统架构:
Orchestration Service
功能:
提供了一种通过模版定义的协同部署方式,实现云基础设施软件运行环境的自动化部署
Heat对于虚拟机内部操作的控制是需要利用heat-cfntools这个工具。其实质是,通过向实例镜像中注入heat-cfntools,
然后实例利用heat-cfntools同heat交互,进而实现相关的对于实例内部的相关操作(如安装和配置mysql数据库等)。
包含的组件:
heat command-line:与heat-api通信以运行AWS CloudFormatiom APIs,终端用户也可直接使用Orchestration REST API;
heat-api:提供Openstack原生的 REST API,并将API请求通过RPC传递给heat-engine;
heat-api-cfn:提供与AWS CloudFormation兼容的AWS 查询API,并将API请求通过RPC传递给heat-engine;
heat-engine:执行模板(templates)的部署,并返回事件(event)
Telemetry Service
功能:
Ceilometer是OpenStack里数据采集(监控数据、计费数据)的唯一基础设施,采集到的数据提供给监控、计费、面板等项目使用。
包含的组件:
ceilometer-agent-compute :用来收集计算节点上的信息,该Agent通过Stevedore管理了一组pollster插件, 分别用来获取虚拟机的CPU, Disk IO, Network IO, Instance这些信息;
ceilometer-agent-central :运行在控制节点上,主要收集其它服务(Image, Volume, Objects, Network)等的信息;
ceilometer-collector :主要作用是监听Message Bus,将收到的消息以及相应的数据写入到数据库中;另一个作用是对收到的其它服务发来的notification消息做本地化处理,然后再重新发送到 Message Bus中去,随后再被其收集;
ceilometer-alarm-notifier :运行在控制节点上,允许设置报警;
data store:处理并发的来自多个collector的写操作和来自API server的读操作;
API server(ceilometer-api) :运行在控制节点上,提供对data store中数据的访问;只有collector和API server有权限访问data store。
架构:
Ceilometer项目主要由Agent,Collector,DataStore,API和消息队列组成。