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OpenStack是什么?OpenStack架构详解

OpenStack是什么?OpenStack架构的云平台好用吗?今天雪花测评从网上搜集转载了一些关于它的资料希望可以给从事相关云计算行业的朋友带来帮助!

OpenStack是一个开源的云计算管理平台项目,是一系列软件开源项目的组合。由NASA(美国国家航空航天局)和Rackspace合作研发并发起,以Apache许可证(Apache软件基金会发布的一个自由软件许可证)授权的开源代码项目。它提供了一个部署云的操作平台或工具集,其宗旨在于:通过命令或者基于 Web 的可视化控制面板来管理 IaaS 云端的资源池、帮助组织运行为虚拟计算或存储服务的云,为公有云、私有云,也为大云、小云提供可扩展的、灵活的云计算。OpenStackd开源项目由社区维护,包括OpenStack计算(代号为Nova),OpenStack对象存储(代号为Swift),并OpenStack镜像服务(代号Glance)的集合。现在参与的人员和组织汇集了来自 100 多个国家的超过 9500 名的个人和 850 多个世界上赫赫有名的企业,如 NASA、谷歌、惠普、Intel、IBM、微软等。

OpenStack 支持 KVM、Xen、Lvc、Docker 等虚拟机软件或容器,默认为 KVM。通过安装驱动,也支持 Hyper-V 和 VMware ESXi。采用 Python 语言开发,遵循 Apache 开源协议,因此相比 CloudStack 来说,更轻量化,效率更高。

OpenStack 每半年发行一个新版本,截至发稿前最新版本是第十四版本 Newton,不同于其他软件的版本号采用数字编码,OpenStack 采用一个单词来描述不同的版本,其中单词首字母指明版本的新旧。比如目前的版本 Newton 就比之前的 Mitaka 要新,同时“N”在 26 个字母中排行第十四,所以称第十四版本。各个版本的发行时间表参考网站 https://releases.openstack.org/

围绕 OpenStack 发展起来的企业很多,为客户提供 OpenStack 实施、培训、运维、定制等业务,之前企业总是或多或少地加入自己的一些封闭技术,从而导致 OpenStack 的互操作性受损。为此,2015 年 OpenStack 基金会在温哥华峰会上正式推出互操作性认证,通过认证的产品被贴上“OpenStack Powered”标识。

虽然第一批只有 14 家厂商经过认证测试,但这却是一个重要的里程碑事件,基金会已经拿出足够的诚意来解决问题,并且众多厂商也开始真正跟进。对用户而言,选择经过认证的云服务提供商,能够实现在不同 OpenStack 云计算之间的自由迁移。

OpenStack 生态系统已从“孵化/集成”模式转移到“大帐篷”模式,在此模式下,既保持了对规模较小的核心项目的关注,也积极鼓励在更广泛的主流生态环境中的自由创新,而以前的“孵化/集成”模式只是把孵化成功的项目集成到主流生态中。

“大帐篷”模式把 OpenStack 的组件进行分类,目前包括 6 个核心组件(Nova、Neutron、Swift、Cinder、Keystone、Glance)和 14 个可选组件,每个组件包含若干个服务,后续版本中组件分类及数量都可能会发生变化,如图 1 所示。

各个组件的关系图如图 2 所示。

 

OpenStack 的组件众多,根据云端的实施过程,再结合图 2,我们来梳理一下各个组件的作用:云端要运行很多虚拟机,所以需要在很多服务器中安装并运行虚拟机软件(如 KVM、Xen 等),有的客户为了安全起见,愿意出高价直接租赁物理机(裸金属机器),所以要用 Ironic 组件来池化物理机,以便用户能远程使用。

这些运行了虚拟机软件的服务器和被池化的物理机统称为计算节点。为了让 Horizon 组件以可视化的 Web 页面来统一操纵计算节点上的虚拟机,需要在计算节点上安装 Nova 组件,Nova 组件还与其他组件打交道。为了让一台虚拟机能在集群内的任一计算节点上快速漂移,虚拟机对应的镜像文件必须存放在共享场所,到底存放在哪里,由 Glance 组件指定。

例如在图 4 中,由 Glance 指定存放在 Swift 组件内,在实际的实施案例中,也可以存放在 Ceph 中。虚拟机之间需要联网,由 Neutron 组件负责。虚拟机里面可能还要使用块设备(如硬盘),这需要 Cinder 组件的配合;虚拟机里可能需要用到共享文件服务,由 Manila 组件提供服务。

云端的计算节点很多(如 1000 台),所以虚拟机就更多(如 10 万台),如果要给它们统一安装一个软件或配置某项参数,那么是不是需要手工一台一台操作呢?显然,手工操作费时费力,而且容易出错,有了 Heat 组件,我们就可以轻松完成这个任务。

OpenStack 的各个组件都是对外暴露 REST API 接口,以便于其他程序调用,调用时都要进行身份验证和权限管理,这由 Keystone 组件完成。跟踪用户消耗的资源并计费的任务由 Ceilometer 组件完成(需要 Aodh 和 CloudKitty 组件的配合)。

对于 OpenStack 管理的 IaaS 云服务,有人想在上面部署 Hadoop 大数据分析系统怎么办?这时 Sahala 组件可以帮上忙。各组件之间需要通过消息互相联络,所以 Zaqar 和 RabbitMQ 就派上用场了。另外,很多组件需要在数据库中保存配置数据,所以需要用到数据库管理系统(如 MySQL)。

OpenStack 组件的主要作用是充当“中间人”,它不履行具体的实际任务,而由各种第三方软件来完成,比如虚拟机软件由 KVM 承担,网站任务由 Apache 承担,虚拟网络任务由 iptables、DNSmasq、Linux vSwitch、Linux 网桥承担或者统一由 OpenContrail 承担,结构化数据存储任务由 MySQL 或者 PostgreSQL 承担,中央存储任务由 Ceph 承担(也可采用其他产品)。当然,OpenStack 中也有实现具体功能的组件,比如 Swift 做中央存储,我们也可以选择相对发展多年并且被大量使用的第三方产品,如 Ceph。

一个云端往往包含成千上万台服务器,而且还可能分布在世界各地,分别服务符合延时半径范围内的用户。OpenStack 中的“地区”(Region)就是对应地理位置不同的分中心,如中国北京、美国纽约、英国等。

在同一个 Region,还可能包含成千上万台机器,如果用一套 OpenStack 中的组件来管理,势必会导致这些组件本身成为瓶颈(随着集群规模的不断增大,消息系统和数据库系统很可能最先成为瓶颈),所以人们又引入了 Cell 功能,以便增强 OpenStack 集群的扩展性,即把一个 Region 划分成多个 Cell,这些 Cell 组成树形结构,父 Cell 主要用于服务通信,它不包含计算节点,子 Cell 具有自己的消息队列、数据库和 Noval-cell 服务。

Nova cell 在 OpenStack 的 Newton 版本中将成为默认项,之前的版本是可选项。在创建虚拟机时,为了规定它能在哪些计算节点集上运行,人们又提出了两个概念,即“可用域”(Availability Zones,AZ)和“主机集”(Host Aggregates,HA),前者可以看成后者的一个特例。

“主机集”其实就是根据计算节点的某些属性对计算节点进行逻辑分组的方法,比如可以分成如下几个“主机集”:万兆网卡的机器、拥有两路 CPU 的机器、惠普机器、自组装的机器、A 机柜里的机器、由 UPS 供电的机器等。然后我们创建一台虚拟机,指明在上海云端分部的惠普机器上运行,这样只要全部的惠普机器不同时坏,那么虚拟机就能一直正常运行(但每一时刻只能在一台机器上运行,只有当运行的那台机器出故障时,才会“漂移”到其他惠普机器上继续运行)。

架构部署

整个OpenStack是由控制节点,计算节点,网络节点,存储节点四大部分组成。(这四个节点也可以安装在一台机器上,单机部署)
其中:
控制节点负责对其余节点的控制,包含虚拟机建立,迁移,网络分配,存储分配等等;计算节点负责虚拟机运行;网络节点负责对外网络与内网络之间的通信;存储节点负责对虚拟机的额外存储管理等等。

官网入口

OpenStack官网:https://docs.openstack.org/wallaby/

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本文转载自CSDN博客——大马猴java学习,原文地址:https://blog.csdn.net/superviser3000/article/details/80756942

C语言中文网——OpenStack是什么,原文地址:http://c.biancheng.net/view/3892.html

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文章名称:《OpenStack是什么?OpenStack架构详解》
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