OpenStack云计算快速入门教程
第一部分?OpenStack及其構(gòu)成簡介
一、云計(jì)算
?云計(jì)算是一種計(jì)算模型，它將諸如運(yùn)算能力、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和軟件等資源抽象成為服務(wù)，以便讓用戶通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程享用，付費(fèi)的形式也如同傳統(tǒng)公共服務(wù)設(shè)施一樣。因需而定、提供方便、動(dòng)態(tài)改變和無限的虛擬化擴(kuò)展能力是云計(jì)算的幾個(gè)重要特征。
不同的“云”對應(yīng)著不同的基礎(chǔ)設(shè)施。下面是三種廣義的“云”：
l?基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）
l?平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）
l?軟件即服務(wù)（SaaS）
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譯者注：Open為開放之意，Stack則是堆砌，OpenStack合起來如其名，就是許多Open的Softwares堆積的集合，但1 + 1 > 2，系統(tǒng)的功能更為強(qiáng)大。
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相關(guān)閱讀：
在Ubuntu?12.10 上安裝部署Openstack??http://www.linuxidc.com/Linux/2013-08/88184.htm
Ubuntu 12.04 OpenStack Swift單節(jié)點(diǎn)部署手冊?http://www.linuxidc.com/Linux/2013-08/88182.htm
在Ubuntu上安裝OpenStack的Swift組件-installing openstack object storage??http://www.linuxidc.com/Linux/2013-08/88180.htm
OpenStack Hands on lab系列??http://www.linuxidc.com/Linux/2013-08/88170.htm
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二、OpenStack
?（一）OpenStack概要
?OpenStack是一整套開源軟件項(xiàng)目的綜合，它允許企業(yè)或服務(wù)提供者建立、運(yùn)行自己的云計(jì)算和存儲(chǔ)設(shè)施。Rackspace與NASA是最初重要的兩個(gè)貢獻(xiàn)者，前者提供了“云文件”平臺(tái)代碼，該平臺(tái)增強(qiáng)了OpenStack對象存儲(chǔ)部分的功能，而后者帶來了“Nebula”平臺(tái)形成了OpenStack其余的部分。而今，OpenStack基金會(huì)已經(jīng)有150多個(gè)會(huì)員，包括很多知名公司如“Canonical、DELL、Citrix”等。
以下是5個(gè)OpenStack的重要構(gòu)成部分：
l?Nova -?計(jì)算服務(wù)
l?Swift -?存儲(chǔ)服務(wù)
l?Glance -?鏡像服務(wù)
l?Keystone -?認(rèn)證服務(wù)
l?Horizon - UI服務(wù)
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圖1 OpenStack基本構(gòu)架
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下圖展示了Keystone、Dashboard二者與其它OpenStack部分的交互。
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（二）OpenStack計(jì)算設(shè)施----Nova
?Nova是OpenStack計(jì)算的彈性控制器。OpenStack云實(shí)例生命期所需的各種動(dòng)作都將由Nova進(jìn)行處理和支撐，這就意味著Nova以管理平臺(tái)的身份登場，負(fù)責(zé)管理整個(gè)云的計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)、授權(quán)及測度。雖然Nova本身并不提供任何虛擬能力，但是它將使用libvirt API與虛擬機(jī)的宿主機(jī)進(jìn)行交互。Nova通過Web服務(wù)API來對外提供處理接口，而且這些接口與Amazon的Web服務(wù)接口是兼容的。
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功能及特點(diǎn)
l?實(shí)例生命周期管理
l?計(jì)算資源管理
l?網(wǎng)絡(luò)與授權(quán)管理
l?基于REST的API
l?異步連續(xù)通信
l?支持各種宿主：Xen、XenServer/XCP、KVM、UML、VMware vSphere及Hyper-V
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OpenStack計(jì)算部件
l?Nova彈性云包含以下主要部分：
l?API Server（nova-api）
l?消息隊(duì)列（rabbit-mq server）
l?運(yùn)算工作站（nova-compute）
l?網(wǎng)絡(luò)控制器（nova-network）
l?卷管理（nova-volume）
l?調(diào)度器（nova-scheduler）
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API服務(wù)器（nova-api）
API服務(wù)器提供了云設(shè)施與外界交互的接口，它是外界用戶對云實(shí)施管理的唯一通道。通過使用web服務(wù)來調(diào)用各種EC2的API，接著API服務(wù)器便通過消息隊(duì)列把請求送達(dá)至云內(nèi)目標(biāo)設(shè)施進(jìn)行處理。作為對EC2-api的替代，用戶也可以使用OpenStack的原生API，我們把它叫做“OpenStack API”。
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消息隊(duì)列（Rabbit MQ Server）
OpenStack內(nèi)部在遵循AMQP（高級消息隊(duì)列協(xié)議）的基礎(chǔ)上采用消息隊(duì)列進(jìn)行通信。Nova對請求應(yīng)答進(jìn)行異步調(diào)用，當(dāng)請求接收后便則立即觸發(fā)一個(gè)回調(diào)。由于使用了異步通信，不會(huì)有用戶的動(dòng)作被長置于等待狀態(tài)。例如，啟動(dòng)一個(gè)實(shí)例或上傳一份鏡像的過程較為耗時(shí)，API調(diào)用就將等待返回結(jié)果而不影響其它操作，在此異步通信起到了很大作用，使整個(gè)系統(tǒng)變得更加高效。
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運(yùn)算工作站（nova-compute）
運(yùn)算工作站的主要任務(wù)是管理實(shí)例的整個(gè)生命周期。他們通過消息隊(duì)列接收請求并執(zhí)行，從而對實(shí)例進(jìn)行各種操作。在典型實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境下，會(huì)架設(shè)許多運(yùn)算工作站，根據(jù)調(diào)度算法，一個(gè)實(shí)例可以在可用的任意一臺(tái)運(yùn)算工作站上部署。
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網(wǎng)絡(luò)控制器（nova-network）
網(wǎng)絡(luò)控制器處理主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)配置，例如IP地址分配，配置項(xiàng)目VLAN，設(shè)定安全群組以及為計(jì)算節(jié)點(diǎn)配置網(wǎng)絡(luò)。
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卷工作站（nova-volume）
卷工作站管理基于LVM的實(shí)例卷，它能夠?yàn)橐粋€(gè)實(shí)例創(chuàng)建、刪除、附加卷，也可以從一個(gè)實(shí)例中分離卷。卷管理為何如此重要？因?yàn)樗峁┝艘环N保持實(shí)例持續(xù)存儲(chǔ)的手段，比如當(dāng)結(jié)束一個(gè)實(shí)例后，根分區(qū)如果是非持續(xù)化的，那么對其的任何改變都將丟失?？墒?#xff0c;如果從一個(gè)實(shí)例中將卷分離出來，或者為這個(gè)實(shí)例附加上卷的話，即使實(shí)例被關(guān)閉，數(shù)據(jù)仍然保存其中。這些數(shù)據(jù)可以通過將卷附加到原實(shí)例或其他實(shí)例的方式而重新訪問。
因此，為了日后訪問，重要數(shù)據(jù)務(wù)必要寫入卷中。這種應(yīng)用對于數(shù)據(jù)服務(wù)器實(shí)例的存儲(chǔ)而言，尤為重要。
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調(diào)度器（nova-scheduler）
調(diào)度器負(fù)責(zé)把nova-API調(diào)用送達(dá)給目標(biāo)。調(diào)度器以名為“nova-schedule”的守護(hù)進(jìn)程方式運(yùn)行，并根據(jù)調(diào)度算法從可用資源池中恰當(dāng)?shù)剡x擇運(yùn)算服務(wù)器。有很多因素都可以影響調(diào)度結(jié)果，比如負(fù)載、內(nèi)存、子節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)近、CPU架構(gòu)等等。強(qiáng)大的是nova調(diào)度器采用的是可插入式架構(gòu)。
目前nova調(diào)度器使用了幾種基本的調(diào)度算法：
隨機(jī)化：主機(jī)隨機(jī)選擇可用節(jié)點(diǎn)；
可用化：與隨機(jī)相似，只是隨機(jī)選擇的范圍被指定；
簡單化：應(yīng)用這種方式，主機(jī)選擇負(fù)載最小者來運(yùn)行實(shí)例。負(fù)載數(shù)據(jù)可以從別處獲得，如負(fù)載均衡服務(wù)器。
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（三）OpenStack鏡像服務(wù)器----Glance
OpenStack鏡像服務(wù)器是一套虛擬機(jī)鏡像發(fā)現(xiàn)、注冊、檢索系統(tǒng)，我們可以將鏡像存儲(chǔ)到以下任意一種存儲(chǔ)中：
本地文件系統(tǒng)（默認(rèn)）
l?OpenStack對象存儲(chǔ)
l?S3直接存儲(chǔ)
l?S3對象存儲(chǔ)（作為S3訪問的中間渠道）
l?HTTP（只讀）
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功能及特點(diǎn)
提供鏡像相關(guān)服務(wù)
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Glance構(gòu)件
l?Glance控制器
l?Glance注冊器
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（四）OpenStack存儲(chǔ)設(shè)施----Swift
?Swift為OpenStack提供一種分布式、持續(xù)虛擬對象存儲(chǔ)，它類似于Amazon Web Service的S3簡單存儲(chǔ)服務(wù)。Swift具有跨節(jié)點(diǎn)百級對象的存儲(chǔ)能力。Swift內(nèi)建冗余和失效備援管理，也能夠處理歸檔和媒體流，特別是對大數(shù)據(jù)（千兆字節(jié)）和大容量（多對象數(shù)量）的測度非常高效。
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功能及特點(diǎn)
l?海量對象存儲(chǔ)
l?大文件（對象）存儲(chǔ)
l?數(shù)據(jù)冗余管理
l?歸檔能力-----處理大數(shù)據(jù)集
l?為虛擬機(jī)和云應(yīng)用提供數(shù)據(jù)容器
l?處理流媒體
l?對象安全存儲(chǔ)
l?備份與歸檔
l?良好的可伸縮性
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Swift組件
l?Swift賬戶
l?Swift容器
l?Swift對象
l?Swift代理
l?Swift RING
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Swift代理服務(wù)器
用戶都是通過Swift-API與代理服務(wù)器進(jìn)行交互，代理服務(wù)器正是接收外界請求的門衛(wèi)，它檢測合法的實(shí)體位置并路由它們的請求。
此外，代理服務(wù)器也同時(shí)處理實(shí)體失效而轉(zhuǎn)移時(shí)，故障切換的實(shí)體重復(fù)路由請求。
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Swift對象服務(wù)器
對象服務(wù)器是一種二進(jìn)制存儲(chǔ)，它負(fù)責(zé)處理本地存儲(chǔ)中的對象數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和刪除。對象都是文件系統(tǒng)中存放的典型的二進(jìn)制文件，具有擴(kuò)展文件屬性的元數(shù)據(jù)（xattr）。
注意：xattr格式被Linux中的ext3/4，XFS，Btrfs，JFS和ReiserFS所支持，但是并沒有有效測試證明在XFS，JFS，ReiserFS，Reiser4和ZFS下也同樣能運(yùn)行良好。不過，XFS被認(rèn)為是當(dāng)前最好的選擇。
Swift容器服務(wù)器
容器服務(wù)器將列出一個(gè)容器中的所有對象，默認(rèn)對象列表將存儲(chǔ)為SQLite文件（譯者注：也可以修改為MySQL，安裝中就是以MySQL為例）。容器服務(wù)器也會(huì)統(tǒng)計(jì)容器中包含的對象數(shù)量及容器的存儲(chǔ)空間耗費(fèi)。
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Swift賬戶服務(wù)器
賬戶服務(wù)器與容器服務(wù)器類似，將列出容器中的對象。
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Ring（索引環(huán)）
Ring容器記錄著Swift中物理存儲(chǔ)對象的位置信息，它是真實(shí)物理存儲(chǔ)位置的實(shí)體名的虛擬映射，類似于查找及定位不同集群的實(shí)體真實(shí)物理位置的索引服務(wù)。這里所謂的實(shí)體指賬戶、容器、對象，它們都擁有屬于自己的不同的Rings。
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（五）OpenStack認(rèn)證服務(wù)（Keystone）
?Keystone為所有的OpenStack組件提供認(rèn)證和訪問策略服務(wù)，它依賴自身REST（基于Identity API）系統(tǒng)進(jìn)行工作，主要對（但不限于）Swift、Glance、Nova等進(jìn)行認(rèn)證與授權(quán)。事實(shí)上，授權(quán)通過對動(dòng)作消息來源者請求的合法性進(jìn)行鑒定。如下圖所示：
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Keystone采用兩種授權(quán)方式，一種基于用戶名/密碼，另一種基于令牌（Token）。除此之外，Keystone提供以下三種服務(wù)：
l 令牌服務(wù)：含有授權(quán)用戶的授權(quán)信息
l?目錄服務(wù)：含有用戶合法操作的可用服務(wù)列表
l?策略服務(wù)：利用Keystone具體指定用戶或群組某些訪問權(quán)限
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認(rèn)證服務(wù)組件
服務(wù)入口：如Nova、Swift和Glance一樣每個(gè)OpenStack服務(wù)都擁有一個(gè)指定的端口和專屬的URL，我們稱其為入口（endpoints）。
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l?區(qū)位：在某個(gè)數(shù)據(jù)中心，一個(gè)區(qū)位具體指定了一處物理位置。在典型的云架構(gòu)中，如果不是所有的服務(wù)都訪問分布式數(shù)據(jù)中心或服務(wù)器的話，則也稱其為區(qū)位。
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l?用戶：Keystone授權(quán)使用者
譯者注：代表一個(gè)個(gè)體，OpenStack以用戶的形式來授權(quán)服務(wù)給它們。用戶擁有證書（credentials），且可能分配給一個(gè)或多個(gè)租戶。經(jīng)過驗(yàn)證后，會(huì)為每個(gè)單獨(dú)的租戶提供一個(gè)特定的令牌。[來源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_70064f190100undy.html]
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l?服務(wù)：總體而言，任何通過Keystone進(jìn)行連接或管理的組件都被稱為服務(wù)。舉個(gè)例子，我們可以稱Glance為Keystone的服務(wù)。
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l?角色：為了維護(hù)安全限定，就云內(nèi)特定用戶可執(zhí)行的操作而言，該用戶關(guān)聯(lián)的角色是非常重要的。
譯者注：一個(gè)角色是應(yīng)用于某個(gè)租戶的使用權(quán)限集合，以允許某個(gè)指定用戶訪問或使用特定操作。角色是使用權(quán)限的邏輯分組，它使得通用的權(quán)限可以簡單地分組并綁定到與某個(gè)指定租戶相關(guān)的用戶。
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l 租間：租間指的是具有全部服務(wù)入口并配有特定成員角色的一個(gè)項(xiàng)目。
譯者注：一個(gè)租間映射到一個(gè)Nova的“project-id”，在對象存儲(chǔ)中，一個(gè)租間可以有多個(gè)容器。根據(jù)不同的安裝方式，一個(gè)租間可以代表一個(gè)客戶、帳號、組織或項(xiàng)目。
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（六）OpenStack管理的Web接口----Horizon
?Horizon是一個(gè)用以管理、控制OpenStack服務(wù)的Web控制面板，它可以管理實(shí)例、鏡像、創(chuàng)建密匙對，對實(shí)例添加卷、操作Swift容器等。除此之外，用戶還可以在控制面板中使用終端（console）或VNC直接訪問實(shí)例?？傊?#xff0c;Horizon具有如下一些特點(diǎn)：
l?實(shí)例管理：創(chuàng)建、終止實(shí)例，查看終端日志，VNC連接，添加卷等
l?訪問與安全管理：創(chuàng)建安全群組，管理密匙對，設(shè)置浮動(dòng)IP等
l?偏好設(shè)定：對虛擬硬件模板可以進(jìn)行不同偏好設(shè)定
l?鏡像管理：編輯或刪除鏡像
l?查看服務(wù)目錄
l?管理用戶、配額及項(xiàng)目用途
l?用戶管理：創(chuàng)建用戶等
l?卷管理：創(chuàng)建卷和快照
l?對象存儲(chǔ)處理：創(chuàng)建、刪除容器和對象
l?為項(xiàng)目下載環(huán)境變量
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的OpenStack云计算快速入门教程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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