從 OpenStack 基礎知識開始學起，剖析 openstack 架構，分析 OpenStack 的各個組件的功能、原理和使用方法，通過實戰演練來掌握 OpenStack 的部署和操作。為今後學習 OpenStack 的高級課程以及基於 OpenStack 構建企業級雲計算系統打下基礎。

在接下來的幾天裏，我將會學到以下主要內容：

• OpenStack 基礎知識

• OpenStack 各組件間的關系社交網絡挖掘算法與實踐

• OpenStack 各組件解析（基礎）

• OpenStack 各組件解析（進階）

• OpenStack 實際操作

• OpenStack 擴展話題

接下來我會掌握：

• 了解 OpenStack 的歷史；

• 了解 OpenStack 的生態圈；

• 了解 OpenStack 管理的資源；

• 掌握 OpenStack 的基本組件。

1. 對OpenStack基本了解

OpenStack 是最火的開源軟件之一，活躍度呈指數級別上升；
是一組開源項目，誕生之初是由兩個項目組成，目前十幾個項目；
是一個雲操作系統，OpenStack is a cloud operating system that …

OpenStack具有哪些特點呢？

OpenStack 管理的資源不是單機的而是一個分布的系統，把分布的計算、存儲和網絡、設備、資源組織起來，形成一個完整的雲計算系統；OpenStack 也提供一個UI，這裏包括一個圖形化的UI： Horizon，也提供命令行的界面，還提供了一套API支持用戶開發自己的軟件…

OpenStack是一套框架——API，有下面這兩個特點：

1. 它是一個中間層，可以創建管理和銷毀虛擬機，但是要完成這些操作需要依賴於第三方的 Hypervisor，通過這個 Hypervisor 去完成虛擬化的工作，OpenStack 並不能自己去提供一個虛擬化的運行環境，OpenStack 有個組件叫 Cinder（用來提供塊存儲服務的），但是 OpenStack 自己並不能進行數據的存儲和讀寫，它需要依賴一個實際的塊存儲設備的支持，這個設備可以是一個分布式的存儲系統，比如說 Ceph，也可以是一個存儲設備，比如說 EMC 的 SAN，也可以是存儲服務器的本地硬盤，但是它必須依賴一個存儲設備的支持，OpenStack 本身並不具備這個功能。這就是第一方面，OpenStack 是一個中間層。

2. 框架有一個很重要的特點，它能提供一批 API 支持應用開發，這也是我們業內對框架的一個定義，OpenStack 當然也有這個特點，雲計算的願景就是讓用戶能夠像用電一樣去使用計算，OpenStack 的設計也是朝著這個願景去做設計的，但是實際上我們平時是不能直接用電的，我們需要用的是電冰箱、電腦、電視等等這些電器。同理，對於雲計算來說，提供 API 去支持開發應用這個事情就合情合理的非常的重要了，具備完備的 API 是 OpenStack 的突出優點。

OpenStack 使用 Python 實現的軟件。（ 分布式系統的邏輯非常復雜，所以用更高級的語言去做，可以把精力更多的放在邏輯上，而不是說糾結與底層的細節，因為高級語言的底層機制已經優化的非常好 了，C/C++寫出來的東西真不一定就高；事實上在分布式系統這個領域，有很多很好的例證，比方說 OpenStack 用 python 寫的，Hadoop 使用 Java 寫的，UC Berkeley 的 Spark 使用 Scala 語言寫的，Twitter Storm 是用Clojure 語言開發的，這些都是很著名的分布式系統，都是用的更高層的語言而不是C ）

OpenStack不是什麽？

1. 它不是虛擬化軟件（必須知道這點），OpenStack 雖然管理虛擬機，但不具備虛擬化的功能，它給上層提供一個虛擬化的運行環境，必須得依賴一個第三方的虛擬化軟件來實現，比如默認支持的 Linux 內核虛擬機，裝完linux 之後就自動帶了，集成到 Linux 內核裏面了，KVM，另外它還支持 Xen，還支持微軟的 Hyper-V，支持 VMware 的 Vshpere，還支持像 Linux Container 和 Docker 這樣輕量級的虛擬化技術。總之，OpenStack 本身不提供虛擬化，依賴第三方軟件；

2. 需要了解的第二層含義：這個雲化和虛擬化實際上是不一樣的，雲 != 虛擬化，雲化的目的是為了實現效 用計算，彈性計算，動態資源調度，多租戶等這樣的一些特性；而虛擬化只是實現雲計算的這些特性中的一個技術手段而已，而且它不是必需的。比方說 IBM 的 Softlayer 是 IBM 現在主推的它的這個雲服務，它中間有一個非常大的特點就是，它支持 Bare Metal Server，直譯過來就是 “金屬裸機”，也就是 Softlayer 在上面不做虛擬化，而是直接用物理服務器來實現雲，直接給用戶、租戶提供的就是物理服務器，Softlayer 也可以在上面來實現多租戶 、彈性計算等等特性。總之，Softlayer 沒有虛擬化，但是 Softlayer 也做了雲。第二個例子，OpenStack 有一個孵化的項目叫作 Ironic，為了去通過管理 “金屬裸機”來實現雲而提出的這樣一個項目。

2. OpenStack生態圈

一個成功的開源平臺，有三個要素組成，技術+生態+用戶；
OpenStack 誕生於2010年；華為是 OpenStack 的黃金會員；

了解一下：

• 社區的組成

• 基金會的管理機構

• 項目的孵化

2-1. 社區組成

• 個人成員：2014.4/ E版本/2600+ ， 2014.4/ I版本/15000+

• 企業成員：白金成員（8個，不再增加），黃金成員（若幹），企業贊助商（OpenStack 基金會主要的資金來源）

一家初創企業 UnitedStack 也是基於 OpenStack 做雲服務的，在國內也是雲計算這塊有影響力的

2-2. 管理機構

• 技術委員會（Technical Committee，13個人組成，討論 OpenStack 的技術方向，還有一些跨項目的協作問題），

• 董事會（討論 OpenStack 的戰略布局，基金會的運營，白金會員的任命，黃金會員的選舉，個人會員的選舉），

• 用戶委員會（User Committee，中國在西安有個正式的用戶組）；

2-3. 項目產生與發展

每個項目經過孵化階段以後才能夠集成發布，OpenStack 為項目的孵化提供了一整套的基礎設施和資源，包括代碼和文檔的管理，還有配置管理，版本控制等等工具；這些基礎設施能夠支持全球範圍內的大規模的協作開發，這些基礎設施和工具本身也是代表了IT領域先進的生產工具；

每半年發布一個版本，會由技術委員會和版本發布經理以及項目的 TPL 來共同決定每個版本中間要發布哪些 Feature。

3. OpenStack資源管理

OpenStack 作為一個操作系統，管理資源是它的首要任務；OpenStack 管理資源主要有三個方面：計算、存儲 和 網絡。

OpenStack 對資源進行管理，並且以服務的形式提供給上層應用或者用戶去使用。這些資源的管理是通過OpenStack 中的各個項目來實現的。其中計算資源管理相關的項目是 Nova（又稱為 OpenStack Compute）；存儲相關的主要有塊存儲服務 Cinder、對象存儲服務 Swift、鏡像存儲服務 Glance 這三種；

與網絡相關的主要是一個和軟件定義網絡相關的項目叫作 Neutron；另外，Nova 中間有一個管理網絡的模塊叫作 Nova Network，作為一個比較穩定的遺留組件仍在 OpenStack 裏面和 Neutron 並存，我們在小規模部署裏面經常為了追求這種穩定，並且減少工作量會去使用 Nova Network 這樣的一個組件來對網絡資源進行管理。

OpenStack 提供的這些服務和公有雲上的服務往往有一種對應關系，OpenStack 一直在以追求像亞馬遜學習為它的目標，這裏以亞馬遜的公有雲 AWS 為例，看一下 OpenStack 的服務和亞馬遜的服務之間的對應的關系：

說明：Keystone 是後臺的一個模塊一個組件，在 AWS 的服務是看不見的，隱藏在叫作計費系統的後端（DOS系統的後端），AWS 在中國可以免費使用，可以體驗一下。

4. OpenStack基本組件

OpenStack 核心的項目：

Nova 、 Cinder、 Neutron、 swift、 Keystone、 Glance、 Horizon

4-1. Nova

又被稱為 OpenStack Compute，主要作用是控制虛擬機的創建，以及改變它的容量和配置，還可以做虛擬機的銷毀，虛擬機的整個生命周期都是由 Nova 來控制的；

Nova的部署運行一般有兩種情況：一類是 Nova 作為 Controller 節點去運行，Controller 節點是用來控制其它的一些計算節點的；另外一類節點就是 Compute 節點，是計算節點，上面是運行實際的虛擬機的；

那麽有什麽區別呢？

• 在 Compute 節點上部署的 Nova，它上面核心運行的一個東西叫作 Nova Compute，主要是為了去對虛擬機進行控制，它去和 Hypevisor 進行交互，對虛擬機進行控制；

• 在 Controller 上運行的 Nova 就相對復雜一些，它有 Scheduler、Conductor、Nova Cell；

• Scheduler 在用戶發起請求的時候決定這個虛擬機應該在哪個機器上啟動，應該在哪個計算節點上啟動；

• Conductor 是對所有的計算節點進行一個統一的管理；

• Nova Cell 的作用是級聯

  控制虛擬機的生命周期
  控制節點：Scheduler（決定虛擬機的啟動位置）、Conductor（對所有的計算節點進行統一管理）、Nova Cell（級聯）
  計算節點：對虛擬機進行控制

4-2. Cinder

Cinder 組件主要的用途是提供塊存儲服務，最核心的兩個部分是Scheduler 和 Cinder Volume。有讀寫存儲服務請求的時候，Schduler決定通過哪個Cinder Volume進行讀取操作，Cinder Volume是實際控制存儲的設備

4-3. Neutron

有一個非常火的一個概念叫作SDN，軟件定義網絡，在OpenStack裏邊的一個實現，Neutron 有一個很大的特點就是提供Plugin模塊，這個是用戶可以自己去寫的。

4-4. Swift

Swift 是一個比較有趣的組件，從OpenStack的誕生之初就已經有Swift的這個項目了，但是它發展到現在還是比較獨立的，和其他組件的交互關系比較少， 一個相對獨立的發展套路，美國有一個公司叫作SwiftStack專門用Swift來做的一個初創公司，Swift是提供對象存儲服務的 ，提供一個類似於像亞馬遜S3或者像國內的七牛這樣的一個存儲服務。
其他的組件如果要用到對象存儲的時候，就去Swift裏邊去寫數據，讀數據；
Swift可以利用Keystone來做認證

4-5. Glance

用Swift最多的一個組件，主要是用Swift來存虛擬機的鏡像、快照等等這樣一些東西

4-6. Keystone

主要是為各個組件提供用戶的認證、建權等等這樣的一些服務

4-7. Horizon

圖形界面

4-8. Heat

是用來做各個服務的編排的

4-9. Sahara

把hadoop能夠放在OpenStack上去運行的一個組件

本文出自 “城府” 博客，轉載請與作者聯系！

OpenStack入門 之 初步認識