OpenStack Compute节点安装

OpenStack Compute调研及安装

目录

1. OpenStack调研 (3)

1.1 虚拟化简介 (3)

1.1.1 纯软件虚拟化 (3)

1.1.2 完全虚拟化 (3)

1.2 OpenStack Compute简介 (4)

1.2.1 Nova概念 (4)

1.2.2 Nova服务架构 (5)

1.2.3 Nova运行 (5)

2. OpenStack Compute安装 (6)

2.1 实验环境 (6)

2.2 Nova安装过程 (6)

2.3安装OpenStack基于Web的管理控制台 (9)

2.5 Nova存储管理 (10)

2.6问题及可能的解决方案 (11)

1. OpenStack调研

1.1 虚拟化简介

虚拟化是一个广义的术语，是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是一个为了简化管理，优化资源的解决方案。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。目前比较流行的虚拟化技术主要分为纯软件虚拟化和完全虚拟化两方面。

1.1.1 纯软件虚拟化

在纯软件虚拟化解决方案中VMM(Virtual Machine Monitor)在软件套件中的位置是传统意义上操作系统所处的位置，而操作系统的位置是传统意义上应用程序所处的位置；客户操作系统很多情况下是通过VMM来与硬件进行通信，由VMM来决定其对系统上所有虚拟机的访问。

纯软件虚拟化的工作原理是这样的，所谓虚拟机是对真实计算环境的抽象和模拟，而VMM需要则为每个虚拟机分配一套数据结构来管理它们状态，VMM 调度虚拟机时将其部分状态恢复到主机系统中。主机处理器直接运行Guest OS 的机器指令，由于Guest OS运行在低特权级别，当访问主机系统的特权状态时，权限不足导致主机处理器产生异常，将运行权自动交还给VMM。此外，外部中断的到来也会导致VMM的运行。VMM可能需要先将该虚拟机的当前状态写回到状态数据结构中，分析虚拟机被挂起的原因，然后代表Guest OS执行相应的特权操作。最后VMM将运行权还给Guest OS，Guest OS从上次被中断的地方继续执行，或处理VMM “塞入”的虚拟中断和异常。这种经典的虚拟机运行方式被称为Trap-And-Emulate，虚拟机对于Guest OS完全透明，Guest OS不需要任何修改，但是VMM 的设计会比较复杂，系统整体性能受到明显的损害。

1.1.2 完全虚拟化

现阶段较为流行的完全虚拟化方法使用名为hypervisor的一种软件，即在虚拟服务器和虚拟化技术底层硬件之间建立一个抽象层。完全虚拟化是处理器密集型技术，因为它要求hypervisor管理各个虚拟服务器，并让它们彼此独立。hypervisor需要具有捕获CPU指令的能力，并为指令访问硬件控制器和外设充当中介。

1.2 OpenStack Compute简介

OpenStack是IaaS软件，它让任何人都可以自行建立和提供云端运算服务。OpenStack也用作建立防火墙内的“私有云”，提供机构或企业内各部门共享资源。目前共有三个Openstack项目，即用于大规模自动化配置虚拟机实例的OpenStack Compute、用于实现静态对象的大规模的冗余存储的OpenStack Object Storage以及为虚拟磁盘镜像提供注册、传输等服务的OpenStack Image Service。本文主要对OpenStack Compute（又名Nova）的相关内容进行介绍和总结。

1.2.1 Nova概念

Nova主要用于实现大规模自动化配置虚拟机的工作。Nova不包含任何虚拟化软件，它仅定义了与运行在主机操作系统上的底层虚拟化机制进行交互的驱动，并通过Web API将其发布。Nova各个部件间的关系如图1.1所示。

图1.1 Nova组成

Nova由Cloud Controller、API Server、Compute Controller、Storage Controller、Auth Manager、V olume Controller、Network Controller以及Scheduler等几个部分组成。其中Cloud Controller控制着全局状态，并负责与其他几个部件进行交互；API Server则担任着Cloud Controller的Web服务前段的角色；Compute Controller 和Storage Controller分别提供计算服务资源和存储服务；Auth Manager提供身份验证和授权服务；V olume Controller为计算服务器提供快速临时的块存储功能，一个volume是一个可拆卸的快存储设备，每次仅能被一个实例获得并使用，它可以被看作是一个优盘；Network Controller提供虚拟网络服务，以便各个服务器之间以及各个服务器与公网之间能够进行通信；Scheduler为一个实例选择最适合的计算控制器。

1.2.2 Nova服务架构

Nova的云结构中主要包括API Server、Message Queue、Compute Worker、Network Controller、V olume Worker、Scheduler、Image Store等七个部件，它们之间的如图1.2所示。

图1.2 Nova服务架构

API服务器是整个云架构中的核心，用于创建命令并基于一种可实现的云计算定义方式控制用户所能获得的hypervisor和storage以及networking；API服务器的端点则为基本的Http Web服务。Message Queue负责安排和调整其他各个组件之间的通信，与Cloud Controller之间的消息传递是通过API端点利用Http请求实现的。Compute Worker管理这主机上的计算实例；命令会通过API被分配给各个Compute Worker来进行Run instances、Terminate instances、Reboot instances、Attach volumes、Detach volumes或者Get console output等操作。Network Controller管理主机上的网络资源。V olume Worker通过与ISCSI存储的交互来管理基于LVM的volume，其具体功能包括Create V olumes和Delete V olumes以及Establish Compute volumes。

1.2.3 Nova运行

1）nova-manage command

/runnova/nova.manage.html

2）euca2ools

/runnova/euca2ools.html