openstack介绍

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OpenStack 简介
1 什么是openstack
OpenStack 是一个由NASA（美国国家航空航天局）和网络主机服务商
Rackspace 合作研发并发起的，以Apache 许可证授权的自由软件和开放源代码项
目。
OpenStack 是一个开源的云计算管理平台项目，由几个主要的组件组合起来
完成具体工作。OpenStack 支持几乎所有类型的云环境，项目目标是提供实施简
单、可大规模扩展、丰富、标准统一的云计算管理平台。OpenStack 通过各种互
补的服务提供了基础设施即服务（IaaS）的解决方案，每个服务提供API 以进行
集成。
OpenStack 是一个旨在为公共及私有云的建设与管理提供软件的开源项目。
它的社区拥有超过130 家企业及1350 位开发者，这些机构与个人都将OpenStack
作为基础设施即服务（IaaS）资源的通用前端。OpenStack 项目的首要任务是简
化云的部署过程并为其带来良好的可扩展性。
2 openstack 运用范围
OpenStack 是IaaS(基础设施即服务)组件，让任何人都可以自行建立和提供
云端运算服务。此外，OpenStack 也用作建立防火墙内的“私有云”（Private Cloud），
提供机构或企业内各部门共享资源。
3 openstack 的主要项目组件
OpenStack 云计算平台，帮助服务商和企业内部实现类似于 Amazon EC2 和
S3 的云基础架构服务(Infrastructure as a Service, IaaS)。OpenStack 包含两个主要
模块：Nova 和 Swift，前者是 NASA 开发的虚拟服务器部署和业务计算模块；
后者是 Rackspace 开发的分布式云存储模块，两者可以一起用，也可以分开单独
用。
OpenStack 覆盖了网络、虚拟化、操作系统、服务器等各个方面。它是一个
正在开发中的云计算平台项目，根据成熟及重要程度的不同，被分解成核心项目、
孵化项目，以及支持项目和相关项目。每个项目都有自己的委员会和项目技术主
管，而且每个项目都不是一成不变的，孵化项目可以根据发展的成熟度和重要性，
转变为核心项目。截止到Icehouse 版本，下面列出了几个核心项目（即OpenStack
服务）。
计算（Compute）：Nova 是一套控制器，用于为单个用户或使用群组管理虚
拟机实例的整个生命周期，根据用户需求来提供虚拟服务。负责虚拟机创建、开
机、关机、挂起、暂停、调整、迁移、重启、销毁等操作，配置CPU、内存等
信息规格。自Austin 版本集成到项目中。
对象存储（Object Storage）：Swift。一套用于在大规模可扩展系统中通过
内置冗余及高容错机制实现对象存储的系统，允许进行存储或者检索文件。可为
Glance 提供镜像存储，为Cinder 提供卷备份服务。自Austin 版本集成到项目中。
镜像服务（Image Service）：Glance。一套虚拟机镜像查找及检索系统，支
持多种虚拟机镜像格式（AKI、AMI、ARI、ISO、QCOW2、Raw、VDI、VHD、
VMDK），有创建上传镜像、删除镜像、编辑镜像基本信息的功能。自Bexar
版本集成到项目中。
身份认证服务（Identity Service）：Keystone。为OpenStack 其他服务提供身
份验证、服务规则和服务令牌的功能，管理Domains、Projects、Users、Groups、
Roles。自Essex 版本集成到项目中。
网络&地址管理（Network）：Neutron。提供云计算的网络虚拟化技术，为
OpenStack 其他服务提供网络连接服务。为用户提供接口，可以定义Network、
Subnet、Router，配置DHCP、DNS、负载均衡、L3 服务，网络支持GRE、VLAN。
插件架构支持许多主流的网络厂家和技术，如OpenvSwitch。自Folsom 版本集
成到项目中。
UI 界面 (Dashboard)：Horizon。OpenStack 中各种服务的Web 管理门户，
用于简化用户对服务的操作，例如：启动实例、分配IP 地址、配置访问控制等。
自Essex 版本集成到项目中。
4 国内外形势与市场趋向
OpenStack 虽然有些方面还不太成熟，然而它有全球大量的组织支持，大量
的开发人员参与，发展迅速。国际上已经有很多使用OpenStack 搭建的公有云、
私有云、混合云，例如：RackspaceCloud、惠普云、MercadoLibre 的IT 基础设
施云、AT&T 的CloudArchitec、戴尔的OpenStack 解决方案等等。而在国内
OpenStack 的热度也在逐渐升温，华胜天成、高德地图、京东、阿里巴巴、百度、
中兴、华为等都对OpenStack 产生了浓厚的兴趣并参与其中。自2010 年创立以
来，已发布10 个版本。其中Icehouse 版本有120 个组织、1202 名代码贡献者参
与，而最新的是Juno 版本。OpenStack 很可能在未来的基础设施即服务（IaaS）
资源管理方面占据领导位置，成为公有云、私有云及混合云管理的“云操作系统”
标准。
5 openstack 为什么这么火
Openstack 之所以很火，一是内因，OpenStack 自身的优势——开源性。二
是外因，众多企业和组织的参与开发，尤其是世界领军企业的加入，推动了
OpenStack 的高速成长。
6 Openstack 的优势
控制性：开源的平台意味着不会被某个特定的厂商绑定和限制，而且模块
化的设计能把遗留的和第三方的技术进行集成，从而来满足自身业务需要。
OpenStack 项目所提供的云计算，让IT 团队可以成为自己的云计算服务厂商，虽
然构建和维护一个开源私有云计算并不适合每一家公司；但是如果拥有基础设施
和开发人员，OpenStack 将是很好的选择。
兼容性：OpenStack 公共云的兼容性可以使企业在将来很容易的将数据和应
用迁移到基于安全策略的、经济的和其他关键商业标准的公共云中。使用亚马逊
网络服务及其他云服务的企业，抱怨最多的就是“用户被绑架，无法轻易转移数
据”。在云计算社区，有一个流行的概念，即数据是有重量的，一旦将数据存在
某个云计算提供商那里，它就变得繁重而难以迁移，作为企业最重要的资源，如
果在迁移的过程中不能保护好数据安全，很有可能会给企业带来灭顶之灾，相信
没有公司愿意承担这个风险。
可扩展性：目前主流的Linux 操作系统，包括Fedora、SUSE 等都将支持
OpenStack。OpenStack 在大规模部署公有云时，在可扩展性上有优势，而且也可
用于私有云，一些企业特性也在逐步完善中。随着Ubuntu 12.04 LTS 正式全面将
Eucalyptus 替换成OpenStack，OpenStack 将超过Eucalyptus 成为云平台基础的第
一选择。
灵活性：灵活性是OpenStack 最大的优点之一，用户可以根据自己的需要
建立基础设施，也可以轻松地为自己的集群增加规模。主要用Python 编写的
OpenStack 代码质量相当高，很容易遵循，带有一个完全文档的API，用户可以
使用JSON 或者XML 消息格式的不同组件的代码，这相当有利于项目的发展壮
大。此外，OpenStack 项目的代码将在极为宽松自由的Apache 2 许可下发布，这
意味着任何第三方都可以重新发布这些代码，在其基础上开发私有软件并按照新
的许可发布，给众多的云计算企业，留下了的更大的发展空间。
行业标准：来自全球十多个国家的60 多家领军企业，包括HP、Cisco、Dell、
Intel 以及微软都参与到了OpenStack 的项目中，并且在全球使用OpenStack 技术
的云平台在不断的上线。云计算领军企业的加入，会无形透露出一个信息，就是
OpenStack 未来可能会成为一个行业标准，而且OpenStack 项目研发的初衷就是
制定一套开源软件标准。
实践检验：实践是检验真理的唯一标准，OpenStack 的云操作系统，已被
全球正在运营的大型公有云和私有云技术所验证过，比如，Dell 公司已经推出了
OpenStack 安装程序Crowbar，不仅如此，OpenStack 在中国的发展趋势也是非常
之好，包括物联网用户、国内高校以及部分大小企业，都开始利用OpenStack 建
立云计算环境，整合企业架构以及治理公司内部的IT 基础架构。
领军企业支持：在RackSpace 宣布推出开源云计算平台OpenStack 后，曾
经震动了业界。在2010 年的10 月，微软表示将推动Windows Server 2008 R2 和
OpenStack 的整合。之后不久，思科也宣布加入OpenStack，着重于OpenStack
的网络功能并推出了新的NaaS 服务(Network as a Service)。
实验平台
本实验平台采用的OpenStack nova 体系架构如下：
其中，该架构的Controller Node 和1 个Compute Node 安装在一个服务器节
点上，并没有安装块存储、对象存储。服务器节点具有双网卡：一个网卡连接外
部网络，另一个网络构成内部局域网。
并且，在Controller Node 上和Compute Node 上安装了全部的核心组件，下
图显示了在控制节点和计算节点上分别需要安装的服务。
下图为OpenStack Compute(Nova)的软件架构，即实际在服务器上安装的服
务：
nova-api：起到Cloud Controller 的作用，主要为所有的API 查询提供了一个
接口（比如Openstack API ，EC2 API），引发多数业务流程的活动（如运行一
个实例），并实施一些政策（主要是配额检查）。
nova-schedule：接受一个消息队列的虚拟实例请求，通过算法决定该请求应
该在那台主机上运行，这个算法可以由我们指定。即起到调度器（Scheduler）的
作用。
nova-compute：是一个非常重要的守护进程，负责创建和终止虚拟机实例，
即管理着虚拟机实例的生命周期。该模块内部非常复杂，基本原理是简单的，就
是接受来自队列的动作然后执行一些列的系统操作（如启动一个KVM 实例），
并且更新数据库的状态。
nova-network：该守护进程跟nova-compute and nova-volume 2 个模块的功能
是相似的。接受来自队列的任务，然后执行相应的任务对网络进行操作（比如：
安装网桥接口和改变iptable 规则）。
Queue：为各个模块之间的通信提供起到一个集线器的作用，即数据交换中
心。目前是采用RabbitMQ ，理论上是可以采用任何的基于python ampqlib 的
AMPQ message queue。
SQL database：存储云基础设施构建时和运行时状态。包括可用的实例类型，
正在使用的实例类型，可用的网络和项目。理论上，OpenStack Compute 是支持
所有基于 SQL-Alchemy 的数据库，但目前广泛使用的数据库主要是Sqlite3，
Mysql，PostgreSQL。
Glance：该项目独立于Openstack Compute，起到镜像的作用。在该项目中，
主要包括三个部分： glance-api, glance-registry and 镜像存储。Glance-api 接受
API 调用，glance-registry 存储和检索镜像的元数据。镜像存储Image blobs。存
储可以选择不同的存储方案，比如用Swift 实现存储。
Dashboard：该项目是一个可选的项目，主要是为开发者等提供API。