OpenStack新手指南：Nova基础知识

Nova基础知识第二部分 OpenStack 新手指南

Nova？

它是提供云计算服务的IaaS平台OpenStack的的主要架构控制器。在美国国家航空航天局（NASA）迈出了第一步。贡献给了OpenSource并成为OpenStack最重要组件。

它由多个组件构成，它们执行不同的任务，将最终用户的API请求转化为虚拟机服务。所有这些组件都运行在一个非阻塞的基于消息的体系结构中，并且可以从相同或不同的位置运行，只需访问相同的消息队列服务。

组件？

Nova将虚拟机的状态存储在中央数据库中。这对于小型部署来说是最佳选择。Nova正在向多个数据存储方向发展，以满足大规模的需求。

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• Nova API：支持OpenStack Compute（计算） API，Amazon EC2 API和强大的管理API（针对特权用户）。它用于启动大部分的编排活动和策略（如配额）。它通过HTTP进行通信，将请求转换为通过Message Broker和ObjectStore的HTTP进一步联系其他组件。这是一个用于路由和验证请求的WSGI应用程序。

• Nova Compute：worker守护进程（daemon）从其Message Broker接收命令，并使用Hypervisor（虚拟机管理程序）的API执行虚拟机创建/删除任务。它同时也更新数据库中任务的状态。

• Nova Scheduler（调度程序）：决定为虚拟机请求分配哪些Nova计算主机。

• Network Manager（网络管理器）：worker 守护进程从其Message Broker中选择网络相关的任务并执行这些任务。OpenStack的Quantum现在可以选择使用Grizzly版本，而不是nova-network。并且覆盖了维护IP转发，网桥和VLAN等任务。

• Volume Manager（卷管理器）：处理持久块存储卷的连接/分离到虚拟机(类似于Amazon的EBS)。这是一个使用逻辑卷管理器的iSCSI解决方案。这个功能已经被提取到OpenStack的Cinder中。网络管理器不干涉Cinder的任务，但需要设置Cinder来使用。

• Authorization Manager（授权管理器）：为用户、项目和角色使用授权的api。它与_OpenStack的KeyStone_进行通信以获取详细信息。

• WebUI：_OpenStack的Horizon与_Nova API进行通信。

• Message Broker：Nova的所有组件都使用AMQP协议以非阻塞回调的方式进行通信，该协议得到了RabbitMQ、Apache QPid的支持。作为消息队列（Message Queue），还有对ZeroMQ集成的支持。它类似于所有Nova组件共享和更新的中心任务列表。

• ObjectStore：这是一个简单的基于文件的存储（如亚马逊的S3）的镜像。可以用OpenStack的Glance来代替。

• Database （数据库）：用于收集构建时间，运行虚拟机的状态。它详细介绍了可用的实例类型，可用的网络（如果nova-network）和项目的详细信息。可以使用SQLAlchemy支持的任何数据库。它是所有Nova组件的中央信息中心。

API风格

接口大多是RESTful。 路由（python重新实现Rails路由系统）包将URI映射到控制器类上的操作方法。

每个需要计算的HTTP请求都需要特定的身份认证凭证。对于计算节点可以允许多个身份认证方案，提供者决定使用哪一个认证方案。

线程模型

使用了由 eventlet 和 greenlet 库实现的绿色线程（Green Thread） 。这会导致OS（操作系统）的单进程线程I / O阻塞问题。虽然单线程很大程度上减少了竞争资源的条件，使用装饰者 @ lockutils.synchronized（'lock\_name'）在可疑场景中进一步消除竞争。

如果任何操作是长时间运行的，那么它应该具有所需的进程状态位置触发eventlet上下文切换的方法。如果有的话，下面的代码块将会切换到等待线程。如果没有其他线程在等待，将继续在当前线程没有任何运行。

from eventlet import greenthread greenthread.sleep（0）

MySQL查询使用阻止主进程线程的驱动程序。在“Diablo”发行版中，实现了线程池，但是由于引起bug比带好的好处相比更大，而被移除了。

Filtering Scheduler（过滤程序）

简而言之，它是'nova-scheduler'用来选择合适的nova-compute主机来生成新的必需虚拟机的机制。它准备一个未经过滤的主机的字典，并考虑创建所需虚拟机请求的成本。然后它选择成本最低的主机。

主机根据虚拟机的配置选项加权。

由于对每个请求计算权重，所以对于客户来说，更好的做法是一起请求大量的所需实例。

消息队列用法

Nova组件使用RPC与使用PubSub 的 Message Broker进行通信。Nova实现了rpc.call（请求/响应，API作为消费者）和rpc.cast（一种方式，API充当发布者）。

Nova API和Scheduler使用消息队列作为Invoker（调用者），而Network（网络）和Compute（计算）则充当工人。Invoker（调用者）模式通过rpc.call或rpc.cast发送消息。Worker模式从队列中接收消息，并以适当的响应回应rpc.call。

Nova使用 Kombu库与RabbitMQ连接。

Hooks (钩子)

通过将命名的(hooks)钩子添加到Nova代码中，使开发人员能够扩展Nova功能，作为装饰器，它会延迟加载插件代码匹配（hooks）钩子名称（使用setuptools entrypoints，这是一个扩展机制）。hooks类定义应该有前置和后置的方法。

当稳定性是一个变化因素时，不要使用hooks(钩子)，因为内部API可能会改变。

Dev Bootstrap（开发引导）

准备开始贡献... 阅读（OpenStack维基百科HowToContribute）的详细信息。

为了跟上Nova的脚步，系统需要有libvirt和一个虚拟机管理程序（Linux主机首选的xen / kvm）。

$ git clone git://github.com/openstack/nova.git$ cd nova$ python ./tools/install_venv.py

这将为您准备使用virtualenv的nova codebase副本，现在任何你想运行在所需的代码库上的命令都有了。

$ ./tools/with_venv.sh

运行我的测试

要运行nose测试和pep8 checker，当你完成virtualenv设置（或者这将首先在这里启动）...在'nova' codebase (代码库) 中

$ ./run_tests.sh

术语

• 服务器：在计算系统内部创建的虚拟机，需要Flavor和镜像细节。
• Flavor：表示具有磁盘空间，内存和CPU时间优先级的独特硬件配置
• 镜像：用于创建/重建服务器的系统镜像文件
• 重启：软件服务器重新启动发送正常关机信号。硬件重启电源重置。
• 重新构建：删除服务器上的所有数据，并用指定的镜像替换它。服务器的IP地址和ID保持不变。
• 调整大小：将现有的服务器转换为不同的 flavor。所有调整大小需要明确确认，只有这样才能删除原始服务器。24小时后。可能会有延迟，之后有一个自动确认机制。