OpenStack —— 块存储服务Cinder(六)

一、Cinder介绍

    Cinder(Block Storage service)提供对volume从创建到删除整个生命周期的管理，从instance的角度看，挂载的每一个volume都是一块硬盘。

    OpenStack早起版本使用nova-volume为云平台虚拟机提供持久性块存储。从F版本后，就把最为Nova组成部分的nova-volume分离了出来，形成了独立的Cinder组件。

二、Cinder主要组件

1、cinder-api

    负责接收和处理外界的API请求，通过消息队列服务调用cinder-volume执行操作。

2、cinder-volume

    cinder-volume服务运行在存储节点上，用于管理存储空间，主要执行卷管理相关的功能管理，与volume provider协调工作，OpenStack对Volume的操作，最后都是交给cinder-volume来完成的。

    cinder-volume自身并不管理真正的存储设备，存储设备是由volume provider管理的。cinder-volume与volume provider一起实现volume生命周期的管理。

    每个存储节点都会运行一个卷服务，若干个这样的存储节点联合起来可以构成一个存储资源池。

3、cinder-scheduler

    scheduler通过调度算法选择最合适的存储节点创建volume，功能和nova-scheduler类似。

4、cinder-backup

    cinder-backup服务用于将Cinder卷备份到其他的存储系统上去，目前支持的有以Ceph、Swift和IBM TSM为后端存储的备份存储系统。

5、Messaging queue

    Cinder各个子服务通过消息队列实现进程间通信和相互协作。因为有了消息队列，子服务之间实现了解耦，这种松散的结构也是分布式系统的重要特征。

6、Database 

    Cinder有一些数据需要存放到数据库中，一般使用MySQL。数据库是安装在控制节点上的。

三、Cinder各组件协调工作

1. 客户（可以是 OpenStack 最终用户，也可以是其他程序）向API（cinder-api）发送请求：“帮我创建一个volume”；
   

2. API对请求做一些必要处理后，向Messaging（RabbitMQ）发送了一条消息：“让Scheduler创建一个 volume”；

3. Scheduler（cinder-scheduler）从Messaging获取到API发给它的消息，然后执行调度算法，从若干计存储点中选出节点 A；

4. Scheduler向Messaging发送了一条消息：“让存储节点 A 创建这个volume”；

5. 存储节点 A 的Volume（cinder-volume）从Messaging中获取到Scheduler发给它的消息，然后通过driver在volume provider上创建volume。

四、Volume Provider

    以Cinder为例，存储节点支持多种volume provider，包括 LVM, NFS, Ceph, GlusterFS，以及EMC, IBM 等商业存储系统。 
    cinder-volume为这些volume provider定义了统一的driver接口，volume provider只需要实现这些接口，就可以driver的形式即插即用到OpenStack中。下面是cinder driver的架构示意图：

   在cinder-volume的配置文件/etc/cinder/cinder.conf中volume_driver配置项设置该存储节点使用哪种volume provider的driver，比如使用LVM，设置成如下：

volume_driver=cinder.volume.drivers.lvm.LVMVolumeDriver

五、OpenStack云盘的挂载

    Volume的最主要用途是作为虚拟硬盘提供给instance使用。Volume是通过Attach操作挂载到instance上的。

    每个volume实际上是存储节点上VG中的一个LV，存储节点上本地的LV如何挂载到计算节点的 instance上呢？通常情况存储节点和计算节点是不同的物理节点。

    解决方案是使用iSCSI，如下图所示：

1、iSCSI

    iSCSI是Client-Server架构，有target和initiator两个术语。

• Target：提供iSCSI存储资源的设备，简单的说，就是iSCSI服务器。

• Initiator：使用iSCSI存储资源的设备，也就是iSCSI客户端。

    Initiator需要与target建立iSCSI连接，执行login操作，然后就可以使用target上面的块存储设备了。
    Target提供的块存储设备支持多种实现方式，我们实验环境中使用的是LV。 
    Cinder的存储节点cinder-volume默认使用tgt软件来管理和监控iSCSI target，在计算节点nova-compute使用iscsiadm执行initiator相关操作。

2、Attach操作的流程图

1. 向cinder-api发送attach请求；
   

2. cinder-api发送消息；

3. cinder-volume初始化volume的连接；

4. nova-compute将volume attach到instance。