OpenStack — Nova

Nova

Nova是OpenStack最核心的服务模块，负责管理和维护云计算环境的计算资源，负责整个云环境虚拟机生命周期的管理。

Nova自身并没有提供任何虚拟化能力，它提供计算服务，使用不同的虚拟化驱动来与底层支持的Hypervisor(虚拟机管理器）进行交互。

所有的计算实例（虚拟服务器）由Nova进行生命周期的调度管理（启动、挂起、停止、删除等)，Nova还需要keystone、glance、neutron、cinder和swift等其他服务的支持，能与这些服务集成，实现如加密磁盘、裸金属计算实例等。

Nova架构

• API：用于接收HTTP请求、转换命令、通过消息队列或HTTP与其他组件通信。

• Conductor：处理需要协调(构建虚拟机或调整虚拟机大小)的请求，充当数据库代理或者处理对象转换。

• Scheduler：用于决定哪台计算节点承载计算实例。

• Compute：管理虚拟机管理器与虚拟机之间通信。

• DB:用于数据存储的SQL数据库，通常是MariaDB。

Nava组件

nova-api

nova-api 作为 Nova 组件对外的唯一窗口，向客户暴露 Nova 能够提供的功能。 当客户需要执行虚机相关的操作，能且只能向 nova-api 发送 REST 请求。

设计 API 前端服务的好处在于： 1. 对外提供统一接口，隐藏实现细节 2. API 提供 REST 标准调用服务，便于与第三方系统集成 3. 可以通过运行多个 API 服务实例轻松实现 API 的高可用，比如运行多个 nova-api 进程

nova-compute

nova-compute 在计算节点上运行，负责管理节点上的实例。OpenStack 对实例的操作，最后都是交给 nova-compute 来完成。nova-compute 与 Hypervisor 一起实现 OpenStack 对实例生命周期的管理。

nova-compute 的功能可以分为两类：

• 定时向 OpenStack 报告计算节点的状态

  每隔一段时间，nova-compute 就会报告当前计算节点的资源使用情况和 nova-compute 服务状态。这样OpenStack 就能得知每个计算节点的 vcpu、ram、disk 等信息。nova-scheduler 的很多 Filter 才能根据计算节点的资源使用情况进行过滤，选择符合 flavor 要求的计算节点。

• 实现实例生命周期的管理

  OpenStack 对实例最主要的操作都是通过 nova-compute 实现的，包括实例的启动、关闭、重启、暂停、恢复、删除、调整实例大小、迁移、创建快照等。

nova-conductor

为计算节点提供数据库访问支持。

nova-compute服务和数据库之间的中间件。

• 实现更高的系统安全性

  在 OpenStack 的早期版本中，nova-compute 可以直接访问数据库，但这样存在非常大的安全隐患。因为 nova-compute 这个服务是部署在计算节点上的，为了能够访问控制节点上的数据库，就必须在计算节点的 /etc/nova/nova.conf 中配置访问数据库的连接信息。如果任意一个计算节点被黑客入侵，都会导致部署在控制节点上的数据库面临极大风险。

  为了解决这个问题，从 G 版本开始，Nova 引入了一个新服务 nova-conductor，将 nova-compute 访问数据库的全部操作都放到 nova-conductor 中，而且 nova-conductor 是部署在控制节点上的。这样就避免了 nova-compute 直接访问数据库，增加了系统的安全性。

• 实现更好的系统伸缩性

  nova-compute 与 nova-conductor 是通过消息中间件交互的。这种松散的架构允许配置多个 nova-conductor 实例。在一个大规模的 OpenStack 部署环境里，管理员可以通过增加 nova-conductor 的数量来应对日益增长的计算节点对数据库的访问。

nova-scheduler

将创建新虚拟机的请求分发到正确的节点。

当创建实例时，用户会提出资源需求，例如 CPU、内存、磁盘各需要多少。OpenStack 将这些需求定义在 flavor 中，用户只需要指定用哪个 flavor 就可以了。nova-scheduler 会按照 flavor 去选择合适的计算节点。

FilterScheduler调度过程分为两步：

• 通过过滤（filtering）选择满足条件的计算节点。
• 通过权重计算（weighting）选择在最优（权重值最大）的计算节点上创建实例。

nova-novncproxy

为浏览器提供VNC代理，允许VNC控制台访问虚拟机。

创建虚拟机流程

Admin Keystone nova_api nova_scheduler nova_compute nova_conductor glance neutron Cinder hypervisor 创建VM申请 获得token 创建VM请求 + token 验证token 通过验证 创建VM数据库记录 请求创建虚拟机 计算出符合虚拟机创建的主机 更新相应虚拟机的物理机信息 请求创建VM 获取虚拟机信息 返回虚拟机信息 请求VM所需镜像+token 返回VM镜像信息 请求VM所需网络+token 返回VM网络信息 请求VM所需存储+token 返回VM存储信息 创建VM Admin Keystone nova_api nova_scheduler nova_compute nova_conductor glance neutron Cinder hypervisor