序言
近几年，计算机不断冒出新技术，包括云计算、大数据、人工智能、区块链等等。
由于工作原因，最近有机会接触云计算，这篇文章主要谈谈云是什么，为什么有云，以及云平台openstack的相关介绍。
为什么要使用云计算
举个生活中常见的例子，个人电脑或手机使用一段时间就会很卡，这时只能购买新的电脑和手机，不仅需要花更多的钱，还需要在新的电脑或手机上重新安装一系列的应用。
传统方式，企业如果需要升级机器，也需要重新购买新的硬件或者买更好的硬件，同时将应用和数据进行迁移，时间和金钱的成本无疑会增加。
云计算的出现，主要就是解决两个问题：
1、对资源的使用更合理，通过虚拟化的技术，将设备的计算、存储和网络的资源虚拟化，按需分配。何谓虚拟化，简单理解就是将池化技术，将多个服务器看成一台大的服务器，比如将3台内存为16G的服务器，看成1台内存为48G的服务器。使用时，需要多少的内存，就申请多大的内存。
2、有个统一的管理平台，可以快速对基础设施进行配置，即有一套专门管理资源的软件，可以实现虚拟化、按需分配、资源监控等功能。
云计算是什么
云计算（cloud computing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。（来自百度）
简单理解，云计算就资源池化、资源可循环利用的过程。
现有的云计算提供服务的方式：
IaaS（Infrastructure as a Service）:基础设施即服务，用户通过网络获取虚机、存储、网络，然后用户根据自己的需求操作获取的资源。通常在阿里云或其他云平台，购买云主机用的就是IaaS服务。
PaaS（Platform as a Service）:平台即服务，将软件研发平台作为一种服务。如数据库、缓存、消息中间等平台基础服务。
SaaS（Service as a Service）:软件即服务，将软件作为一种服务通过网络提供给用户，如web的电子邮件、HR系统、订单管理系统、客户关系系统等。用户无需购买软件，而是向提供商租用基于web的软件，来管理企业经营活动。
Openstack介绍
概念
openstack是一个开源的项目，用于提供实施简单、可大规模扩展、丰富、标准统一的云计算平台。
架构
Horizon（控制台），又名Dashboard，web展示界面操作平台，方便用户交互的。
Nova（计算），负责创建，调度，销毁云主机。
Neutron（网络），负责实现SDN。
Swift（对象存储），目录结构存储数据。
Cinder（块存储），提供持久化块存储，即为云主机提供附加云盘。
Glance（镜像），提供镜像服务，装机使用。
Keystone（认证），为访问openstack各组件提供认证和授权功能，认证通过后，提供一个服务列表（存放你有权访问的服务），可以通过该列表访问各个组件。
不重要的
Ceilometer（计费），很明显自用的根本不需要这功能，而且所谓的监控其实根本也算不上什么监控。
Heat（编排），自动化部署应用，自动化管理应用的整个生命周期.主要用于Paas 。
工作流程
1、登录界面或命令行通过RESTful API向keystone获取认证信息。
2、keystone通过用户请求认证信息，并生成auth-token返回给对应的认证请求。
3、界面或命令行通过RESTful API向nova-api发送一个boot instance的请求（携带auth-token）。
4、nova-api接受请求后向keystone发送认证请求，查看token是否为有效用户和token。
5、keystone验证token是否有效，如有效则返回有效的认证和对应的角色（注：有些操作需要有角色权限才能操作）。
6、通过认证后nova-api和数据库通讯。
7、初始化新建虚拟机的数据库记录。
8、nova-api通过rpc.call向nova-scheduler请求是否有创建虚拟机的资源(Host ID)。
9、nova-scheduler进程侦听消息队列，获取nova-api的请求。
10、nova-scheduler通过查询nova数据库中计算资源的情况，并通过调度算法计算符合虚拟机创建需要的主机。
11、对于有符合虚拟机创建的主机，nova-scheduler更新数据库中虚拟机对应的物理主机信息。
12、nova-scheduler通过rpc.cast向nova-compute发送对应的创建虚拟机请求的消息。
13、nova-compute会从对应的消息队列中获取创建虚拟机请求的消息。
14、nova-compute通过rpc.call向nova-conductor请求获取虚拟机消息。（Flavor）
15、nova-conductor从消息队队列中拿到nova-compute请求消息。
16、nova-conductor根据消息查询虚拟机对应的信息。
17、nova-conductor从数据库中获得虚拟机对应信息。
18、nova-conductor把虚拟机信息通过消息的方式发送到消息队列中。
19、nova-compute从对应的消息队列中获取虚拟机信息消息。
20、nova-compute通过keystone的RESTfull API拿到认证的token，并通过HTTP请求glance-api获取创建虚拟机所需要镜像。
21、glance-api向keystone认证token是否有效，并返回验证结果。
22、token验证通过，nova-compute获得虚拟机镜像信息(URL)。
23、nova-compute通过keystone的RESTfull API拿到认证k的token，并通过HTTP请求neutron-server获取创建虚拟机所需要的网络信息。
24、neutron-server向keystone认证token是否有效，并返回验证结果。
25、token验证通过，nova-compute获得虚拟机网络信息。
26、nova-compute通过keystone的RESTfull API拿到认证的token，并通过HTTP请求cinder-api获取创建虚拟机所需要的持久化存储信息。
27、cinder-api向keystone认证token是否有效，并返回验证结果。
28、token验证通过，nova-compute获得虚拟机持久化存储信息。
29、nova-compute根据instance的信息调用配置的虚拟化驱动来创建虚拟机。
组件内部的详细工作流程
1.keystone
User：指使用Openstack service的用户，可以是人、服务、系统，但凡使用了Openstack service的对象都可以称为User。
Project(Tenant)：可以理解为一个人、或服务所拥有的 资源集合 。在一个Project(Tenant)中可以包含多个User，每一个User都会根据权限的划分来使用Project(Tenant)中的资源。比如通过Nova创建虚拟机时要指定到某个Project中，在Cinder创建卷也要指定到某个Project中。User访问Project的资源前，必须要与该Project关联，并且指定User在Project下的Role。
Role：用于划分权限。可以通过给User指定Role，使User获得Role对应的操作权限。Keystone返回给User的Token包含了Role列表，被访问的Services会判断访问它的User和User提供的Token中所包含的Role。系统默认使用管理Role admin和成员Role _member_ 。
Policy：OpenStack对User的验证除了OpenStack的身份验证以外，还需要鉴别User对某个Service是否有访问权限。Policy机制就是用来控制User对Tenant中资源(包括Services)的操作权限。对于Keystone service来说，Policy就是一个JSON文件，默认是/etc/keystone/policy.json。通过配置这个文件，Keystone Service实现了对User基于Role的权限管理。
Token：是一个字符串表示，作为访问资源的令牌。Token包含了在 指定范围和有效时间内 可以被访问的资源。EG. 在Nova中一个tenant可以是一些虚拟机，在Swift和Glance中一个tenant可以是一些镜像存储，在Network中一个tenant可以是一些网络资源。Token一般被User持有。
Credentials：用于确认用户身份的凭证
Authentication：确定用户身份的过程
Service：Openstack service，即Openstack中运行的组件服务。
Endpoint：一个可以通过网络来访问和定位某个Openstack service的地址，通常是一个URL。比如，当Nova需要访问Glance服务去获取image 时，Nova通过访问Keystone拿到Glance的endpoint，然后通过访问该endpoint去获取Glance服务。我们可以通过Endpoint的region属性去定义多个region。Endpoint 该使用对象分为三类：
admin url –> 给admin用户使用，Post：35357
internal url –> OpenStack内部服务使用来跟别的服务通信，Port：5000
public url –> 其它用户可以访问的地址，Post：5000
创建完service后创建API EndPoint. 在openstack中，每一个service都有三种end points. Admin, public, internal。 Admin是用作管理用途的，如它能够修改user/tenant(project)。 public 是让客户调用的，比如可以部署在外网上让客户可以管理自己的云。internal是openstack内部调用的。三种endpoints 在网络上开放的权限一般也不同。Admin通常只能对内网开放，public通常可以对外网开放internal通常只能对安装有openstack对服务的机器开放。
一个实例：
用户alice登录keystone系统（password或者token的方式），获取一个临时的token和catalog服务目录（v3版本登录时，如果没有指定scope，project或者domain，获取的临时token没有任何权限，不能查询project或者catalog）。
alice通过临时token获取自己的所有的project列表。
alice选定一个project，然后指定project重新登录，获取一个正式的token，同时获得服务列表的endpoint，用户选定一个endpoint，在HTTP消息头中携带token，然后发送请求（如果用户知道project name或者project id可以直接第3步登录）。
消息到达endpoint之后，由服务端（nova）的keystone中间件（pipeline中的filter：authtoken）向keystone发送一个验证token的请求。（token类型：uuid需要在keystone验证token，pki类型的token本身是包含用户详细信息的加密串，可以在服务端完成验证）
keystone验证token成功之后，将token对应用户的详细信息，例如：role，username，userid等，返回给服务端（nova）。
服务端（nova）完成请求，例如：创建虚拟机。
服务端返回请求结果给alice。
2.glance
3.nova与cinder
nova主要组成:
nova-api
nova-scheduler
nova-compute
nova-conductor
cinder主要组成:
cinder-api
cinder-scheduler
cinder-volume
cinder各组件功能：
Cinder-api 是 cinder 服务的 endpoint，提供 rest 接口，负责处理 client 请求，并将 RPC 请求发送至 cinder-scheduler 组件。
Cinder-scheduler 负责 cinder 请求调度，其核心部分就是 scheduler_driver, 作为 scheduler manager 的 driver，负责 cinder-volume 具体的调度处理，发送 cinder RPC 请求到选择的 cinder-volume。
Cinder-volume 负责具体的 volume 请求处理，由不同后端存储提供 volume 存储空间。
4.neutron
neutron包含组件：
neutron-server
neutron-plugin
neutron-agent
neutron各组件功能介绍：
1.Neutron-server可以理解为一个专门用来接收Neutron REST API调用的服务器，然后负责将不同的rest api分发到不同的neutron-plugin上。
2.Neutron-plugin可以理解为不同网络功能实现的入口，各个厂商可以开发自己的plugin。Neutron-plugin接收neutron-server分发过来的REST API，向neutron database完成一些信息的注册，然后将具体要执行的业务操作和参数通知给自身对应的neutron agent。
3.Neutron-agent可以直观地理解为neutron-plugin在设备上的代理，接收相应的neutron-plugin通知的业务操作和参数，并转换为具体的设备级操作，以指导设备的动作。当设备本地发生问题时，neutron-agent会将情况通知给neutron-plugin。
4.Neutron database，顾名思义就是Neutron的数据库，一些业务相关的参数都存在这里。
5.Network provider，即为实际执行功能的网络设备，一般为虚拟交换机（OVS或者Linux Bridge）