OpenStack之计算服务（Nova）
一、Nova的基本概念
Nova负责管理OpenStack中云主机实例的创建、删除、启动、停止等。Nova位于OpenStack架构的中心，其他服务或者组件（如Glance、Placement、Cinder、Neutron等）对它提供支持。Nova自身并没有任何虚拟化能力，它通过虚拟机管理器（Hypervisor）来创建和管理云主机。Hypervisor为多种虚拟化程序（如KVM、Xen、VMware ESX、QEMU）提供统一接口服务。
1、Nova的组件架构——Nova的模块构成
Nova这一组件功能强大且结构复杂，由多种模块组成，这些模块分属若干单元（Cell）。每个单元又是若干计算节点的集合。
| **模块 **
| 功能介绍 |
| — | — |
| nova-scheduler | 该模块负责虚拟机调度服务，与Placement合作，负责从计算机集群中选择某一主机创建虚拟机 |
| nova-api | 该模块用于接收和响应外部请求，也是外部可用于管理Nova的唯一入口 |
2、Nova的组件架构——Nova的单元管理模式
OpenStack中的计算节点被分成若干小单元进行管理，除了顶层管理单元“cell0”外，每个单元都有自己的消息队列和数据库，“cell0”只有数据库。其中单元“cell0”包含接口模块（nova-api）和调度模块（nova-scheduler）。而其余的单元如“cell1”“cell2”负责具体的云主机实例的创建与管理。
为Nova各个单元服务的数据库一共有3个，分别是“nova_api”“nova_cell0”“nova”。顶层管理单元“cell0”使用了“nova_api”“nova_cell0”数据库。“nova_api”数据库存放的是全局信息，如单元的信息、实例类型（创建云主机的模板）信息等。“nova _cell0”数据库的作用是当某台云主机调度失败时，此时云主机的信息将不属于任何一个单元，而只能存放到“nova_cell0”数据库中，因此“nova_cell0”数据库用于存放云主机调度失败的数据以集中管理。而“nova”数据库为其他所有单元服务，存储单元中云主机的相关信息。
3、Nova的基本工作流程
- 第1步，nova-api接收到用户通过管理界面或命令行发起的云主机创建请求，并将其发送到消息队列中。
- 第2步，nova-conductor从消息队列获得请求，从数据库获得如Cell单元的相关信息，再将请求和获得的数据放入消息队列。
- 第3步，nova-scheduler从消息队列获得请求和数据以后，与Placement组件配合选择创建云主机的物理机，选择完成后，请求转入消息队列等待nova-compute处理。
- 第4步，nova-compute从消息队列获得请求后，分别与Glance、Neutron和Cinder交互以获取镜像资源、网络资源和云存储资源。一切资源准备就绪后，nova-compute通过Hypervisor调用具体的虚拟化程序，如KVM、QEMU、Xen等，来创建虚拟机。
二、项目实施
1、在控制节点安装与配置Nova
安装Nova软件包
yum -y install openstack-nova-api openstack-nova-conductor openstack-nova-scheduler openstack-nova-novncproxy
- “openstack-nova-api”：Nova与外部的接口模块。
- “openstack-nova-conductor”：Nova传导服务模块，提供数据库访问。
- “nova-scheduler”：Nova调度服务模块，用以选择某台主机进行云主机创建。
- “openstack-nova-novncproxy”：Nova的虚拟网络控制台（ Virtual Network Console，VNC）代理模块，支持用户通过VNC访问云主机。
创建Nova的数据库并授权
#第1步，用下面的方法进入MariaDB数据库服务器。
mysql -uroot -p123456
#第2步，新建“nova_api”“nova_cell0”“nova”数据库。
CREATE DATABASE nova_api;
CREATE DATABASE nova_cell0;
CREATE DATABASE nova;
#第3步，给用户授权使用新建数据库。
GRANT ALL PRIVILEGES ON 数据库名.* TO 'nova'@'localhost' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT ALL PRIVILEGES ON 数据库名.* TO 'nova'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_api.* TO 'nova'@'controller' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_api.* TO 'nova'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_cell0.* TO 'nova'@'controller' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_cell0.* TO 'nova'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT ALL PRIVILEGES ON nova.* TO 'nova'@'controller' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT ALL PRIVILEGES ON nova.* TO 'nova'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
#注意：这里数据库名分别是“nova_api”“nova_cell0”“nova”，即6条语句。
#退出数据
quit;
修改Nova配置文件
将配置文件去掉注释和空行
第1步，备份配置文件。
cp /etc/nova/nova.conf /etc/nova/nova.bak
第2步，去掉所有注释和空行，生成新的配置文件。
grep -Ev '^$|#' /etc/nova/nova.bak >/etc/nova/nova.conf
编辑新的配置文件
第1步，打开配置文件进行编辑。
vi /etc/nova/nova.conf
第2步，修改“[api_database]”和“[database]”部分，实现与数据库“nova_api”“nova”的连接。
[api_database]
connection = mysql+pymysql://nova:123456@controller/nova_api
[database]
connection = mysql+pymysql://nova:123456@controller/nova
第3步，修改“[api]”与“[keystone_authtoken]”部分，实现与Keystone交互。
[api]
auth_strategy = keystone
project_domain_name = Default
user_domain_name = Default
project_name = project
username = nova
password = 123456
[keystone_authtoken]
auth_url = http://controller:5000
memcached_servers = controller:11211
auth_type = password
project_domain_name = Default
user_domain_name = Default
project_name = project
username = nova
password = 123456
第4步，修改“[placement]”部分，实现与Placement交互。
[placement]
auth_url = http://controller:5000
auth_type = password
project_domain_name = Default
user_domain_name = Default
project_name = project
username = placement
password = 123456
region_name = RegionOne
project_domain_name = Default
user_domain_name = Default
project_name = project
username = nova
password = 123456
第5步，修改“[glance]”部分，实现与Glance交互。
[glance]
api_servers = http://controller:9292
第6步，修改“[oslo_concurrency]”，配置锁路径。
[oslo_concurrency]
lock_path = /var/lib/nova/tmp
第7步，修改“[DEFAULT]”部分，配置使用消息队列及防火墙等信息
[DEFAULT]
enabled_apis = osapi_compute,metadata
transport_url = rabbit://rabbitmq:123456@controller:5672
my_ip = 192.168.10.10
use_neutron = true
firewall_driver = nova.virt.firewall.NoopFirewallDriver
第8步，修改“[vnc]”部分，配置VNC连接模式。
[vnc]
enabled = true
server_listen = $my_ip
server_proxyclient_address = $my_ip
初始化Nova的数据库
初始化“nova_api”数据库。
第1步，初始化“nova_api”数据库。
su nova -s /bin/sh -c "nova-manage api_db sync"
第2步，创建“cell1”单元，该单元将使用“nova”数据库。
su nova -s /bin/sh -c "nova-manage cell_v2 create_cell --name=cell1"
第3步，映射“nova”到“cell0”数据库，使“cell0”的表结构和“nova”的保持一致。
su nova -s /bin/sh -c "nova-manage cell_v2 map_cell0"
第4步，初始化“nova”数据库，由于映射的存在，在“cell0”中同时创建相同数据表。
su nova -s /bin/sh -c "nova-manage db sync"
2、在控制节点安装与配置Nova
检查单元注册情况
nova-manage cell_v2 list_cells
3、Nova组件初始化
创建Nova用户并分配角色
第1步，导入环境变量模拟登录。
. admin-login
第2步，在OpenStack云计算平台中创建用户“nova”。
openstack user create --domain default --password 123456 nova
第3步，给用户“nova”分配“admin”角色
openstack role add --project project --user nova admin
创建Nova服务及端点
（1）创建服务
创建名为“nova”、类型为“compute”的服务。
openstack service create --name nova compute
（2）创建计算服务端点
OpenStack组件的服务端点有3种，分别对应Admin用户（admin）、内部组件（internal）、公众用户（public）服务 的地址。
第1步，创建公众用户访问的服务端点。
openstack endpoint create --region RegionOne nova public http://controller:8774/v2.1
第2步，创建内部组件访问的服务端点。
openstack endpoint create --region RegionOne nova internal http://controller:8774/v2.1
第3步，创建Admin用户访问端点。
openstack endpoint create --region RegionOne compute admin http://controller:8774/v2.1
启动Nova服务
设置开机启动
systemctl enable openstack-nova-api openstack-nova-scheduler openstack-nova-conductor openstack-nova-novncproxy
立即启动
systemctl start openstack-nova-api openstack-nova-scheduler openstack-nova-conductor openstack-nova-novncproxy
检测控制节点的Nova服务
查看端口占用情况8774和8775
netstat -nutpl|grep 8774
netstat -nutpl|grep 8775
查看计算服务列表
openstack compute service list
4、安装与配置Nova
在计算节点只需要安装Nova的计算模块“nova-compute”，按照以下方法进行安装
安装Nova软件包
yum -y install openstack-nova-compute
修改Nova配置文件
(1)
将配置文件去掉注释和空行
第1步，备份配置文件。
cp /etc/nova/nova.conf /etc/nova/nova.bak
第2步，去掉所有注释和空行，生成新的配置文件。
grep -Ev '^$|#' /etc/nova/nova.bak >/etc/nova/nova.conf
(2)
编辑新的配置文件
第1步，打开配置文件进行编辑。
vi /etc/nova/nova.conf
第2步，修改“[api]”与“[keystone_authtoken]”部分，实现与Keystone交互。
[api]
auth_strategy = keystone
[keystone_authtoken]
auth_url = http://controller:5000
memcached_servers = controller:11211
auth_type = password
project_domain_name = Default
user_domain_name = Default
project_name = project
username = nova
password = 123456
第3步，修改“[placement]”部分，实现与Placement交互。
auth_url = http://controller:5000
auth_type = password
project_domain_name = Default
user_domain_name = Default
project_name = project
username = placement
password = 123456
region_name = RegionOne
第4步，修改“[glance]”部分，实现与Glance交互。
api_servers = http://controller:9292
第5步，修改“[oslo_concurrency]”，配置锁路径。
lock_path = /var/lib/nova/tmp
第6步，修改“[DEFAULT]”部分，配置使用消息队列及防火墙等信息。
enabled_apis = osapi_compute,metadata
transport_url = rabbit://rabbitmq:123456@controller:5672
my_ip = 192.168.10.20
use_neutron = true
firewall_driver = nova.virt.firewall.NoopFirewallDriver
第7步，修改“[vnc]”部分，配置VNC连接模式。
[vnc]
enabled = true
server_listen = 0.0.0.0
server_proxyclient_address = $my_ip
novncproxy_base_url = http://192.168.10.10:6080/vnc_auto.html
第8步，配置“[libvirt]”部分，设置虚拟化类型为QEMU。
[libvirt]
virt_type = qemu
启动计算节点Nova服务
首先，设置开机启动服务。
systemctl enable libvirtd openstack-nova-compute
立即启动服务。
systemctl start libvirtd openstack-nova-compute
发现计算节点并检验服务
控制节点检查
（1）导入环境变量模拟登录
. admin-login
（2）发现新的计算节点
su nova -s /bin/sh -c "nova-manage cell_v2 discover_hosts --verbose"
设置自动发现
第1步，打开配置文件，修改“[scheduler]”，设置每隔60s自动执行发现一次
vi /etc/nova/nova.conf
[scheduler]
discover_hosts_in_cells_interval = 60
第2步，重启“nova-api”服务，使修改过的配置文件生效。
systemctl restart openstack-nova-api
验证Nova服务（控制节点）
（1）查看计算服务列表
openstack compute service list
（2）查看所有OpenStack服务及端点列表
openstack catalog list
（3）用Nova状态检测工具检查
nova-status upgrade check