OpenStack基础及概念
一、云计算基本概念解析
1.1什么是云计算
云计算:代表计算资源向云水循环一样,按需分配,循环利用。
1.2、云计算分类
狭义:IT基础设施的交互和使用模式,通过网络以按需,易扩展的方式获取资源
广义:服务(IT基础设施、软件等)的交互和使用模式,通过网络以按需、易扩展的方式获取资源。
二、云服务模式
2.1、IaaS: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。 典型应用:亚马逊AWS等
2.2、PaaS:平台即服务
将软件研发平台作为一种服务, 如Eclipse/Java编程平台,服务商提供编程接口/运行平台等。典型应用:Google AppEngine、Force.com、微软Azure等
2.3、SaaS: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。典型应用:Google Doc、Saleforce.com、Oracle CRM On Demand、Office Live Workspace等
三、 云计算解决了哪些问题
3.1 有效解决硬件单点故障问题
单点故障是指某个硬件的故障造成网站某个服务的中断。要真正解决这个问题,需要为每个硬件准备冗余,这不仅大大增加了硬件购置成本,而且部署与维护成本也不容小视。
而云计算平台是基于服务器集群,从设计之初就考虑了单点故障问题,并在建设时有效地解决了这个问题。
3.2 按需增/减硬件资源
自己托管服务器,增/减硬件一直是头疼的问题。
1. 增加服务器的时候,购买服务器需要时间,而且这个时间自己无法控制。而使用云服务器,随时可以增加服务器——垂手可得。
2. 减服务器只能从机房拉回办公室,无法再把服务器退给厂商,购置服务器的成本就浪费了。而使用云服务器,如果下个月不用,不续费就行了(针对阿里云按月购买的情况)——想用就用,想扔就扔。
3. 不能按需增加满足基本需求的服务器配置。假如我们现在需要一台低配置的服务器用Linux跑缓存服务,如果为之单独购买一台便宜的低配置的服务器很不合算,因为这台服务器仅仅一年的电费就至少要3000元左右。所以只能尽量减少服务器数量,提高单台服务器的配置,在让一台服务器跑更多东西。而使用云服务器,需要什么样的配置就买什么样的配置,让各个服务器的职责更单一,互相之间的影响更小——职责分明,效率更高。
3.3 BGP线路解决南北互通问题
南北互通问题是南方电信与北方联通线路之间的互通问题,这个问题困扰我们多年,之前用过双线机房,解决的也不是很好。目前只有BGP线路才能有效解决这个问题,而拥有真正的BGP线路的机房不是很多,成本也非常高。而我准备使用的阿里云用的就是BGP线路,这也是吸引我们的主要地方之一。
3.4 按需增/减带宽
带宽是主要成本,托管服务器时,与ISP服务商签一年合同之前就要确定带宽。用了一段时间之后,你发现带宽买多了,想减一些是不允许的。中途要临时增加带宽一段时间也是不行的,要买就买一年(这是根据我们接触过的ISP服务商)。所以,一般都会多买一些带宽,留一些余量。
使用云服务器可以灵活地增减带宽,不会浪费带宽,即使买少了也不用担心,随时可以增加。虽然各个云服务商会有一定的限制,比如在阿里云一次至少要购买1个月的带宽,但比自己托管服务器灵活很多,同样的带宽条件,会节省不少成本,尤其是带宽需求在一年中变化比较大的网站。
3.5 更有吸引力的费用支付方式
在IDC机房托管服务器一般是签一年合同,一次支付一个季度的费用。
而使用云服务,一次可以支付更短时间的费用,比如阿里云可以一次只支付一个月的费用,节约了流动资金。
从总体上考虑,差不多的成本,却拥有更多的内存、更多的CPU、更多的硬盘空间、更优质的带宽线路,更重要的是可以随时按需扩展计算资源。
四、云应用形式
4.1、私有云
将基础设施与软硬件资源构建于防火墙内,基于iaas构建私有云平台供企业内部使用,开源组件有:openstack(最为出色),cloudstack等
4.2、云存储
云存储系统是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统
4.3、云游戏
游戏运行云平台服务端,云平台将游戏画面解压缩后传给用户,用户端无需高配置处理器和显卡,只需要基本的视频解压缩能力即可。
4.4、云物联
基于云平台实现物物相连的互联网。
4.5、云安全
通过网状的大量客户端检测网络中软件的异常,获取木马,恶意程序的最新信息,推送到云平台服务端自动分析和处理,再把解决方案发送给每一个客户端。云平台使用者越多,越安全。
4.6、公有云
云平台对外开放,主要以Iaas和Paas为主,较为成熟的是Iaas,如阿里云,腾讯云,青云,ucloud,首都在线等
4.7、混合云
公有云和私有云的结合,即对企业内部又对企业外部,例如AWS
五、传统应用与云感知应用
5.1、传统应用
传统应用像养宠物,宠物病了要细心呵护
每个应用都是独特的、专门的
专门的服务器、硬件和软件保证可靠性
资源不够,增加cpu、内存、磁盘
专门的技术支持
5.2、云感知应用
云感知应用像养牛,牛生病了,你需要一头新的牛
应用跑在一个或多个虚拟机里
资源不够,增加新的虚拟机
应用挂起,重启或创建新的虚拟机
六、 openstack与及其相关组件介绍
openstack前世今身
Openstack项目及组件功能简单介绍
核心项目3个
存储项目2个
共享服务3个
高层服务1个
openstack各组件逻辑关系
各组件逻辑关系图解
1、openstack前世今身
openstack最早由美国国家航空航天局NASA研发的Nova和Rackspace研发的swift组成。后来以apache许可证授权,旨在为公共及私有云平台建设。openstack主要用来为企业内部实现类似于Amazon EC2和S3的云基础架构服务(Iaas).每6个月更新一次,基本与ubuntu同步,命名是以A-Z作为首字母来的。
2、Openstack项目及组件功能简单介绍
核心项目3个
1.控制台
服务名:Dashboard
项目名:Horizon
功能:web方式管理云平台,建云主机,分配网络,配安全组,加云盘
2.计算
服务名:计算
项目名:Nova
功能:负责响应虚拟机创建请求、调度、销毁云主机
3.网络
服务名:网络
项目名:Neutron
功能:实现SDN(软件定义网络),提供一整套API,用户可以基于该API实现自己定义专属网络,不同厂商可以基于此API提供自己的产品实现
存储项目2个
1.对象存储
服务名:对象存储
项目名:Swift
功能:REST风格的接口和扁平的数据组织结构。RESTFUL HTTP API来保存和访问任意非结构化数据,ring环的方式实现数据自动复制和高度可以扩展架构,保证数据的高度容错和可靠性
2.块存储
服务名:块存储
项目名:Cinder
功能:提供持久化块存储,即为云主机提供附加云盘。
共享服务项目3个
1.认证服务
服务名:认证服务
项目名:Keystone
功能: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。
2.镜像服务
服务名:镜像服务
项目名:Glance
功能:为云主机安装操作系统提供不同的镜像选择
3.计费服务
服务名:计费服务
项目名:Ceilometer
功能:收集云平台资源使用数据,用来计费或者性能监控
高层服务项目1个
1.编排服务
服务名:编排服务
项目名:Heat
功能: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
3、openstack各组件详解及运行流程
各组件逻辑关系图:
openstack新建云主机流程图:
虚拟机启动过程如下:
界面或命令行通过RESTful API向keystone获取认证信息。
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。
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)。
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。
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)。
通过认证后nova-api和数据库通讯。
初始化新建虚拟机的数据库记录。
nova-api通过rpc.call向nova-scheduler请求是否有创建虚拟机的资源(Host ID)。
nova-scheduler进程侦听消息队列,获取nova-api的请求。
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。
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。
nova-scheduler通过rpc.cast向nova-compute发送对应的创建虚拟机请求的消息。
nova-compute会从对应的消息队列中获取创建虚拟机请求的消息。
nova-compute通过rpc.call向nova-conductor请求获取虚拟机消息。(Flavor)
nova-conductor从消息队队列中拿到nova-compute请求消息。
nova-conductor根据消息查询虚拟机对应的信息。
nova-conductor从数据库中获得虚拟机对应信息。
nova-conductor把虚拟机信息通过消息的方式发送到消息队列中。
nova-compute从对应的消息队列中获取虚拟机信息消息。
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。
glance-api向keystone认证token是否有效,并返回验证结果。
token验证通过,nova-compute获得虚拟机镜像信息(URL)。
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。
neutron-server向keystone认证token是否有效,并返回验证结果。
token验证通过,nova-compute获得虚拟机网络信息。
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。
cinder-api向keystone认证token是否有效,并返回验证结果。
token验证通过,nova-compute获得虚拟机持久化存储信息。
nova-compute根据instance的信息调用配置的虚拟化驱动来创建虚拟机。
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