文章目录
- 一、Nova计算服务概述
- 1.1 Nova简介
- 1.2 Nova系统架构
- 1.3 Nova 部署 Cell
- 二、Nova组件详细介绍
- 2.1 API（通信接口）
- 2.2 Scheduler（调度器）
- 2.2.1 Filter（过滤器）
- 2.2.2 weight（权重）
- 2.3 Compute（计算器）
-
- 2.4 Conductor（管理器）
- 2.5 PlacementAPI（安置接口）
一、Nova计算服务概述
1.1 Nova简介
- 计算服务是openstack最核心的服务之一，负责维护和管理云环境的计算资源，它在openstack项目中代号是nova。
- 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）进行交互。所有的计算实例（虚拟服务器）有Nova进行生命周期的调度管理（启动、挂起、停止、删除等）
- Nova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。
1.2 Nova系统架构
- DB：用于数据存储的sql数据库。
- API：用于接收HTTP请求、转换命令、通过消息队列或HTTP与其他组件通信的nova组件。
- Scheduler：用于决定哪台计算节点承载计算实例的nova调度器。
- Network:管理IP转发、网桥或虚拟局域网的nova网络组件。
- Compute:管理虚拟机管理器与虚拟机之间通信的nova计算组件。
- Conductor:处理需要协调(构建虚拟机或调整虚拟机大小)的请求，或者处理对象转换
1.3 Nova 部署 Cell
- 当openstack nova集群的规模变大时，数据库和消息队列服务就会出现瓶颈问题。Nova为提高水平扩展及分布式、大规模的部署能力，同时又不增加数据库和消息中间件的复杂度，引入了Cell概念。
- Cell可译为单元。为支持更大规模的部署,openstack将大的nova集群分成小的单元,每个单元都有自己的消息队列和数据库，可以解决规模增大时引起的瓶颈问题。在Cell中，Keystone. Neutron. Cinder.Glance等资源是共享的。
- 多Cell部署架构图，如下：
二、Nova组件详细介绍
2.1 API（通信接口）
- API是客户访问nova的http接口，它由nova-api服务实现，nova-api服务接收和响应来自最终用户的计算api请求。作为openstack对外服务的最主要接口,nova-api提供了一个集中的可以查询所有api的端点。
- 所有对nova的请求都首先由nova-api处理。API提供REST标准调用服务，便于与第三方系统集成。
- 最终用户不会直接改送RESTful API请求，而是通过openstack命令行、dashbord和其他需要跟nova交换的组件来使用这些API。
2.2 Scheduler（调度器）
- Scheduler可译为调度器，由nova-scheduler服务实现，主要解决的是如何选择在哪个计算节点上启动实例的问题。它可以应用多种规则，如果考虑内存使用率、cpu负载率、cpu构架(intellamd)等多种因素，根据一定的算法，确定虚拟机实例能够运行在哪一台计算服务器上。Nova-scheduler服务会从队列中接收一个虚拟机实例的请求，通过读取数据库的内容，从可用资源池中选择最合适的计算节点来创建新的虚拟机实例。
- 创建虚拟机实例时，用户会提出资源需求，如cpu.内存、磁盘各需要多少。Openstack将这些需求定义在实例类型中，用户只需指定使用哪个实例类型。
- 调度器的类型：
- 随机调度器(chance scheduler):从所有正常运行nova-compute服务的节点中随机选择。
- 过滤器调度器(filter scheduler):根据指定的过滤条件以及权重选择最佳的计算节点。Filter又称筛选器。
- 缓存调度器(caching scheduler):可看作随机调度器的一种特殊类型，在随机调度的基础上将主机资源信息缓存在本地内存中，然后通过后台的定时任务定时从数据库中获取最新的主机资源信息。
2.2.1 Filter（过滤器）
- Filter Scheduler首先得到未经过滤的主机列表，然后根据过滤属性，选择符合条件的计算节点主机
- scheduler_available_filters选项用于配置可用过滤器，默认是所有nova自带的过滤器都可以用于过滤作用
Scheduler_available_filters = nova.scheduler.filtersall filters
- 另外还有一一个选项schedyler_default_filters用于指定nova-scheduler服务真正使用的过滤器，默认值如下
Scheduler_ delault filters = RetryFilters, AvailabiltyZoneFilter, RamFilter,
ComputeFilter, ComputeCapabilitiesFilter, ImagePropertiesFilter,
ServerGroupAntiffinityFilter, ServerGroupAffinityFilter
过滤器将从以下几个方面进行过滤:
- RetryFilter(再审过滤器)
主要作用是过滤掉之前已经调度过的节点。如A. B、C都通过了过滤，A权重最大被选中执行操作，由于某种原因,操作在A上失败了。Nova-litr将重新执行过滤操作，那么此时A就被会RetryFilter直接排除，以免再次失败 - AvailabilityZoneFilter (可用区域过滤器)
为提高容灾性并提供隔离服务，可以将计算节点划分到不同的可用区域中Openstack默认有一一个命名为nova的可用区域， 所有的计算节点初始是放在nova区域中的。用户可以根据需要创建自己的-一个可用区域。创建实例时，需要指定将实例部署在哪个可用区域中。Nova scheduler执行过滤操作时，会使用AvailabilityZoneFilter不属于指定可用区域计算节 点过滤掉 - RamFilter (内存过滤器)
根据可用内存来调度虚拟机创建，将不能满足实例类型内存需求的计算节点过滤掉，但为了提高系统资源利用率，Openstack在计算节 点的可用内存时允许超过实际内存大小，超过的程度是通过nova .con配置文件中ram. allocation. ratio参数来控制的，默认值是1.5。
vi /etc/nova/nova.conf
ram_allocation_ratio=1.5
- DiskFilter (硬盘调度器)
根据磁盘空间来调度虚拟机创建，将不能满足类型磁盘需求的计算节点过滤掉。磁盘同样允许超量，超量值可修改nova .con中disk. alocation. _ratio参数控制，默认值是1.0。
vi /etc/nova/nova.conf
disk_allocation_ratio=1.0
- CoreFilter(核心过滤器)
根据可用CPU核心米响度应拟忆创廷，将个能满正头例夫型VCPU需冰的计算节点过宽掉。vCPU也允许超量，超量值是通过修改nova. conf中cpu_ llocation. ratio参数控制，默认值是16。
vi /etc/nova/nova. conf
cpu_allocation_ratio=16.0
- ComputeFilter(计算过滤器)
保证只有nova-compute服务正常工作的计算节点才能被nova-scheduler调度，它是必选的过滤器。 - ComputeCapablilitiesFilter (计算能力过滤器)
根据计算节点的特性来过滤，如x86_ 64和ARM架构的不同节点，将实例分别进行过滤 - ImagePropertiesFilter(镜像属性过滤器)
根据所选镜像的属性来筛选匹配的计算节点。通过元数据来指定其属性。如希望镜像只运行在KVM的Hyperisor上,可以通过Hypervisor Type属性来指定。 - ServerGroupAntiAffinityFilter( 服务器组反亲和性过滤器)
要求尽量将实例分散部署到不同的节点上。即考虑到实例之间的服务会相互冲突，将实例泡在不同的服务器上 - ServerGroupffinityilter(服务器组亲和性过滤器)
与反亲和性过滤器相反，此过滤器尽量将实例部署到同一个计算节点上
计算节点的资源会通过计划任务的方式会分两次实时更新到数据库。
创建虚拟机的时候， Scheduler 会根据 DB 库中收集的计算节点的资源。
在 Scheduler 创建计算节点后，会返回一个值给 DB 库，从而在下一次创建虚拟机的时候，不会因为 DB 库中更新不及时的原因造成创建虚拟机失败
2.2.2 weight（权重）
- 根据权重大小进行分配，默认根据资源可用空间进行权重排序
- OpenStack源码位置
/usr/lib/python2.7/site-packages
/usr/lib/python2.7site-packages/nova/scheduler/weights
2.3 Compute（计算器）
- Nova-compute在计算节点上运行，负责管理节点上的实例。通常一个主机运行一个Nova-compute服务,一个实例部署在哪个可用的主机上取决于调度算法。OpenStack对实例的操作，最后都是提交给Nova-compute来完成。
- Nova-compute可分为两类，一类是定向openstack报告计算节点的状态，另一类是实现实例生命周期的管理。
2.3.1 支持方式
通过Driver (驱动)架构支持多种Hypervisor虚拟机管理器
- 面对多种Hypervisor, nova-compute为这些Hypervisor定义统一的接口。
- Hypervisor只需要实现这些接口， 就可以Driver的形式即插即用到OpenStack系统中。
2.3.2 功能
- 定期向OpenStack报告计算节点的状态
1.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-compu
服务状态。
2.nova-compute是通过Hypervisor的驱动获取这些信息的。 - 实现虚拟机实例生命周期的管理
1.OpenStack对虚拟机实例最主要的操作都是通过nova-compute实现的。创建、关闭、重启、挂起、恢复、中止、调整大小、迁移、快照。
2.以实例创建为例来说明nova- compute的实现过程。
(1)为实例准备资源。
(2)创建实例的镜像文件。
(3)创建实例的XML定义文件。
(4)创建虚拟网络并启动虚拟机。
2.4 Conductor（管理器）
- 由nova-conductor模块实现，旨在为数据库的访问提供一层安全保障。Nova-conductor作为nova-compute服务与数据库之间交互的中介，避免了直接访问由nova-compute服务创建对接数据库。
- Nova-compute访问数据库的全部操作都改到nova-conductor中，nova-conductor作为对数据库操作的一个代理，而且nova-conductor是部署在控制节点上的。
- Nova-conductor有助于提高数据库的访问性能,nova-compute可以创建多个线程使用远程过程调用(RPC)访问nova-conductor。
- 在一个大规模的openstack部署环境里，管理员可以通过增加nova-conductor的数量来应付日益增长的计算节点对数据库的访问量。
2.5 PlacementAPI（安置接口）
- 以从前对资源的管理全部由计算节点承担，在统计资源使用情况时，只是简单的将所有计算节点的资源情况累加起来，但是系统中还存在外部资源，这些资源由外部系充提供。如ceph、 nfs等提供的存储资源等。面对多种多样的资源提供者，管理员需要统一的、简单的管理接口来统计系统中资源使用情况，这个接口就是PlacementAPl。
- PlacementAPl由nova-placement-api服务来实现， 旨在追踪记录资源提供者的目录和资源使用情况。
- 被消费的资源类型是按类进行跟踪的。如计算节点类、共享存储池类、IP地址类等。
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