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OpenStack 101
朱荣泽
2013.10.20
Contents

1.  OpenStack简介  
2.  OpenStack架构  
3.  OpenStack部署  
Contents

1.  OpenStack简介  

Œ  价值  

2.  OpenStack架构  

  生态圈  

3.  OpenStack部署  

Ž  成功的原因  
1.  OpenStack简介  >  价值  
开源云平台  
•  用于创建私有云和公有云的开源软件  
-  扩展性  
-  弹性  
-  多租户  

•  资源管理  
–  计算资源  
–  网络资源  
–  存储资源  

•  按需分配  
1.  OpenStack简介  >  生态圈  
Top 3 服务器厂商

云平台的Linux  
Top 3 网络设备厂商

Top 3 存储厂商

Top 3 虚拟化厂商

Top 3 Linux厂商

公有云厂商

私有云
1.  OpenStack简介  >  成功的原因  
1.  OpenStack  Community  and    Foundation    
2.  OpenStack  Infrastructure  Team  
– 
– 
– 
– 

Massive  Effort  ->  Improved  Quality  
Gated  Commits  
Code  Reviews  &  Continuous  
Integration  

3.  Oslo  project(openstack-common)  
Contents

1.  OpenStack简介  

Œ  核心组件  

2.  OpenStack架构  

  逻辑架构  

3.  OpenStack部署  

Ž  工作流  
  RESTful/RPC/Plugin  
  组件分析  
2.  OpenStack架构  >  核心组件  
OpenStack服务

对应的AWS服务

虚拟机

Nova

EC2

虚拟块存储

Cinder

EBS

虚拟网络

Neutron

VPC

对象存储

Swift

S3

权限认证

Keystone

镜像管理

Glance

VM Import/Export

控制面板

Horizon

Console
2.  OpenStack架构  >  逻辑架构  
2.  OpenStack架构  >  工作流  
2.  OpenStack架构  >  RESTful/RPC/Plugin  
•  OpenStack  public  API  is  a  RESTful  API  
–  REST	
  stands	
  for	
  Representatinal	
  State	
  Transfer	
  
–  REST	
  is	
  a	
  stateless	
  client/server	
  protocol	
  with	
  a	
  uniform	
  interface	
  
for	
  accessing	
  the	
  object	
  model	
  
–  OpenStack	
  RESTful	
  API	
  is	
  implemented	
  using	
  HTTP	
  GET/PUT/POST/DELETE	
  in	
  
combination	
  with	
  JSON	
  for	
  data	
  

•  RPC(message  queue)  
•  Plugin  
2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Keystone  
Data  Model  
  
•  User:	
  has	
  account	
  credentials,	
  is	
  
associated	
  with	
  one	
  or	
  more	
  tenants	
  
•  Tenant(Projects):	
  unit	
  of	
  ownership	
  in	
  
OpenStack,	
  contains	
  one	
  or	
  more	
  users	
   OpenStack  
•  Role:	
  a	
  first-­‐class	
  piece	
  of	
  metadata	
     Identity  
associated	
  with	
  many	
  user-­‐tenant	
  pairs	
   Service  
•  Token:	
  identifying	
  credential	
  
Token  
associated	
  with	
  a	
  user	
  or	
  user	
  and	
  
Backend  
tenant	
  
•  Rule:	
  describes	
  a	
  set	
  of	
  requirements	
  
for	
  performing	
  an	
  action	
  
DB,KVS,  
memcache  

OpenStack  
Service  
REST

Keystone  
API  
Catalog  
Backend  

Policy  
Backend  

Identity  
Backend  

KVS,SQL,  
templated  

ACLs,rules,  
Custom  

KVS,PAM,
SQL,LDAP  
2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Nova  
nova-api  
DB

novascheduler  

Queue  

novacomputer  

novacomputer  

KVM

XEN

VM

VM

VM

VM

novaconductor  

….

novacomputer  

VMWare
….

VM
VM

算法

描述

行为

Chance  

选择一台正常节点  

随机  

Simple  

选择一台虚拟机数量最少的几点  

负载均衡  

Filter  

在所有满足过滤条件的节点中选择一台最适合 自定义的过
的节点。  
滤条件  
Affinity/availability  zone/core/ram/json/
io/computer  capabilities/image  properties  
2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Cinder  
Ephemeral  Storage  

Block  Storage  

Object  Storage  

用于  

运行OS  

给虚拟机增加额外的持久存储  

存储各种类型的文件  

访问方式  

文件系统(Qemu支持的接口)  

块设备(比如  /dev/sdc)  

REST  API  

如何访问  

VM  

VM  

anywhere  

管理方式  

OpenStack  Compute(Nova)  

OpenStack  Block  Storage(Cinder)  

OpenStack  Object  
Storage(Swift)  

数据持久性  

VM被删除  

volume被用户删除  

对象被用户删除  

大小  

由管理员配置flavors  

由用户指定  

由管理员设置  

用例  

10GB  root  disk,  30GB  second  disk  

1TB  disk  

10GB网盘  

• 
• 
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• 
  

iSCSI  
Fibre  Channel  
SAN  
EMC  VNX/VMAX  
NetAPP  
IBM  Storwize/XIV  
HUAWEI  
HP  3PAR  

• 
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• 

NFS(volumes  as  sparse  files)
GlusterFS  
Ceph  RBD  
LVM  
…  
2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Neutron  
• 
• 
• 
• 

Network  
Subnet  
Port  
Router  
2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Neutron  
Plugins  

Linux  Bridge  
OpenVSwitch  
Nicira  NVP  
Cisco  
Ryu  OpenFlow    
controller  
•  NEC  
ProgrammableFlow  
Controller  
• 
• 
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• 
• 
2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Glance  
novacompute  
REST

OpenStack  
Image  Service  

REST

Glance
API

Registry  
Server  

Glance  
Database  

Store  
Adapter  

Swift  

S3  

Filesystem  

RBD  

Cinder  
Contents

1.  OpenStack简介  

Œ  自动化部署  

2.  OpenStack架构  

  HA  

3.  OpenStack部署  

Ž  集群扩展  
3.  OpenStack部署  >  自动化部署  
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Devstack  
Puppet  
Chef  
Packstack  
Fuel  
UnitedStack  OS  
3.  OpenStack部署  >  HA  
client

• 
• 
• 
• 
• 

API  service  
Compute  service  
Scheduler  service  
Message  queue  service  
Database  service  

Vip: 10.0.0.10

haproxy1

Keepalived  

haproxy1

mysql1

mysql1

rabbitmq1

rabbitmq1

keystone1

keystone1

nova-api1

nova-api1

scheduler1

scheduler1

Controller1

Controller2
3.  OpenStack部署  >  集群扩展  
• 
• 
• 
• 

Keystone  
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n Region  
n Cell  
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OpenStack 101

  • 2. Contents 1.  OpenStack简介   2.  OpenStack架构   3.  OpenStack部署  
  • 3. Contents 1.  OpenStack简介   Œ  价值   2.  OpenStack架构     生态圈   3.  OpenStack部署   Ž  成功的原因  
  • 4. 1.  OpenStack简介  >  价值   开源云平台   •  用于创建私有云和公有云的开源软件   -  扩展性   -  弹性   -  多租户   •  资源管理   –  计算资源   –  网络资源   –  存储资源   •  按需分配  
  • 5. 1.  OpenStack简介  >  生态圈   Top 3 服务器厂商 云平台的Linux   Top 3 网络设备厂商 Top 3 存储厂商 Top 3 虚拟化厂商 Top 3 Linux厂商 公有云厂商 私有云
  • 6. 1.  OpenStack简介  >  成功的原因   1.  OpenStack  Community  and    Foundation     2.  OpenStack  Infrastructure  Team   –  –  –  –  Massive  Effort  ->  Improved  Quality   Gated  Commits   Code  Reviews  &  Continuous   Integration   3.  Oslo  project(openstack-common)  
  • 7. Contents 1.  OpenStack简介   Œ  核心组件   2.  OpenStack架构     逻辑架构   3.  OpenStack部署   Ž  工作流     RESTful/RPC/Plugin     组件分析  
  • 8. 2.  OpenStack架构  >  核心组件   OpenStack服务 对应的AWS服务 虚拟机 Nova EC2 虚拟块存储 Cinder EBS 虚拟网络 Neutron VPC 对象存储 Swift S3 权限认证 Keystone 镜像管理 Glance VM Import/Export 控制面板 Horizon Console
  • 9. 2.  OpenStack架构  >  逻辑架构  
  • 10. 2.  OpenStack架构  >  工作流  
  • 11. 2.  OpenStack架构  >  RESTful/RPC/Plugin   •  OpenStack  public  API  is  a  RESTful  API   –  REST  stands  for  Representatinal  State  Transfer   –  REST  is  a  stateless  client/server  protocol  with  a  uniform  interface   for  accessing  the  object  model   –  OpenStack  RESTful  API  is  implemented  using  HTTP  GET/PUT/POST/DELETE  in   combination  with  JSON  for  data   •  RPC(message  queue)   •  Plugin  
  • 12. 2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Keystone   Data  Model     •  User:  has  account  credentials,  is   associated  with  one  or  more  tenants   •  Tenant(Projects):  unit  of  ownership  in   OpenStack,  contains  one  or  more  users   OpenStack   •  Role:  a  first-­‐class  piece  of  metadata    Identity   associated  with  many  user-­‐tenant  pairs   Service   •  Token:  identifying  credential   Token   associated  with  a  user  or  user  and   Backend   tenant   •  Rule:  describes  a  set  of  requirements   for  performing  an  action   DB,KVS,   memcache   OpenStack   Service   REST Keystone   API   Catalog   Backend   Policy   Backend   Identity   Backend   KVS,SQL,   templated   ACLs,rules,   Custom   KVS,PAM, SQL,LDAP  
  • 13. 2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Nova   nova-api   DB novascheduler   Queue   novacomputer   novacomputer   KVM XEN VM VM VM VM novaconductor   …. novacomputer   VMWare …. VM VM 算法 描述 行为 Chance   选择一台正常节点   随机   Simple   选择一台虚拟机数量最少的几点   负载均衡   Filter   在所有满足过滤条件的节点中选择一台最适合 自定义的过 的节点。   滤条件   Affinity/availability  zone/core/ram/json/ io/computer  capabilities/image  properties  
  • 14. 2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Cinder   Ephemeral  Storage   Block  Storage   Object  Storage   用于   运行OS   给虚拟机增加额外的持久存储   存储各种类型的文件   访问方式   文件系统(Qemu支持的接口)   块设备(比如  /dev/sdc)   REST  API   如何访问   VM   VM   anywhere   管理方式   OpenStack  Compute(Nova)   OpenStack  Block  Storage(Cinder)   OpenStack  Object   Storage(Swift)   数据持久性   VM被删除   volume被用户删除   对象被用户删除   大小   由管理员配置flavors   由用户指定   由管理员设置   用例   10GB  root  disk,  30GB  second  disk   1TB  disk   10GB网盘   •  •  •  •  •  •  •  •    iSCSI   Fibre  Channel   SAN   EMC  VNX/VMAX   NetAPP   IBM  Storwize/XIV   HUAWEI   HP  3PAR   •  •  •  •  •  NFS(volumes  as  sparse  files) GlusterFS   Ceph  RBD   LVM   …  
  • 15. 2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Neutron   •  •  •  •  Network   Subnet   Port   Router  
  • 16. 2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Neutron   Plugins   Linux  Bridge   OpenVSwitch   Nicira  NVP   Cisco   Ryu  OpenFlow     controller   •  NEC   ProgrammableFlow   Controller   •  •  •  •  • 
  • 17. 2.  OpenStack架构  >  组件分析  >  Glance   novacompute   REST OpenStack   Image  Service   REST Glance API Registry   Server   Glance   Database   Store   Adapter   Swift   S3   Filesystem   RBD   Cinder  
  • 18. Contents 1.  OpenStack简介   Œ  自动化部署   2.  OpenStack架构     HA   3.  OpenStack部署   Ž  集群扩展  
  • 19. 3.  OpenStack部署  >  自动化部署   •  •  •  •  •  •  Devstack   Puppet   Chef   Packstack   Fuel   UnitedStack  OS  
  • 20. 3.  OpenStack部署  >  HA   client •  •  •  •  •  API  service   Compute  service   Scheduler  service   Message  queue  service   Database  service   Vip: 10.0.0.10 haproxy1 Keepalived   haproxy1 mysql1 mysql1 rabbitmq1 rabbitmq1 keystone1 keystone1 nova-api1 nova-api1 scheduler1 scheduler1 Controller1 Controller2
  • 21. 3.  OpenStack部署  >  集群扩展   •  •  •  •  Keystone   Glance   Message  queue   database   n Region   n Cell   n Availability  zone   n Host  aggregates    
  • 22. THX