openstack入门学习

Dear 丶 2022-04-05 13:37 328阅读 0赞

openstack学习，来自《每天5分钟玩转OpenStack》

### 一、虚拟化 ###

*  在一台物理服务器上可以跑多台虚拟机
 *  共享物理机的CPU\\内存、IO硬件资源
 *  逻辑上虚拟机之间是相互隔离的
 *  物理机—宿主机 host
    
     *  host上面的虚拟机为客户机 guest
 *  Hypervisor 是运行在物理服务器与操作系统之间的中间软件，实现硬件资源虚拟化。
    
     *  两种虚拟化
        
         *  1型虚拟化
         *  2型虚拟化

#### 1. 1型虚拟化 ####

*  Hypervisor直接安装在物理机上，多个虚拟机运行在Hypervisor之上
    
     *  XEN & VMWare的ESXi 都属于这种类型

#### 2. 2型虚拟化 ####

*  物理机上先安装操作系统，Hypervisor在Linux操作系统之上，作为OS的一个程序模块，并对虚拟机进行管理。
    
     *  KVM &VirtualBox &VMWare Workstation

**比较：**

1型虚拟化一般对硬件虚拟化功能特别优化，比2的性能高。

2型虚拟化是基于普通OS的，会比较灵活。（**比如支持虚拟机嵌套，嵌套：在KVM中可以再运行KVM**）

#### 3. KVM ####

##### 3.1 基本概念 #####

*  KVM - Kernel-Based Virtual Machine 基于内核实现的
 *  内核模块- kvm.ko **只用于**管理虚拟CPU和内存
    
     *  注重虚拟机调度和内存管理
 *  IO&存储&网络的虚拟化—QEMU来实现
 *  Libvirt—KVM的管理工具
    
     *  也可管理XEN、VirtualBox等
     *  openstack的底层也使用Libvirt
     *  \*\*Libvirt包括3个东西：\*\*后台daemon（守护进程）程序libvirtd、API库、命令行工具virsh
        
         *  libvirtd：服务程序，接收和处理API请求
         *  API：可用于开发基于LIBVIRT的高级工具
         *  virsh：KVM命令行工具。

##### 3.2 KVM实战 #####

*  KVM和QEMU的核心包---- qemu-kvm ,qemu-system
 *  libvirt-bin 是libvirt， virt-manager 是KVM图形化管理工具 ， bridge-util、vlan是网络虚拟化需要的。
 *  VMWare平台是拥有虚拟化的功能，因此可以在其之上搭建一个KVM，而虚拟机操作系统中再去安装KVM是无法使用的，因为虚拟机OS是没有虚拟化功能的。

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#### 4.KVM虚拟化原理 ####

##### 4.1 CPU虚拟化 #####

*  KVM虚拟化是需要CPU硬件支持的。查看是否支持虚拟化。
    
        egrep '^flags.*(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
        vmx/svm  //支持虚拟化
 *  一个KVM虚拟在宿主机中其实是一个qemu-kvm进程，与其他linux进程一样被调度。
 *  虚拟机中的每个虚拟vCPU则对应qemu-kvm进程中的一个线程。
 *  虚拟机的vCPU总数可超过物理CPU的数量，称为CPU overcommit （超配），使得虚机能够充分利用宿主机的CPU资源。

##### 4.2 内存虚拟化 #####

*  KVM通过内存虚拟化共享物理系统内存，动态分配给虚拟机。
 *  为了在一台机器上运行多个虚拟机，KVM需要实现VA（虚拟内存）–PA（物理内存）–MA（机器内存）之间的地址转换。
    
     *  虚拟机OS 控制虚拟地址到客户内存物理地址的映射（VA–PA)
     *  虚拟机OS不能之间访问实际机器内存。
     *  KVM需要负责映射客户物理内存到实际机器内存（PA–MA）
 *  内存也可以overcommit，所有虚拟机的内存之和可以超过宿主机的物理内存。

##### 4.3 存储虚拟化 #####

*  KVM的存储虚拟化是通过存储池（Storage pool)和卷（volume)来管理的。
    
     *  存储池是宿主机上可以看到的一片存储空间。
     *  卷 是在存储池中划分出的一块空间。
     *  宿主机将卷 分配给虚拟机，卷在虚拟机中看到的就是一块硬盘。
 *  不同类型的存储池
    
     *  目录类型的存储池
        
         *  文件目录是最常用的存储池类型，文件目录下的文件就是一个卷。
         *  使用文件做卷的优点：存储方便、移植性好、可复制、可远程访问。
         *  卷格式选择：
            
             *  raw 默认格式，原始磁盘镜像格式
             *  qcow2 推荐使用格式，cow=copy on write
             *  vmdk 是VMWare的虚拟磁盘格式，VMware虚拟机可以直接在KVM上运行。
     *  LVM类型的存储池
        
         *  宿主机上VG中的LV也可以作为虚拟磁盘分配给虚拟机使用。
         *  VG就是存储池，LV就是卷
     *  其他类型的存储池
        
         *  KVM还支持iSCSI,Ceph等多种类型的存储池。

##### 4.4 网络虚拟化 #####

*  网络虚拟化最重要的是Linux Bridge和VLAN
 *  4.4.1 Linux Bridge
    
     *  宿主机有一块与外界链接的物理网卡eth0,上面跑了一个虚机VM1，如何让VM1能够访问外网？
     *  给VM1分配一个虚拟网卡vnet0，通过linux bridge br0将eth0和vnet0链接起来。
     *  多个网络可以链接到同一个Liunx Bridge
     *  通过BR0来进行eth0与vent0 的网络间的数据转发。
     *  手动配置br0：之前在eth0上的dhcp分配的IP 需要分配到br0上。
     *  bridge\_ports eth0：将eth0挂到br0上。
     *  virbr0 是KVM默认创建的一个Bridge，其作用是为连接其上的虚拟网卡提供NAT访问外网的功能。
 *  4.4.2 VLAN
    
     *  Local Area Network 本地局域网，通常使用Hub和Switch来连接LAN中的计算机。
 *  Linux Bridge + Vlan = 虚拟交换机

### 二、云计算 ###

#### 2.1 基本概念 ####

*  IT系统架构大致是三个阶段的发展：物理机架构、虚拟化架构、云计算架构。
 *  虚拟化技术的发展提高了物理服务器的资源使用率，节省了维护的成本。
 *  云计算–对IT环境中的虚拟机进行统一和高效的管理。
 *  计算（CPU\\内存）、存储和网络是IT系统的三类资源，通过云计算，这三类资源变成了三个池子，然后按需拿取，云平台完全搞定，不用使用者关心。
 *  IaaS 提供的服务是虚拟机，它负责管理虚机的生命周期。
    
     *  使用者从云平台上获得的是一个已安装好的镜像，使用者需要关心的是虚拟机的类型（OS）和配置（CPU、内存、磁盘），需要自己负责部署上层的中间件和应用。
     *  系统管理员使用，例子有AWS、Rackspace、阿里云等。
 *  PaaS 提供的服务是应用的运行环境和一系列中间件服务（消息队列、数据库等）
    
     *  Google APP Engine、IBM BlueMix等
 *  SaaS 提供的是应用服务。
    
     *  Google Gmail、Salesforce等。

#### Openstack– ####

OpenStack是对数据中心的计算、存储和网络资源进行统一管理。

### 三、Openstack 架构 ###

#### 3.1 概念架构 ####

*  OpenStack的核心服务：
    
     *  Nova（管理计算资源）
     *  Neutron(管理网络资源)
     *  Glance（为VM提供OS镜像）
     *  Cinder(提供块存储)
     *  KeyStone(认证服务)
     *  Horizon(界面)
 *  可选服务
    
     *  Swift(提供对象存储)
     *  Ceilometer(监控服务)

#### 3.2 逻辑架构 ####

每个服务由若干个组件组成