Nova内部组件详解

一 nova架构介绍——简单架构

1 简单架构

单点服务

无负载均衡

无高可靠

2 复杂架构

负载均衡

高可用

二 nova-api服务

1 接收和响应用户的API请求

api接口调用与命令行调用相区别

举例：查询虚拟机列表的两种调用方式：

API接口：curl –H “X-Auth-Token:<Token ID>” http://192.134.3.2:8774/v2/<Tenant ID>/servers

命令行：nova list

可以这样的理解：命令行是对API接口的一种封装，最终调用还是Nova的API

2 服务启动脚本（devstack VS packstack）

Devstack：/usr/bin/nova-api

Packstack：/etc/init.d/openstack-nova-api

针对Devstack重启的方式：先kill对应服务的进程号，再运行启动脚本。

3 服务监听端口

有三个端口：8773,8774和8775

4 扩展型

服务入口是否会成为瓶颈，比如单个服务无法处理大量并发请求

ps aux|grep nova-api (devstack方式部署)

发现启动了13个nova-api进程，其中一个主进程，实际为12个nova-api服务进程。

启动多少个nova-api服务进程是由谁控制

Nova.conf中的默认配置（devstack方式部署）

Nova.conf中的默认配置（packstack方式部署）

devstack方式部署时nova.conf的自动生成

devstack/lib/nova中的函数create_nova_conf

三个配置项必须要>=1

思考：在packstack部署时，ec2_works和metadata_works都没有配置，前面可以看到ec2_worker2=24,那么此时有多少个nova-api服务进程？

三 nova-scheduler服务-调度器

1 虚拟机调度，即创建虚拟机时，根据物理机的资源使用情况，虚拟机应该被分配到哪台物理机上运行。

2 服务启动（devstack vs packstack）

针对devstack：/usr/bin/nova-scheduler –config-file /etc/nova/nova.conf

针对packstack：/etc/init.d/openstack-nova-scheduler start

3 监听端口

思考：为什么nova-scheduler没有固定的端口？

答:nova-scheduler只对内部组件提供服务，并不对外提供服务

4 调度算法，即选出最佳物理机算法，主要包括过滤算法和权重算法两个阶段。

目前支持的过滤算法（23种左右）

默认加载以下算法: RetryFilter、AvailablilityZoneFilter、RamFilter、ComputeFilter、ComputeCapabilitiesFilter、ImagePropertiesFilter、CoreFilter

5 常用过滤算法

RetryFilter

如果虚拟机调度失败，重新调度的次数（scheduler_max_attempts=3）

AvailablilityZoneFilter

是否支持虚拟机选择availability zone

RamFilter

选择能够满足虚拟机内存要求的物理机，如果不指定默认，不判断内存资源。

指定内存超分比率，ram_allocation_ratio=1.5

ComputeCapabilitiesFilter

选择具有某些特定属性的物理机。以namespace:key的格式来执行属性，比如AZ1:node1

ImagePropertiesFilter

根据镜像中指定的某一个属性（properties）来过滤物理机

Glance image-update img-uuid –peoperty architecture=arm –property hypervisor_type=qemu

以这个镜像创建虚拟机，只能选择体现结构为arm，hypervisor是qemu的主机

CoreFilter

选择哪些能够满足虚拟机cpu要求的那些物理机

如果不设置，单个虚拟机的核数可以超过物理机的核数

可以指定cpu超分比率，cpu_allocation_ratio=16

思考：如果一台4核的物理机，cpu_allocation_ratio=2，那么最大可以创建多少核的虚拟机

6 过滤算法图解

7 权重算法图解

8 权重算法

ram_weight_multiplier(内存权重系数)

正数：选出内存最大的物理机->虚拟机在所有物理机上平铺（spreading）
负数：选出内存最小的物理机->虚拟机在部分物理机上堆叠（stacking）

scheduler_host_subset_size

如果有N个机器的优先级相同，则随机选择scheduler_host_subset_size个
scheduler_host_subset_size=1（默认）

scheduler_weight_classes(权重计算算法选择类)

RamWeigher：内存权重排序算法，默认算法
MetricsWeigher：自定义的权重排序算法

四 Nova-conductor——数据库访问代理

防止计算节点直接访问数据库

计算节点相对不可行，高风险的
负载均衡，可扩展性好

不能与nova-compute部署在同一节点上

如果不想使用nova-conductor,在nova.conf中增加配置项：

use_local=True

五 noVNC

1 noVNC由两个服务组成

nova-novncproxy
nova-consoleauth

2 nova-novncproxy的功能

将公网（public network）和私网（private network）隔离

vnc client运行在公网上，vnc server运行在私网上
Vnc proxy作为连接两者的桥梁

通过token对vnc client进行验证

可以同时支持多种vnc client

novnc，基于html5 websockets，Canvas和JavaScripts实现
Spice，redhat虚拟桌面技术

3 nova-consoleauth服务

用于进行token的验证

4 访问原理

nova-novncproxy监听6008端口

作为用户vnc访问的一道大门，处理用户的vnc访问请求。

5 Nova VNC服务流程图

6 noVNC访问原理

一个用户试图从浏览器里面打开连接到虚拟机VNC Client
浏览器向nova-api发送请求，要求返回vnc的url
nova-api调用nova-compute的get_vnc_console方法，要求返回连接VNC的信息
nova-compute调用libvirt的get_vnc_console函数
libvirt会通过解析虚拟机的配置文件/instance-0000001.xml获取VNC Server信息
libvirt将host，port等信息以json格式返回给nova-compute
nova-compute会随机生成一个UUID作为Token
nova-api会调用nova-consoleauth的authorize_console函数
nova-api将connect_info中的access url信息返回给浏览器
当浏览器试图打开这个链接时，会将请求发给nova-novncproxy
nova-novncproxy调用nova-consoleauth的check_token函数
nova-consoleauth验证这个token，将这个instance对应的connect_info返回给nova-novncproxy
nova-nonvncproxy通过connect_info中的host，port等信息，连接compute节点上的VNC Server，从而开始了proxy的工作。
nova-compute将libvirt返回的信息以及配置文件中的信息综合成connect_info返回给nova-api

7 noVNC配置项

vncserver_proxyclient_address=10.0.10.1

vncserver_listen=0.0.0.0

vnc_enabled=true

novncproxy_base_url= http://10.0.10.1:6080/vnc_auto.html

例如： http://10.0.10.10/project/instances/tyruei-34323-sdfgfe-gfdfg-fgfdsgfd/

六 nova-cert服务

X509认证服务，仅用于调用openstack兼容EC2的API时候使用

七 nova-objectstore服务

Nova对象存储接口服务，通过此服务来访问swift和S3

八 nova-computer服务

所有计算节点要运行的服务

主要处理虚拟机相关的各种操作，虚拟机的创建，删除，挂起，重启等。

可以通过nova service-list来查看当前环境下的所有nova服务

[root@controller0 ~]# nova service-list
+------------------+-------------+----------+---------+-------+----------------------------+-----------------+
| Binary           | Host        | Zone     | Status  | State | Updated_at                 | Disabled Reason |
+------------------+-------------+----------+---------+-------+----------------------------+-----------------+
| nova-consoleauth | controller0 | internal | enabled | up    | 2018-03-17T03:20:57.000000 | -               |
| nova-conductor   | controller0 | internal | enabled | up    | 2018-03-17T03:20:56.000000 | -               |
| nova-cert        | controller0 | internal | enabled | up    | 2018-03-17T03:20:56.000000 | -               |
| nova-scheduler   | controller0 | internal | enabled | up    | 2018-03-17T03:20:58.000000 | -               |
| nova-compute     | compute0    | nova     | enabled | up    | 2018-03-17T03:20:55.000000 | -               |
+------------------+-------------+----------+---------+-------+----------------------------+-----------------+

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