目录
简介：
一、云计算服务模型
1.1、基础设施及服务（Infrastructure as a Service，Iaas）
1.2、平台即服务（Platform as a Service，Paas）
1.3、软件即服务（Software as a Service，SaaS）
二、OpenStack服务
2.1、OpenStack核心组件、可选组件以及其他组件介绍
2.2、Openstack优势
三、OpenStack架构
3.1、概念架构图
3.2、OpenStack逻辑架构
openstack设计的基本原则如下：
一个镜像从上传可以使用得几个状态、过程
以下标识是镜像上载完成后的状态类型
全局
3.3、OpenStack物理架构
简介：
OpenStack 是当今最具影响力的云计算管理工具——通过命令或者基于 Web 的可视化控制面板来管理 IaaS 云端的资源池（服务器、存储和网络）。它最先由美国国家航空航天局（NASA）和 Rackspace 在 2010 年合作研发，现在参与的人员和组织汇集了来自 100 多个国家的超过 9500 名的个人和 850 多个世界上赫赫有名的企业，如 NASA、谷歌、惠普、Intel、IBM、微软等。
OpenStack 支持 KVM、Xen、Lvc、Docker 等虚拟机软件或容器，默认为 KVM。通过安装驱动，也支持 Hyper-V 和 VMware ESXi，不过有些功能暂时不支持。
OpenStack 采用 Python 语言开发，遵循 Apache 开源协议，因此相比 CloudStack 来说，更轻量化，效率更高。
一、云计算服务模型
1.1、基础设施及服务（Infrastructure as a Service，Iaas）
- 云服务提供商把IT系统的基础设施层作为服务租出去，由消费者自己安装操作系统、中间件、数据库和应用程序
- 面向对象一般是IT管理人员
1.2、平台即服务（Platform as a Service，Paas）
- 云服务提供商把IT系统中的平台软件层作为服务租出去，消费者自己开发或者安装程序，并运行程序
- 面向对象一般是开发人员
1.3、软件即服务（Software as a Service，SaaS）
- 云服务提供商把IT系统中的应用软件层作为服务租出去，消费者不用自己安装应用软件，直接使用即可，这进一步降低了云服务消费者的技术门槛
- 面向对象一般是普通用户
二、OpenStack服务
2.1、OpenStack核心组件、可选组件以及其他组件介绍
分类 | 服务 | 项目名称 | 功能 |
核心组件 | Compute | Nova | 管理虚拟机的整个生命周期:创建、运行、挂起、调度、关闭、销毁等。这是真正的执行部件。接受 DashBoard 发來的命令并完成具体的动作。但是 Nova 不是虛拟机软件，所以还需要虚拟机软件（如 KVM、Xen、Hyper-v 等）配合 |
Network | Neutron | 管理网络资源，提供/一组应用编程接口(API)，用户可以调用它们来定义网络(如 VLAN )，并把定义好的网络附加给租户。Networking 是一个插件式结构，支持当前主流的网络设备和最新网铬技术 | |
Object Storage （对象存储服务） | Swift | 是 NoSQL 数据库，类似 HBase，为虚拟机提供非结构化数据存储，它把相同的数据存储在多台计箅机上，以确保数据不会丢失。用户可通过 RESTful 和 HTTP 类型的 API 来和它通信。这是实际的存储项目，类似 Ceph，不过在 OpcnStack 具体实施时，人们更愿意采用 Ceph。 | |
Block Storage （块存储服务） | Cinder | 管理块设备，为虚拟机管理 SAN 设备源。但是它本身不是块设备源， 需要一个存储后端来提供实际的块设备源（如 iSCSI、FC等）。 Cinder 相当于一个管家，当虚拟机需要块设备时，询问管家去哪里获取具体的块设备。它也是插件式的，安装在具体的 SAN 设备里。 | |
Identity | Keystone | 为其他服务提供身份验证、权限管理、令牌管理及服务名册管理。要使用云计算的所有用户事先需要在 Keystone 中建立账号和密码，并定义权限（注意:这里的“用户”不是指虚拟机里的系统账户，如 Windows 7 中的 Administrator )。另外，OpenStack 服务（如 Nova、Neutron、Swift、Cinder 等）也要在里面注册，并且登记具体的 API，Keystone 本身也要注册和登记 API | |
Image Service | Glance | 存取虚拟机磁盘镜像文件，Compute 服务在启动虚拟机时需要从这里获取镜像文件。这个组件不同于上面的 Swift 和 Cinder，这两者提供的 存储是在虚拟机里使用的 | |
Dashboard | Horizon | 提供了一个网页界面，用户登录后可以做这些操作：管理虚拟机、配置权限、分配 IP 地址、创建租户和用户等。本质上就是通过图形化的 操作界面控制其他服务（如 Compute、Networking 等)。当然，如果你熟悉命令，也可以直接采用命令来完成相应的任务 | |
Telemetry | Ceilometer | 结合 Aodh、CloudKitty 两个组件，完成计费任务，如结算、消耗的 资源统计、性能监控等。OpenStack 之所以能管理公共云，一是因为 Ceilometer 的存在，二是因为引人了租户的概念 | |
可选组件 |
| Heat | 如果要在成千上万个虚拟机里安装和配置同一个软件，该怎么办？采用 Orchestrates 是一个不错的主意，它向每个虚拟机里注人一个名叫 heat-cfntools 的客户端工具，然后就能同时操作很多虚拟机 |
| Sahana | 使用户能够在 OpenStack 平台上（利用虚拟机）一键式创建和管理 Hadoop 集群，实现类似 AWS 的 EMR（Amazon Elastic MapReduce Service）功能。用户只需要提供简单的配置参数和模板，如版本信息（CDH 版本）、集群拓扑（几个 Slave、几个 Datanode）、节点配置信息（CPU、内存）等，Sahara 服务就能够在几分钟内根据提供的模板快速 部署 Hadoop、Spark 及 Storm 集群。Sahana 是一个大数据分析项目 | |
| Ironic | 把裸金属机器（与虚拟机相对）加人到资源池中 | |
| Zaqar | Zaqar 为 Web 和移动开发者提供多租户云消息和通知服务，开发人员可以通过 REST API 在其云应用的不同组件中通过不同的通信模式（如 生产者/消费者或发布者/订阅者）来传递消息 | |
| Barbican | 是 OpenStack 的密钥管理组件，其他组件可以调用 Barbican 对外暴露的 REST API 来存储和访问密钥 | |
| Manila | 为虚拟机提供文件共享服务，不过需要存储后端的配合 | |
其他组件 | Congress（策略服务）、Designate（DNS 服务）、Freezer（备份及还原服务）、Magnum（容器支持）、Mistral（工作流服务）、Monasca（监控服务）、Searchlight（索引和搜索）、Senlin（集群服务）、Solum（APP集成开发平台）、Tacker（网络功能 虚拟化）、Trove（数据库服务） | ||
2.2、Openstack优势
- 模块松耦合：与其他开源软件相比，OpenStack模块分明。添加独立功能的组件非常简单。有时候，不需要通读整个OpenStack的代码，只需要了解其接口规范及API使用，就可以轻松地添加一个新的模块
- 组件配置较为灵活：OpenStack也需要不同的组件。但是OpenStack的组件安装异常灵活。可以全部都装在一台物理机上，也可以分散至多个物理机中，甚至可以把所有的结点都装在虚拟机中。
- 二次开发容易：OpenStack发布的OpenStack API是Rest-full API。其他所有组件也是采种这种统一的规范。因此，基于OpenStack做二次开发，较为简单。而其他3个开源软件则由于耦合性太强，导致添加功能较为困难。
- 兼容性：OpenStack兼容其他公有云，方便用户进行数据迁移。
- 可扩展性：模块化设计，可以通过横向扩展，增加节点、添加资源。
三、OpenStack架构
OpenStack是由一系列具有RESTful接口的Web服务所实现的，是一系列组件服务集合。如下图为OpenStack的概念架构，我们看到的是一个标准的OpenStack项目组合的架构。这是比较典型的架构，但不代表这是OpenStack的唯一架构，我们可以选取自己需要的组件项目，来搭建适合自己的云计算平台，设计的基本原则如下：
- 按照不同的功能和通用性来划分不同项目并拆分子系统
- 按照逻辑计划、规格子系统之间的通信
- 通过分层设计整个系统架构
- 不同的功能子系统间提供统一的API接口
3.1、概念架构图
云平台用户在经过Keystone服务认证授权后，通过Horizon或者Reset API模式创建虚拟机服务，创建过程中包括利用Nova服务创建虚拟机实例，虚拟机实例采用Glance提供镜像服务，然后使用Neutron为新建的虚拟机分配IP地址,并将其纳入虚拟网络中，之后在通过Cinder创建的卷为虚拟机挂载存储块,整个过程都在Ceilometer模块资源的监控下，Cinder产生的卷(Volume)和Glance提供的镜像(lmage)可以通过Swift的对象存储机制进行保存
3.2、OpenStack逻辑架构
- 首先展示了内部核心组件、外部组件、全局组件
- 各核心、辅助组件之间是怎么对接得——API
- 展示了各组件中，一部分核心的功能模块——MQ进行通讯
- 展示openstack原生架构（基础）
OpenStack包括若干个称为OpenStack服务的独立组件。所有服务均可通过一个公共身份服务进行身份验证。除了那些需要管理权限的命令，每个服务之间均可通过公共API进行交互。
每个OpenStack服务又由若干组件组成。包含多个进程。所有服务至少有一个API进程，用于侦听API请求，对这些请求进行预处理，并将它们传送到该服务的其他组件。除了认证服务，实际工作都是由具体的进程完成的
至于一个服务的进程之间通信，则使用AMQP消息代理。服务的状态存储在数据库中。
openstack设计的基本原则如下：
- 按照不同的功能和通用性划分不同项目，拆分子系统
- 按照逻辑计划、规范子系统之间的通信
- 通过分层设计整个系统架构
- 不同的功能子系统间提供统一的API接口
一个镜像从上传可以使用得几个状态、过程
- 初始化过程——queued
- 导入数据库过程——saving
- 提交给服务识别过程（让服务可调用）——uploding
- 准使用（服务已识别、可调用）——importing
以上表明的是从上传到识别
以下标识是镜像上载完成后的状态类型
- active——表示可使用
- deactivated——表示只对管理员开放的权限
- killed——表示镜像上传中发生错误
- deletd——镜像将在不久后自动删除，镜像不可用（保留数据）
- pending_delete——与deleted类似，但是删除后无法恢复
全局
openstack中由很多核心服务组成（相互独立）
keystone（全局授权、鉴权）
OpenStack组件通信关系
- 基于AMQP协议得通信
用于每个项目内部各个组件之间的通信
- 基于SQL得通信——在不同场景下运用不同的通信方式
用于各个项目内部得通信
- 基于HTTP协议进行通信
- 通过个项目得API建立的通信关系，API都是RESTful Web API——在控制台上将前端和后端通过restful api网关接口进行通讯
- 通过Native API实现通信
OpenStack各组件和第三方软硬件之间的通信——native api使原生架构与第三方组件进行通讯
，API都是RESTful Web API——在控制台上将前端和后端通过restful api网关接口进行通讯
- 通过Native API实现通信
OpenStack各组件和第三方软硬件之间的通信——native api使原生架构与第三方组件进行通讯
3.3、OpenStack物理架构
整个OpenStack是由控制节点，计算节点，网络节点，存储节点四大部分组成。
控制节点负责对其余节点的控制，包含虚拟机建立，迁移，网络分配，存储分配等等
计算节点负责虚拟机运行
网络节点负责对外网络与内网络之间的通信
存储节点负责对虚拟机的额外存储管理等等
①控制节点架构
控制节点包括支持服务、基础服务、扩展服务以及管理网络
- 因为控制节点是管理整个OpenStack进行运作的，所有需要keystone身份认证服务以及Harizon控制面板服务这样的全局组件来对OpenStack进行管控和操作
- 为虚拟机提供一些相对应的基础资源，比如glance镜像服务为虚拟机提供磁盘镜像文件、network网络服务对网络资源进行管理，提供/一组应用编程接口(API)，用户可以调用它们来定义网络以及nova计算服务管理虚拟机的整个生命周期
- 数据的存储以及通信支持，我们使用到的是Mysql与RabbitMQ，后续我们需要对数据进行管理需要使用Cinder、Swift以及trove服务，并且提供对物理资源以及虚拟资源的监控，并记录这些数据，对该数据进行分析，在一定条件下触发相应动作的ceilometer计量服务
- 而且还需要基于模板来实现云环境中资源的初始化，依赖关系处理，部署等基本操作，也可以解决自动收缩,负载均衡等高级特性的heat服务
- 管理私有网段与公有网段的通信，以及管理虚拟机网络之间的通信/拓扑，所以需要网络接口和外面进行连通
