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虚拟化的两种方式(Hypervisor):
1型虚拟化:
Hypervisor 直接安装在物理机上，多个虚拟机在 Hypervisor 上运行。 如Xen 和 VMWare 的 ESXi
2型虚拟化:
物理机上首先安装常规的操作系统，比如 Redhat、Ubuntu 和 Windows。
Hypervisor 作为 OS 上的一个程序模块运行，并对管理虚拟机进行管理。
如 KVM VirtualBox 和 VMWare Workstation
KVM
KVM 全称是 Kernel-Based Virtual Machine.
KVM 本身只关注虚拟机调度和内存管理这两个方面
IO 外设的任务交给 Linux 内核和 Qemu
Libvirt
简单说就是 KVM 的管理工具
Libvirt 包含 3 个东西：后台 daemon 程序 libvirtd、API 库和命令行工具 virsh
Openstack核心服务：Keystone、Glance、Nova、Cinder、Neutron、Horizon
Keystone:负责用户认证和权限访问等。
Credentials 是 User 用来证明自己身份的信息，可以是：
1. 用户名/密码
2. Token
3. API Key
4. 其他高级方式
Authentication 是 Keystone 验证 User 身份的过程。
User 访问 OpenStack 时向 Keystone 提交username和password形式的 Credentials，
Keystone 验证通过后会给 User 签发一个 Token 作为后续访问的 Credential。
Glance，镜像管理，具体功能如下
1.提供 REST API 让用户能够查询和获取 image 的元数据和 image 本身
2.支持多种方式存储 image，包括普通的文件系统、Swift、Amazon S3 等
3.对 Instance 执行 Snapshot 创建新的 image
Glance包括glance-api、glance-registry、store backend
1.glance-api 是系统后台运行的服务进程。 对外提供 REST API，响应 image 查询、获取和存储的调用。
glance-api 不会真正处理请求。
如果操作是与 image metadata（元数据）相关，glance-api 会把请求转发给 glance-registry；
如果操作是与 image 自身存取相关，glance-api 会把请求转发给该 image 的 store backend。
2.glance-registry
glance-registry 是系统后台运行的服务进程。
负责处理和存取 image 的 metadata，例如 image 的大小和类型。
3.Store backend
Glance 自己并不存储 image。 真正的 image 是存放在 backend 中的。 Glance 支持多种 backend，包括：
本地文件系统、ceph rbd、 cinder、swift、Amazon S3
Nova：最核心服务，管理虚拟机生命周期
1.nova-api，接收和响应客户的 API 调用。
2.nova-scheduler，虚机调度服务，负责决定在哪个计算节点上运行虚机
3.nova-compute，管理虚机的核心服务，通过调用 Hypervisor API 实现虚机生命周期管理
4.Hypervisor，计算节点上跑的虚拟化管理程序，虚机管理最底层的程序。 不同虚拟化技术提供自己的 Hypervisor。 常用的 Hypervisor 有 KVM，Xen， VMWare 等
5.nova-conductor，nova-compute 经常需要更新数据库。出于安全性和伸缩性的考虑，
nova-compute 并不会直接访问数据库，而是将这个任务委托给 nova-conductor
6.nova-console，访问虚机的控制台的服务
7.nova-consoleauth，负责对访问虚机控制台请求提供 Token 认证
8.nova-cert，提供 x509 证书支持
虚拟机创建流程看Nova个组件如何公作，具体流程图建附图nova.png
1.客户（可以是 OpenStack 最终用户，也可以是其他程序）向 API（nova-api）发送请求：“帮我创建一个虚机”
2.API 对请求做一些必要处理后，向 Messaging（RabbitMQ）发送了一条消息：“让 Scheduler 创建一个虚机”
3.Scheduler（nova-scheduler）从 Messaging 获取到 API 发给它的消息，然后执行调度算法，从若干计算节点中选出节点 A
4.Scheduler 向 Messaging 发送了一条消息：“在计算节点 A 上创建这个虚机”
5.计算节点 A 的 Compute（nova-compute）从 Messaging 中获取到 Scheduler 发给它的消息，然后在本节点的 Hypervisor 上启动虚机。
6.在虚机创建的过程中，Compute 如果需要查询或更新数据库信息，会通过 Messaging 向 Conductor（nova-conductor）发送消息，Conductor 负责数据库访问。
为什么不让nova-compute直接和数据库交互和是通过nova-conductor来与数据库交互？
1.更高的系统安全性。nova-compute运行在多个节点，如果多节点均能访问数据库，对数据库安全存在极大的风险，安全性比较低。
2.更好的系统伸缩性。
nova-compute 创建 instance 的过程可以分为 4 步：
1.为 instance 准备资源
2.创建 instance 的镜像文件
3.创建 instance 的 XML 定义文件
4.创建虚拟网络并启动虚拟机
通过消息队列(rabbitmq)让各服务实现异步调用，发出请求后无需等待，直接返回，继续后面的公作。有如下好处：
1.解耦各子服务。 子服务不需要知道其他服务在哪里运行，只需要发送消息给 Messaging 就能完成调用。
2.提高性能 异步调用使得调用者无需等待结果返回。这样可以继续执行更多的工作，提高系统总的吞吐量。
3.提高伸缩性 子服务可以根据需要进行扩展，启动更多的实例处理更多的请求，在提高可用性的同时也提高了整个系统的伸缩性。
而且这种变化不会影响到其他子服务，也就是说变化对别人是透明的。
Cinder,包含如下几个组件：
1.cinder-api，接收 API 请求，调用 cinder-volume 。
2.cinder-scheduler，scheduler 通过调度算法选择最合适的存储节点创建 volume。
3.cinder-volume，管理 volume 的服务，与 volume provider 协调工作，管理 volume 的生命周期。
运行 cinder-volume 服务的节点被称作为存储节点。
4.volume provider，数据的存储设备，为 volume 提供物理存储空间。
cinder-volume 支持多种 volume provider，每种 volume provider 通过自己的 driver 与cinder-volume 协调工作。
Neutron:
虚拟交换机：Linux Bridge 和 Open vSwitch。
Newtron的network是一个隔离的二层广播域支持多种类型，包括local、flat、VLAN、VxLAN、GRE。
local：
local 网络与其他网络和节点隔离。local 网络中的 instance 只能与位于同一节点上同一网络的 instance 通信，
local 网络主要用于单机测试。
flat
flat 网络是无 vlan tagging 的网络。flat 网络中的 instance 能与位于同一网络的 instance 通信，并且可以跨多个节点。
vlan
vlan 网络是具有 802.1q tagging 的网络。vlan 是一个二层的广播域，同一 vlan 中的 instance 可以通信，
不同 vlan 只能通过 router 通信。vlan 网络可跨节点，是应用最广泛的网络类型。
vxlan
vxlan 是基于隧道技术的 overlay 网络。vxlan 网络通过唯一的 segmentation ID（也叫 VNI）与其他 vxlan 网络区分。
vxlan 中数据包会通过 VNI 封装成 UDP 包进行传输。因为二层的包通过封装在三层传输，能够克服 vlan 和物理网络基础设施的限制。
gre
gre 是与 vxlan 类似的一种 overlay 网络。主要区别在于使用 IP 包而非 UDP 进行封装。
subnet
subnet 是一个 IPv4 或者 IPv6 地址段。instance 的 IP 从 subnet 中分配。每个 subnet 需要定义 IP 地址的范围和掩码。
port
port 可以看做虚拟交换机上的一个端口。port 上定义了 MAC 地址和 IP 地址，
当 instance 的虚拟网卡 VIF（Virtual Interface） 绑定到 port 时，port 会将 MAC 和 IP 分配给 VIF
network 与 subnet 是 1对多 关系.
subnet 与 port 是 1对多 关系。
Neutron 由如下组件构成：
1.Neutron Server
对外提供 OpenStack 网络 API，接收请求，并调用 Plugin 处理请求。
2.Plugin
处理 Neutron Server 发来的请求，维护 OpenStack 逻辑网络状态， 并调用 Agent 处理请求。
3.Agent
处理 Plugin 的请求，负责在 network provider 上真正实现各种网络功能。
4.network provider(Linux Bridge 或者OpenVSwitch)
提供网络服务的虚拟或物理网络设备，例如 Linux Bridge，Open vSwitch 或者其他支持 Neutron 的物理交换机。
创建一个VLAN100的network的流程，假设provider是linux bridge：
1.Neutron Server 接收到创建 network 的请求，通过 Message Queue（RabbitMQ）通知已注册的 Linux Bridge Plugin。
2.Plugin 将要创建的 network 的信息（例如名称、VLAN ID等）保存到数据库中
并通过 Message Queue 通知运行在各节点上的 Agent。
3.Agent 收到消息后会在节点上的物理网卡（比如 eth2）上创建 VLAN 设备（比如 eth2.100），
并创建 bridge （比如 brqXXX） 桥接 VLAN 设备。
说明：
plugin 解决的是 What 的问题，即网络要配置成什么样子？而至于如何配置 How 的工作则交由 agent 完成。
plugin，agent 和 network provider 是配套使用的。LinuxBridge和OpenvSwitch分别有自己的plugin和agent
plugin 的一个主要的职责是在数据库中维护 Neutron 网络的状态信息，用ML2 plugin代替了已经
控制节点neutron组件：
neutron-server
网络节点neutron组件：
neutron-l3-agent：创建 router，提供 Neutron subnet 之间的路由服务。路由功能默认通过 IPtables 实现。
neutron-plugin-agent: 如neutron-linuxbridge-agent
neutron-dhcp-agent：通过 dnsmasq 为 instance 提供 dhcp 服务。
neutron-metadata-agent
计算节点neutron组件：
neutron-plugin-agent(neutron-linuxbridge-agent)
ML2 对二层网络进行抽象和建模，引入了 type driver 和 mechansim driver。
type driver:解耦了 Neutron 所支持的网络类型
mechansim driver:解耦了访问这些网络类型的机制
Type Driver
Neutron 支持的每一种网络类型都有一个对应的 ML2 type driver。
type driver 负责维护网络类型的状态，执行验证，创建网络等。
ML2 支持的网络类型包括 local, flat, vlan, vxlan 和 gre。