一、雲端計算的產生背景

1.雲端計算的產生背景
雲端計算的驅動力：
1.技術驅動
2.需求驅動
3.商業模式驅動
海量的資料和終端
IT的複雜性、商業延遲也是促進雲端計算產生的一個因素

2.雲端計算的概念
—商業視角雲端計算=資訊電廠
–技術視角雲端計算=計算/儲存的網路
雲端計算分為狹義和廣義兩個
狹義的是指：IT技術設施的交付和使用模式，通過按需易擴充套件的方式獲得所需的資源，包括基礎架構，平臺，軟體等
廣義的是指：通過網路按需、易擴充套件的方式獲得所需的服務，這種服務可以是IT和軟體，網際網路相關的，也可以是任意其他的服務。比如，醫療雲，教育雲等

3.雲端計算的部署模式：
1.private cloud（私有云）
2.public cloud（公有云）
【私有云和公有云通過企業防火牆隔離】
3.混合雲

4.雲端計算的商業應用模式：
IaaS(Infrastructure as a service)：將基礎設施當作服務（虛擬機器的租用，雲盤等）
PaaS(Platform as a service):主要面型技術開發者
SaaS(Software as a service):面向中斷使用者

二、雲端計算的價值

1.行業客戶對雲的認知

大多數客戶人為雲端計算必須演進至開放平臺
認為交付將基於雲來進行
認為找到合適的戰略合作伙伴以啟動雲戰略至關重要
且和多人關心雲平臺的安全性

2.行業客戶反應的困難與挑戰

複雜性與平滑過度
可靠性
工作負載及可遷移性
資料的安全性
廠商鎖定
看不到投資回報

3.雲端計算的價值：

只能資源的排程，即實現負載均衡和通過熱遷移來實現節能減排
提高資源的利用率通過的方式：通過資源共享通過分時共享
分散式的計算和儲存
統一管理
業務快速部署

4.雲端計算帶來的機會
- 對於雲端計算供應商
- 對於最終的消費者
- 對於中小型客戶
- 對於企業級的客戶
- 對於政府機構

三、虛擬化技術的簡介

虛擬化技術的起源
虛擬化技術的發展由來：
60年代在大型機有所應用
90年代在小型機上出現邏輯區分的應用
2000年，X86平臺虛擬技術開始出現
2001年，X86平臺虛擬化技術在伺服器上開始應用
虛擬化技術的推動力：
CPU的處理速度越來越快，超出軟體對硬體效能的要求
INTER和AMD在CPU里加入了虛擬指令
企業成本壓力
環保壓力
不斷增長的業務壓力
虛擬化的概念
虛擬化是指通過虛擬化技術，將一臺計算機虛擬為墮胎邏輯計算機，在一臺計算機上同時執行多個邏輯計算機，每個邏輯計算機可以執行不同的作業系統，並且，應用程式都可以在相互獨立的空間內執行而互不影響，從而顯著的提高了計算機的工作效率。
物理機：宿主機
虛擬機器：客戶機

虛擬化後的區別就是：物理機上可以同時執行多個虛擬機器，而且還有虛擬機器監控器，通過虛擬機器監控器的模擬，可以使得虛擬機器在上層軟體看來就是一個真實的機器。

虛擬機器是將物理資源池化了，多個虛擬機器直接從資源池種獲取資源，與硬體解耦和。

虛擬化的主要內容
計算虛擬化：CPU虛擬化記憶體虛擬化 IO虛擬化
儲存虛擬化：裸裝置+邏輯卷儲存裝置虛擬化主機儲存虛擬化+檔案系統
網路虛擬化: VPN VLAN
虛擬化的本質
分割槽
隔離
封裝
獨立
5.虛擬化技術的應用案例：—熱遷移

四、OpenStack 的架構—瞭解各個元件

提供身份認證服務的 Keystone元件
主要負責身份服務，管理使用者、租戶、角色、服務和服務斷點
可以支援SQL，PAM，LDAP作為後端
提供計算服務的Nova元件
主要負責虛擬機器例項的排程分配以及例項的建立、起停、遷移、重啟等操作，從而來管理雲中例項的生命週期。
是整個雲中的組織控制器
主要功能：
計算服務：
計算節點執行虛擬機器的分散式控制器
負責處理器排程策略及API呼叫等。
提供映象服務的 Glance元件
能夠實現映象的建立、映象快照管理、以及映象模板等等。
同時也支援各種格式的映象格式
提供物件儲存服務的Swift
主要提供了存取資料的應用服務。
通常用於儲存非結構化的資料，比如通常作為Glance元件的儲存後端或者作為一些雲盤等應用
提供網路服務的Neutron
基於軟體定義網路的思想，實現網路資源的軟體化管理。支援各種各樣型別的外掛，實現多租戶網路的隔離。也可以對硬體以及軟體的解決方案進行整合。
提供塊儲存服務 Cinder
為虛擬機器例項提供卷的持久化服務，同時支援一些對卷的快照、備份等的一些管理。基於外掛的架構，非常易於擴充套件。
總結：塊儲存服務持久化磁碟基於外掛的架構，易於擴充套件
提供WEB統一化管理介面服務的 HORIZON元件
主要提供了自動化儀表板的管理服務，實現對使用者、租戶、卷、網路等幾乎多有資源的圖形化管理。
提供監控和計量服務的 Ceilometer
提供對Opens tack中平臺元件的監控
提供紀良服務

五、NOVA

1、什麼是Nova?
Nova是Open stack雲中的計算組織控制器，管理opens tack雲中例項的生命週期的左右活動，使得nova稱為一個負責管理計算資源、網路、認證所需的可擴充套件性平臺。
2.常用術語
KVM：核心虛擬化，Open Stack 預設的Hypervisor
Qemu: KVM 的替補角色，沒有KVM的執行效率高，不支援全虛擬化
Flavor：新建虛擬機器的配置列表，虛擬機器模板
Keypair：ssh連線訪問例項的金鑰對
安全組：是一個控制訪問策略的容器，裡面包含了各種各樣的安全組規則
安全組規則：用來控制例項訪問的具體策略
3.Nova框架
Nova元件
Nova API：提供了統一風格的 RestAPI介面，作為Nova元件的入口，接受使用者的請求
Nova scheduler ：負責排程，將例項分配到具體的計算節點
Nova conductor：主要負責與Nova資料庫進行互動
Nova compute：用於虛擬機器例項的建立和管理
以及提供訊息傳遞的訊息佇列：Nova各個元件之間的訊息傳遞
和資料庫模組：
【重要！！！！】Nova各個元件如何協作執行？
首先，使用者通過CLI命令列或者horizon向Nova元件提出建立例項的請求時，Nova API 作為Nova的入口，將會接受使用者的請求，將會以訊息佇列的方式，將請求傳送給Nova scheduler，Nova scheduler從訊息佇列中，偵聽到Nova API的訊息佇列後，去資料庫中查詢，當前計算節點的負載和使用情況，由於Nova scheduler不能直接跟資料庫進行互動，因此，將會藉助於訊息佇列的方式通過Nova conductor元件，進而與資料庫進行互動，然後將查詢到的結果，將虛擬機器例項分配到當前負載最小，並且滿足啟動虛擬機器例項的那個計算節點上，但最終的虛擬機器例項的元件，還是要靠Nova compute來完成。但是例項的建立，離不開映象、網路等一些資源的配合，因此，Nova compute將會與Nova volume、Nova network等等一些元件通過訊息佇列的方式實現相互的協作。最終完成虛擬機器例項的建立。

Nova的功能特性：
• 實現例項的生命週期的管理
• 調動管理平臺的網路、儲存等資源
• 提供了統一風格的 RestAPI介面
• 支援KVM、VMware等透明的hypervisor
• 各個模組之間通過訊息佇列來進行訊息傳遞

六、提供物件儲存服務的Swift介紹

1.什麼是Swift？
Swift 是提供高可用分散式物件儲存的服務，為nova元件提供虛擬機器映象儲存服務，在資料冗餘方面，無需採用read【？】通過在軟體層面，引入一致性雜湊技術和資料冗餘，犧牲一定得資料一致性，來達到高可用和可伸縮性。支援多租戶模式下，容器和物件讀寫操作，適用於網際網路應用場景下非結構化的資料儲存，比如，華為雲盤等。
2. Swift中的常用術語【1】
Account：使用者定義的管理儲存區域
Container：儲存隔間，類似於資料夾或者目錄
Object：包含了基本的儲存實體和它自身的後設資料
Ring：環，記錄了磁碟上儲存的實體名稱和物理位置的對映關係。

以上術語之間的關係：
首先，可以建立多個account，每個account裡可以建立多個容器container，每個container下可以建立多個object，【container 之間不能相互巢狀】

Swift的介紹
Swift在物理結構上往往會儲存物件的多個副本，通常按照物理位置的特點，將物件拷貝到不同的物理位置的特點，將物件拷貝到不同的物理位置上，來保證資料的可靠性。

常用術語2
Region:地域，從地理位置上劃分的一個概念
Zone：可用區，按照獨立的供網、供電既基礎裝置劃分
Node：節點，代表了一臺儲存伺服器
Disk：磁碟，代表著物理伺服器上的儲存裝置
Cluster：群集，為冗餘考慮而設計的架構

以上術語之間的關係：
可以根據不同的物理位置，有不同的Region，不同的region代表兩個不同的城市，然後在同一個region下，為冗餘的考慮，設定了多個可用區，zone。每一個可用去可以有不同的儲存節點，node；在更大的架構上，兩個region可以構成一個cluster。

Swift的架構
首先，使用者提出一個物件儲存服務的申請，由Swift的ＡＰＩ接受和處理，收到之後，先去找？？？認證節點，對使用者的身份進行認證。認證通過後，將請求提交給，名稱為Swift Proxy的元件，Swift Proxy是Swift 的代理，由Swift Proxy來確定究竟應該將儲存物件放在哪一個滿足儲存要求的儲存節點上。最終將物件儲存到指定的儲存節點上即可。最終將返回結果返回給使用者。
05Keystone 簡介
提供身份驗證、服務規則和服務令牌功能
任何服務之間相互呼叫，都需要經過keystone的身份驗證

常用術語：
User：Openstack最基本的使用者
Project：指分配給使用者的資源的集合
Role：代表一組使用者可以訪問組員的許可權
Domain：定義管理邊界，可以包含多個project/tenant、user、role等
Endpoint：服務的URL路徑，暴露出來的訪問點

七、Keystone認證模型

首先建立兩個域domain1和2，給兩個公司使用，每個公司在domain下建立三個子公司project1 2 3，project下可以建立多個使用者User，使用者User可以跨多個project存在。

Keystone認證原理
當使用者再建立時，將通過Keystone將會建立一個訪問令牌accesstoken，假設當使用者提出建立虛擬機器例項的請求時，首先將自己的訪問令牌和訪問請求提交給NOVE服務，NOVE服務為確保使用者的訪問令牌並沒有篡改過，因此首先會將訪問令牌交給keystone進行驗證，驗證通過後nova為了啟動虛擬機器的例項，還需要向Glance元件申請相關的映象資源，Glance為保證訪問令牌在傳遞的過程中沒有被篡改過，也需要將訪問令牌傳送給keystone做確認，驗證通過後將會發放映象資源給nova元件，虛擬機器例項的建立還需要儲存、網路等資源，因此nova元件還需要給負責各種資源的模組傳遞申請資源的請求，資源申請的過程中都會伴隨這訪問令牌的驗證，nova拿到啟動虛擬機器例項的所有資源後進行例項的啟動，然後分配給相關的使用者。整個過程來看元件之間資源的呼叫都離不開keystone的驗證….

八、Neutron介紹

1.Neutron的簡介：
Neutron時open stack中負責提供網路服務的元件，基於軟體定義網路的思想，實現軟體化的網路資源管理，在實現上，充分利用了linux系統中各種與網路相關的技術，支援第三方外掛
2. Neutron中常用的術語
Bridge-int：綜合網橋，常用於實現內部網路通訊功能的網橋
Br-ex:外部網橋，通常用於跟外部網路通訊的網橋。
Neutron-server：提供了API介面，將配置好的API介面，提供給相關的外掛，進行後續處理
Neutron-L2-agent:二層代理，用於實現二層網路通訊的代理，用於管理VLAN的外掛，接受Neutron-server的指令來建立VLAN。
Neutron-DHCP－agent:為子網自動分發IP地址
Neutron-L3-agent:負責租戶網路和floating IP之間的地址轉換，通過linux iptables 中的NAT功能來實現IP轉換
Neutron-metadata-agent:執行在網路節點上，用來響應nova中的metadata請求
LBaaS agent:為墮胎例項和open vswitch agent提供負載均衡服務
3. Neutron的架構
當Neutron通過API介面，接受來自使用者或者其他元件的網路請求時，以訊息佇列的方式提交給2、3層代理，其中Neutron-DHCP－agent實現子網的建立和IP地址的自動分發。而Neutron-L2-agent實現相同VLAN下，網路的通訊，Neutron-L3-agent實現同一個租戶網路下，不同子網間的通訊

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