全方位掌握OpenStack技術知識

     大家好，我是小棗君。最近幾年，OpenStack這個詞開始頻繁出現，引起了越來越多人的關注。

     對於大部分人來說，這是一個很陌生的詞，不知道它到底是什麼，從哪裡來，有什麼用，和自己的工作有什麼關係。

     有人可能知道，它和現在非常火的雲端計算有很大的關係。伴隨它一起出現的，還有很多新詞，例如NFV、Nova、Neutron、Horizon等，更加讓人云裡霧裡。

    為了消除大家的疑惑，今天小棗君就來一個“大揭祕”——通過這篇通俗易懂的科普文，幫助大家輕鬆入門OpenStack。

OpenStack的起源

這玩意到底是從哪冒出來的？

      我們先來說說OpenStack的起源吧。

      2002年，美國著名的電商公司亞馬遜（Amazon）幹了一件“不務正業”的事。他們向客戶推出了一項全新的業務——包括儲存空間、計算能力等資源服務的Web Service。這就是大名鼎鼎的AWS（Amazon Web Service）。

      說白了，這個Web Service服務，就是為大家提供“遠端電腦”。你可以遠端控制它，有硬碟，有CPU，有記憶體啥的。你在上面配置你的各種服務，然後給你的使用者使用，例如網站、FTP等。這個就是雲端計算的一種早期形式。

      後來，到了2006年，亞馬遜又推出了彈性計算雲（Elastic Compute Cloud），也稱 EC2 。EC2配置介面更簡單，使用起來更方便，關鍵一點，它開始有了“彈性”！

什麼是“彈性”？別急哈，等會我們再解釋。

同樣是2006年，8月9日，Google執行長埃裡克·施密特在搜尋引擎大會上首次提出“雲端計算”（Cloud Computing）的概念。從此，雲端計算進入了高速發展階段。

雲端計算

到了2010年，當時有一家名叫Rackspace的公司，他們一直在做和亞馬遜一樣的雲主機和雲儲存服務，但是始終都幹不過亞馬遜，排名第二。他們一氣之下，乾脆就把它們的雲儲存服務給開源了。

啥叫開源（Open Source）？開源就是開放原始碼，把程式的程式碼公開了，給所有人免費檢視和使用。和他們一起開放原始碼的，還有一個傢伙，就是——NASA。

好吧，又是一個“不務正業”的傢伙。

NASA之前在雲端計算方面投入了大量的資金，但是後來發現這玩意好像是個無底洞，太燒錢了。而且，他們也似乎意識到這不是他們該乾的事。所以，NASA和Rackspace一起，選擇開放原始碼。

其實還有一個原因：以前NASA是使用Eucalyptus雲端計算管理平臺，不過這個平臺分成兩個版本，一個開源的版本，一個收費的版本。這就導致NASA很不爽，向Eucalyptus貢獻程式碼，結果Eucalyptus認為這個程式碼和收費版本衝突，不接受。NASA給氣得不行，所以選擇了將程式碼開源。

Rackspace和NASA並不是簡單地程式碼一丟完事，而是聯手共同成立了一個開源專案。這個專案，就是OpenStack。

OpenStack的版本

開源後的OpenStack，到底經歷了什麼？

開源專案的玩法，和企業內部研發是完全不一樣的。開源專案中，地球上所有人都可以為這個專案貢獻自己的力量，也可以使用這個專案的開發成果。也就是說，“人人為我，我為人人”。

開源(Open Source)

但是，為了保證專案能規範、有序地推進下去，還是需要有人“牽頭”和“打雜”的。OpenStack作為一個開源專案，它是由開源社群來負責推進和維護的。這個社群也並不是一盤散沙，它有自己的組織形態。

首先，有一個OpenStack基金會，下面設立了董事會、技術委員會、使用者委員會。基金會享有話語權，進行目標和發展的引導。

基金會成員有三種形式。首先是獨立個體，也就是以個人名義為OpenStack做出貢獻。

其次是鉑金會員。主要由對OpenStack作出重要承諾的公司組成，他們提供資金與資源。目前，OpenStack基金會主要有 7 家鉑金會員。

      最後是金牌會員。同樣由公司組成，他們贊助的資金與資源比鉑金會員稍微少一些。目前，OpenStack基金會擁有 21 位金牌會員。

      從2010年專案誕生之日起，OpenStack開源社群每年都會開兩次設計峰會（Design Summit），釋出兩個正式版本。迄今為止，一共已經出了17個版本。

OpenStack設計峰會

這裡我要開啟“吐槽”模式了。開源社群這幫搞技術的宅男腐女，不管年齡大小，內心仍然是一群孩子。他們平時在公司上班比較“木雞”，在社群這種自由環境裡是一個比一個“皮”。

從哪可以看出來？就在“取名”上——他們竟然給每個版本都單獨取了一個名字(而非商業軟體一樣按數字序號命名)。每個版本的名字如下:

不知道大家看出來沒有，這些名字都是有“玄機”的！首先，版本號的第一個字母，從A開始，然後B、C、D… 其次，每個名字都是從當次設計峰會所在城市中選一個地名，作為該版本的名字。

例如，第一個版本Austin，就是根據Rackspace公司所在地（也是第一次峰會所在地）——美國德克薩斯州的首府“奧斯丁”確定的。還有第9個版本，當時峰會是在香港舉辦的，用的“雪廠街”這個名字。

這麼做的直接後果就是，記憶和分辨起來真的很困難，容易看暈。

OpenStack的架構

它由哪些部分組成？是如何進行工作的？

接下來，我們看看OpenStack的架構。前面說了，OpenStack從一開始，就是為了雲端計算服務的。簡單來說，它就是一個作業系統，一套軟體，一套IaaS軟體。

什麼是IaaS？Infrastructure as a Service，基礎設施即服務(瞭解更多，看這裡:“雲端計算”)。

雲端計算的三種服務模式：IaaS、PaaS、SaaS

管理“基礎設施資源”，便於使用者呼叫和使用，是OpenStack的首要任務。基礎設施資源，主要包括三個方面：計算、儲存、網路。說通俗點，就是CPU，硬碟，網路卡。

OpenStack對資源進行管理，並且以服務的形式提供給上層應用或者使用者去使用。

例如前面我們所說的“彈性”。正是因為資源能夠被靈活呼叫，所以使用者使用資源時，這個雲平臺可以根據使用者的需要，動態增加和刪減資源，不用中斷使用者的使用，更無需全新申請。這就是“彈性”。

那麼，它到底是如何實現的呢？答案是——通過它的眾多元件。

前方高能預警……

學習OpenStack，最痛苦的事情，莫過於看它的架構。不信？好，扔個圖給你看:

OpenStack系統架構邏輯關係圖

嚇尿了吧。這還不算是最複雜的，再扔一個給你。

好了好了，不扔了，人都跑光了。OpenStack擁有眾多的元件，通過元件之間協同進行工作，所以看上去架構非常複雜。我還是用一個簡單的圖吧，看得更明白些，如下:

這個圖裡面的彩色方塊，就是OpenStack最核心的元件。說到這些元件的名字，我實在忍不住又要吐槽這幫程式猿了，簡直就是“取名狂魔”！他們不僅給每個專案版本單獨取名字，連openstack內部的元件也難逃他們的魔爪。

OpenStack關鍵元件及作用

這些元件裡，我挑幾個再介紹一下(看不懂也沒關係，可以跳過):

• Nova

Nova是整個Openstack裡面最核心的元件。當初Rackspace和NASA貢獻程式碼時，NASA貢獻的那部分就是Nova最早的程式碼（Rackspace貢獻的程式碼是Swift）。OpenStack雲例項生命期所需的各種動作都將由Nova進行處理和支撐，它負責管理整個雲的計算資源、網路、授權及測度。

• Keystone

Keystone為所有的OpenStack元件提供認證和訪問策略服務，主要對(但不限於)Swift、Glance、Nova等進行認證與授權。

• Horizon

Horizon是一個用以管理、控制OpenStack服務的Web控制皮膚。使用者可以通過這個介面對OpenStack狀態進行檢視和管理。

用Horizon管理OpenStack

也就是說，OpenStack的元件都有自己的功能定位。其實，每個元件都可以算是獨立的一個程式(Software)。 

Open為開放之意，Stack則是堆砌

也就是許多Open的Softwares進行集合和堆砌。

關於技術細節，就先說這麼多吧，再說下去估計人都跑光啦。

OpenStack的發展

現在的它，是一個什麼規模和狀態？

經過八年的努力，如今的OpenStack已經今非昔比。很多企業和個人紛紛加入Openstack開源社群，使之成為了目前僅次於LINUX的全球第二大開源社群。

按官網最新資料，現在有180多個國家，677家企業，87426名社群會員通過各種方式支撐著這個專案。專案的程式碼也已經超過了2000萬行。

全球一半以上的500強企業，都採用了OpenStack技術。而且，根據調查，有75%以上的企業打算今後使用這項技術。

OpenStack在各行業的應用情況佔比（2017年）

小棗君作為一枚通訊汪，這裡要特別強調一下，雖然OpenStack是雲端計算技術，主要是IT的概念，但對於通訊行業來說極為重要。

通訊網路中的核心網，已經全面開始了向虛擬化和雲端計算的演進。小棗君之前就介紹過，現在通訊行業裡火熱的NFV技術，就是基於虛擬化的，採用了IT裡面的很多理念和設計。而核心網的IT化，將是整個通訊系統IT化的第一步。

華為的FusionSphere平臺和中興的TECS平臺，都是基於OpenStack進行二次開發的商業系統。這些平臺都已經被自家的核心網和雲端計算產品採用，目前處於替代傳統平臺的階段。

OpenStack之所以這麼受歡迎，主要原因有三個方面:

• 首先是快速。OpenStack安裝部署所需要的時間很少，而時間就是價值。 

• 其次是靈活。OpenStack獲得了各大領導廠商的廣泛支援，相容性和適用性極強，使用起來非常方便可靠。
  

• 最後是便宜。作為開源專案，OpenStack的使用成本相對低廉，還能獲得源源不斷的更新，因為開源社群在為專案貢獻活力。

總而言之，Openstack擁有非常大的發展潛力，目前處於高速發展的上升期。在未來很長一段時間內，這種趨勢都不會改變。

OpenStack的學習

到底該如何對它進行學習呢？

經過上面的介紹，想必大家熱血沸騰，躍躍欲試了吧？OpenStack這麼牛掰，到底該如何學習它呢？它看上去那麼複雜，會不會很難學會呢？

其實，雖然前面看到的架構很複雜，但是真心要學習OpenStack的話，並沒有想象得那麼困難。

因為OpenStack是開源的專案，所以網際網路上相關的學習資料非常豐富。無論是官方文件，還是非官方資料，都數不勝數。所以，問題不在於資料缺乏，而是資料太多你看不完…

官方網站強大的資料庫和技術支撐

https://www.openstack.org/

網上也有很多手把手進行教學的文件和視訊，可以方便新人學習時進行參考。推薦幾個大咖，大家可以百度找他們的部落格來看: 陳沙克、何明桂、孔令賢，Cloudman。有了官方資料，加上大咖的部落格，你只需要一臺電腦，你就可以開始OpenStack的學習——直接下載，直接安裝，直接配置，直接使用，沒有任何門檻要求。如果遇到問題，先別急著找人問，先自己嘗試找資料解決，一定會學得嗖嗖快。

不過，OpenStack入門雖然很容易，但是精通就很難了。需要長時間不斷地鑽研和積累，還需要進行大量的實踐部署，才有可能成為專家。

到底哪些人需要學習OpenStack呢？小棗君覺得，有三種人最應該立刻開始對它的學習。

1、IT行業從業者

這就不用多說了，未來網路就是雲端計算，大資料的天下，只要是從事IT方面的工作，肯定會和雲打交道，OpenStack作為雲端計算技術的代表，是一個合適的切入點。

2、通訊、電子、計算機專業的大學生

雲端計算技術在目前大部分高校都沒有合適的教學規劃，所以，在校大學生應該注意提前進行此類趨勢技術的學習，既有利於就業，又能緊跟時代節奏，選擇將來進修的合適方向。

3、通訊行業從業者

啥都別說了，通訊人趕緊滾去學習吧。好啦，關於OpenStack的介紹，就到這裡，謝謝大家的觀看！

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