nova-compute 部署 instance詳解 - 天天5分鐘玩轉 OpenStack（28）

本節討論 nova-compute，並詳細分析 instance 部署的全過程。

先給你們道個歉：今天這篇文章的篇幅比以往要多一些，原本想分兩次發，但考慮到文章的完整和系統性，仍是一次發了出來，此次可能要超出 5 分鐘了，你們見諒。

nova-compute 在計算節點上運行，負責管理節點上的 instance。 OpenStack 對 instance 的操做，最後都是交給 nova-compute 來完成的。 nova-compute 與 Hypervisor 一塊兒實現 OpenStack 對 instance 生命週期的管理。

經過 Driver 架構支持多種 Hypervisor

接着的問題是：如今市面上有這麼多 Hypervisor，nova-compute 如何與它們配合呢？ 這就是咱們以前討論過的 Driver 架構。

nova-compute 爲這些 Hypervisor 定義了統一的接口，Hypervisor 只須要實現這些接口，就能夠 Driver 的形式即插即用到 OpenStack 系統中。 下面是Nova Driver的架構示意圖

咱們能夠在 /opt/stack/nova/nova/virt/ 目錄下查看到 OpenStack 源代碼中已經自帶了上面這幾個 Hypervisor 的 Driver

某個特定的計算節點上只會運行一種 Hypervisor，只需在該節點 nova-compute 的配置文件 /etc/nova/nova.conf 中配置所對應的 compute_driver 就能夠了。

在咱們的環境中由於是 KVM，因此配置的是 Libvirt 的 driver。

nova-compute 的功能能夠分爲兩類：

1. 定時向 OpenStack 報告計算節點的狀態

2. 實現 instance 生命週期的管理

下面咱們依次介紹。

按期向 OpenStack 報告計算節點的狀態

前面咱們看到 nova-scheduler 的不少 Filter 是根據算節點的資源使用狀況進行過濾的。 好比 RamFilter 要檢查計算節點當前能夠的內存量；CoreFilter 檢查可用的 vCPU 數量；DiskFilter 則會檢查可用的磁盤空間。

那這裏有個問題：OpenStack 是如何得知每一個計算節點的這些信息呢？ 答案就是：nova-compute 會按期向 OpenStack 報告。

從 nova-compute 的日誌 /opt/stack/logs/n-cpu.log 能夠發現： 每隔一段時間，nova-compute 就會報告當前計算節點的資源使用狀況和 nova-compute 服務狀態。

若是咱們再深刻問一個問題：nova-compute 是如何得到當前計算節點的資源使用信息的？ 給你們一分鐘本身先思考一下？

好，揭曉答案。

要獲得計算節點的資源使用詳細狀況，須要知道當前節點上全部 instance 的資源佔用信息。 這些信息誰最清楚？ 固然是 Hypervisor。

你們還記得以前咱們討論的 Nova Driver 架構吧，nova-compute 能夠經過 Hypervisor 的 driver 拿到這些信息。

舉例來講，在咱們的實驗環境下 Hypervisor 是 KVM，用的 Driver 是 LibvirtDriver。 LibvirtDriver 能夠調用相關的 API 得到資源信息，這些 API 的做用至關於咱們在 CLI 裏執行 virsh nodeinfo、virsh dominfo 等命令。

實現 instance 生命週期的管理

OpenStack 對 instance 最主要的操做都是經過 nova-compute 實現的，包括 instance 的 launch、shutdown、reboot、suspend、resume、terminate、resize、migration、snapshot 等。

本小節重點學習 nova-compute 如何實現 instance launch（部署）操做，其它操做將會在後面的章節討論。

當 nova-scheduler 選定了部署 instance 的計算節點後，會經過消息中間件 rabbitMQ 向選定的計算節點發出 launch instance 的命令。 該計算節點上運行的 nova-compute 收到消息後會執行 instance 建立操做。 日誌 /opt/stack/logs/n-cpu.log 記錄了整個操做過程。

nova-compute 建立 instance 的過程能夠分爲 4 步：

1. 爲 instance 準備資源

2. 建立 instance 的鏡像文件

3. 建立 instance 的 XML 定義文件

4. 建立虛擬網絡並啓動虛擬機

下面咱們依次討論每一個步驟。

爲 instance 準備資源

nova-compute 首先會根據指定的 flavor 依次爲 instance 分配內存、磁盤空間和 vCPU。 能夠在日誌中看到這些細節

網絡資源也會提早分配。

建立 instance 的鏡像文件

資源準備好以後，nova-compute 會爲 instance 建立鏡像文件。 OpenStack 啓動一個 instance 時，會選擇一個 image，這個 image 由 Glance 管理。 nova-compute會：

1. 首先將該 image 下載到計算節點

2. 而後將其做爲 backing file 建立 instance 的鏡像文件。

從 Glance 下載 image

nova-compute 首先會檢查 image 是否已經下載（好比以前已經建立過基於相同 image 的 instance）。若是沒有，就從 Glance 下載 image 到本地。

由此可知，若是計算節點上要運行多個相同 image 的 instance，只會在啓動第一個 instance 的時候從 Glance 下載 image，後面的 instance 啓動速度就大大加快了。 日誌以下：

能夠看到

1. image（ID爲 917d60ef-f663-4e2d-b85b-e4511bb56bc2）是 qcow2 格式，nova-compute 將其下載，而後經過 qemu-img 轉換成 raw 格式。 轉換的緣由是下一步須要將其做爲 instance 的鏡像文件的 backing file，而 backing file不能是 qcow2 格式。

2. image 的存放目錄是 /opt/stack/data/nova/instances/_base，這是由 /etc/nova/nova.conf 的下面兩個配置選項決定的。

instances_path = /opt/stack/data/nova/instances

base_dir_name = _base

1. 下載的 image 文件被命名爲 60bba5916c6c90ed2ef7d3263de8f653111dd35f，這是 image id 的 SHA1 哈希值。

爲 instance 建立鏡像文件

有了 image 以後，instance 的鏡像文件直接經過 qemu-img 命令建立，backing file 就是下載的 image。

這裏 instance 的鏡像文件位於 /opt/stack/data/nova/instances/f1e22596-6844-4d7a-84a3-e41e6d7618ef/disk，格式爲 qcow2，其中 f1e22596-6844-4d7a-84a3-e41e6d7618ef 就是 instance 的 id。

能夠經過 qume-info 查看 disk 文件的屬性

這裏有兩個容易搞混淆的術語，在此特別說明一下：

1. image，指的是 Glance 上保存的鏡像，做爲 instance 運行的模板。 計算節點將下載的 image 存放在 /opt/stack/data/nova/instances/_base 目錄下。

2. 鏡像文件，指的是 instance 啓動盤所對應的文件

3. 兩者的關係是：image 是鏡像文件 的 backing file。image 不會變，而鏡像文件會發生變化。好比安裝新的軟件後，鏡像文件會變大。

由於英文中二者都叫 「image」，爲避免混淆，咱們用 「image」 和 「鏡像文件」 做區分。

建立 instance 的 XML 定義文件

建立的 XML 文件會保存到該 instance 目錄 /opt/stack/data/nova/instances/f1e22596-6844-4d7a-84a3-e41e6d7618ef，命名爲 libvirt.xml

建立虛擬網絡並啓動 instance

接下來即是爲 instance 建立虛擬網絡設備

本環境用的是 linux-bridge 實現的虛擬網絡，在 Neutron 章節咱們會詳細討論 OpenStack 虛擬網絡的不一樣實現方式。

一切就緒，接下來能夠啓動 instance 了。

至此，instance 已經成功啓動。 OpenStack 圖形界面和 KVM CLI 均可以查看到 instance 的運行狀態。

在計算節點上，instance 並非以 OpenStack上 的名字命名，而是用 instance-xxxxx 的格式。

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