理解 Cinder 架構 - 天天5分鐘玩轉 OpenStack（45）

從本節開始咱們學習 OpenStack 的 Block Storage Service，Cinder

理解 Block Storage

操做系統得到存儲空間的方式通常有兩種：

1. 經過某種協議（SAS,SCSI,SAN,iSCSI 等）掛接裸硬盤，而後分區、格式化、建立文件系統；或者直接使用裸硬盤存儲數據（數據庫）

2. 經過 NFS、CIFS 等 協議，mount 遠程的文件系統

第一種裸硬盤的方式叫作 Block Storage（塊存儲），每一個裸硬盤一般也稱做 Volume（卷） 第二種叫作文件系統存儲。NAS 和 NFS 服務器，以及各類分佈式文件系統提供的都是這種存儲。

理解 Block Storage Service

Block Storage Servicet 提供對 volume 從建立到刪除整個生命週期的管理。

從 instance 的角度看，掛載的每個 Volume 都是一塊硬盤。

OpenStack 提供 Block Storage Service 的是 Cinder，其具體功能是：

1. 提供 REST API 使用戶可以查詢和管理 volume、volume snapshot 以及 volume type

2. 提供 scheduler 調度 volume 建立請求，合理優化存儲資源的分配

3. 經過 driver 架構支持多種 back-end（後端）存儲方式，包括 LVM，NFS，Ceph 和其餘諸如 EMC、IBM 等商業存儲產品和方案

Cinder 架構

下圖是 cinder 的邏輯架構圖

Cinder 包含以下幾個組件：

cinder-api
接收 API 請求，調用 cinder-volume 執行操做。

cinder-volume
管理 volume 的服務，與 volume provider 協調工做，管理 volume 的生命週期。運行 cinder-volume 服務的節點被稱做爲存儲節點。

cinder-scheduler
scheduler 經過調度算法選擇最合適的存儲節點建立 volume。

volume provider
數據的存儲設備，爲 volume 提供物理存儲空間。 cinder-volume 支持多種 volume provider，每種 volume provider 經過本身的 driver 與cinder-volume 協調工做。

Message Queue
Cinder 各個子服務經過消息隊列實現進程間通訊和相互協做。由於有了消息隊列，子服務之間實現瞭解耦，這種鬆散的結構也是分佈式系統的重要特徵。

Database Cinder 有一些數據須要存放到數據庫中，通常使用 MySQL。數據庫是安裝在控制節點上的，好比在咱們的實驗環境中，能夠訪問名稱爲「cinder」的數據庫。

物理部署方案

Cinder 的服務會部署在兩類節點上，控制節點和存儲節點。 咱們來看看控制節點 devstack-controller 上都運行了哪些 cinder-* 子服務。

cinder-api 和 cinder-scheduler 部署在控制節點上，這個很合理。

至於 cinder-volume 也在控制節點上可能有些同窗就會迷糊了：cinder-volume 不是應該部署在存儲節點上嗎？

要回答這個問題，首先要搞清楚一個事實： OpenStack 是分佈式系統，其每一個子服務均可以部署在任何地方，只要網絡可以連通。

不管是哪一個節點，只要上面運行了 cinder-volume，它就是一個存儲節點，固然，該節點上也能夠運行其餘 OpenStack服務。

cinder-volume 是一頂存儲節點帽子，cinder-api 是一頂控制節點帽子。在咱們的環境中，devstack-controller 同時戴上了這兩頂帽子，因此它既是控制節點，又是存儲節點。固然，咱們也能夠用一個專門的節點來運行 cinder-volume。

這再一次展現了 OpenStack 分佈式架構部署上的靈活性： 能夠將全部服務都放在一臺物理機上，用做一個 All-in-One 的測試環境；而在生產環境中能夠將服務部署在多臺物理機上，得到更好的性能和高可用。

RabbitMQ 和 MySQL 一般是放在控制節點上的。

另外，也能夠用 cinder service list 查看 cinder-* 子服務都分佈在哪些節點上

還有一個問題：volume provider 放在那裏？

通常來說，volume provider 是獨立的。cinder-volume 使用 driver 與 volume provider 通訊並協調工做。因此只須要將 driver 與 cinder-volume 放到一塊兒就能夠了。在 cinder-volume 的源代碼目錄下有不少 driver，支持不一樣的 volume provider。

後面咱們會以 LVM 和 NFS 這兩種 volume provider 爲例討論 cinder-volume 的使用，其餘 volume provider 能夠查看 OpenStack 的 configuration 文檔。

下一節咱們將討論 Cinder 的這些組件如何協調工做。