Openstack 部署之 Nova（六）

一、Nova 基础

1、Nova 概述

Nova（OpenStack Compute Service）是 OpenStack 最核心的服务，负责维护和管理云环境的计算资源，同时管理虚拟机生命周期。

Nova自身并没有提供任何虚拟化能力，它提供计算服务，使用不同的显拟1化驱动来与底层支持的Hypervisor(虚拟机管理器）进行交互。所有的计算实例（虚拟服务器）由Nova进行生命周期的调度管理(后动、注起、停止、删除等)。

Nova需要keystone.glance、neutron、cinder和swift等其他服务的支持，能与这些服务集成，实现如加密磁盘、裸金属计算实例等。

2、Nova 架构

Nova 的架构比较复杂，包含很多组件。 这些组件以子服务（后台 deamon 进程）的形式运行，分为以下几种：

(1) nova-api

是整个 Nova 组件的门户，接收和响应客户的 API 调用。所有对 Nova 的请求都首先由 nova-api 处理。nova-api 向外界暴露若干 HTTP REST API 接口 在 keystone 中我们可以查询 nova-api 的 endponits。

客户端就可以将请求发送到 endponits 指定的地址，向 nova-api 请求操作。 当然，作为最终用户的我们不会直接发送 Rest API请求。 OpenStack CLI，Dashboard 和其他需要跟 Nova 交换的组件会使用这些 API。

Nova-api 对接收到的 HTTP API 请求会做如下处理：

• 检查客户端传入的参数是否合法有效。

• 调用 Nova 其他子服务的处理客户端 HTTP 请求。

• 格式化 Nova 其他子服务返回的结果并返回给客户端。

nova-api 接收哪些请求？

简单的说，只要是跟虚拟机生命周期相关的操作，nova-api 都可以响应。 大部分操作都可以在 Dashboard 上找到。打开Instance管理界面，除了提供 OpenStack 自己的API，nova-api 还支持 Amazon EC2 API。 也就是说，如果客户以前使用 Amazon EC2，并且用 EC2 的 API 开发了些工具来管理虚机，那么如果现在要换成 OpenStack，这些工具可以无缝迁移到 OpenStack，因为 nova-api 兼容 EC2 API，无需做任何修改。

(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。创建 Instance 时，用户会提出资源需求，例如 CPU、内存、磁盘各需要多少。OpenStack 将这些需求定义在 flavor 中，用户只需要指定用哪个 flavor 就可以了。

下面介绍 nova-scheduler 是如何实现调度的。在 /etc/nova/nova.conf 中，nova 通过 driver=filter_scheduler 这个参数来配置 nova-scheduler。

Filter scheduler

Filter scheduler 是 nova-scheduler 默认的调度器，调度过程分为两步：

a. 通过过滤器（filter）选择满足条件的计算节点（运行 nova-compute）

b. 通过权重计算（weighting）选择在最优（权重值最大）的计算节点上创建 Instance。

Filter schedule允许使用第三方 scheduler，配置 scheduler_driver 即可。 这又一次体现了OpenStack的开放性。Scheduler 可以使用多个 filter 依次进行过滤，过滤之后的节点再通过计算权重选出最适合的节点。

当 Filter scheduler 需要执行调度操作时，会让 filter 对计算节点进行判断，filter 返回 True 或 False。经过前面一堆 filter 的过滤，nova-scheduler 选出了能够部署 instance 的计算节点。

Scheduler 会对每个计算节点打分，得分最高的获胜。 打分的过程就是 weight，翻译过来就是计算权重值，目前 nova-scheduler 的默认实现是根据计算节点空闲的内存量计算权重值： 空闲内存越多，权重越大，instance 将被部署到当前空闲内存最多的计算节点上。

(3) nova-compute：

nova-compute 是管理虚机的核心服务，在计算节点上运行。通过调用Hypervisor API实现节点上的 instance的生命周期管理。 OpenStack 对 instance 的操作，最后都是交给 nova-compute 来完成的。 nova-compute 与 Hypervisor 一起实现 OpenStack 对 instance 生命周期的管理。

Openstack中虚机默认的保存路径在：/var/lib/nova/instances。

通过Driver架构支持多种Hypervisor。

Hypervisor是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。nova-compute 为这些 Hypervisor 定义了统一的接口，Hypervisor 只需要实现这些接口，就可以 Driver 的形式即插即用到 OpenStack 系统中。

(4) nova-conductor：

nova-compute 经常需要更新数据库，比如更新和获取虚机的状态。 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。

(5) Console Interface

• nova-console： 用户可以通过多种方式访问虚机的控制台：

• nova-novncproxy： 基于 Web 浏览器的 VNC 访问

• nova-spicehtml5proxy： 基于 HTML5 浏览器的 SPICE 访问

• nova-xvpnvncproxy： 基于 Java 客户端的 VNC 访问

• nova-consoleauth： 负责对访问虚机控制台请求提供 Token 认证

• nova-cert： 提供 x509 证书支持

二、Nova部署

1、控制节点操作

(1) 创建nova数据库，并执行授权操作

#登陆mysql ，如果有密码则使用 mysql -u root -p
[root@controller ~]# mysql

#创建数据库 nova_api
MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE nova_api;

#创建数据库 nova
MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE nova;

#创建数据库 nova_cell0
MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE nova_cell0;

#nova_api授予权限
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_api.* TO 'nova'@'localhost' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_api.* TO 'nova'@'%' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';

#nova授予权限
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova.* TO 'nova'@'localhost'  IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova.* TO 'nova'@'%' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';

#nova_cell0授予权限
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_cell0.* TO 'nova'@'localhost' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_cell0.* TO 'nova'@'%' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';

#退出数据库
MariaDB [(none)]> quit

(2) 在Keystone上创建用户，关联角色

#创建用户
[root@controller ~]# openstack user create --domain default --password NOVA_PASS  nova
+---------------------+----------------------------------+
| Field               | Value                            |
+---------------------+----------------------------------+
| domain_id           | default                          |
| enabled             | True                             |
| id                  | d5822431914e44ada7f7b795a18fdbc5 |
| name                | nova                             |
| options             | {}                               |
| password_expires_at | None                             |
+---------------------+----------------------------------+

#关联角色
[root@controller ~]# openstack role add --project service --user nova admin

#创建 nova service
[root@controller ~]# openstack service create --name nova --description "OpenStack Compute" compute
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | OpenStack Compute                |
| enabled     | True                             |
| id          | decf85729d0a4f548dd0897f756f86ef |
| name        | nova                             |
| type        | compute                          |
+-------------+----------------------------------+

(3) 在keystone上注册api访问地址

[root@controller ~]# openstack endpoint create --region RegionOne compute public http://controller:8774/v2.1
+--------------+----------------------------------+
| Field        | Value                            |
+--------------+----------------------------------+
| enabled      | True                             |
| id           | 49a3b72075464debb3d14c89b89661ab |
| interface    | public                           |
| region       | RegionOne                        |
| region_id    | RegionOne                        |
| service_id   | decf85729d0a4f548dd0897f756f86ef |
| service_name | nova                             |
| service_type | compute                          |
| url          | http://controller:8774/v2.1      |
+--------------+----------------------------------+

[root@controller ~]# openstack endpoint create --region RegionOne compute internal http://controller:8774/v2.1
+--------------+----------------------------------+
| Field        | Value                            |
+--------------+----------------------------------+
| enabled      | True                             |
| id           | ff95cabd968b4845bbc09b2ecbf9c0e0 |
| interface    | internal                         |
| region       | RegionOne                        |
| region_id    | RegionOne                        |
| service_id   | decf85729d0a4f548dd0897f756f86ef |
| service_name | nova                             |
| service_type | compute                          |
| url          | http://controller:8774/v2.1      |
+--------------+----------------------------------+

[root@controller ~]# openstack endpoint create --region RegionOne compute admin http://controller:8774/v2.1
+--------------+----------------------------------+
| Field        | Value                            |
+--------------+----------------------------------+
| enabled      | True                             |
| id           | b6a586c1e74a41ae95e27cbcd9607df8 |
| interface    | admin                            |
| region       | RegionOne                        |
| region_id    | RegionOne                        |
| service_id   | decf85729d0a4f548dd0897f756f86ef |
| service_name | nova                             |
| service_type | compute                          |
| url          | http://controller:8774/v2.1      |
+--------------+----------------------------------+

(4) 安装软件包

[root@controller ~]# yum install openstack-nova-api openstack-nova-conductor openstack-nova-novncproxy openstack-nova-scheduler -y

(5) 修改配置文件

#修改nova配置文件/etc/nova/nova.conf
[root@controller ~]# cp /etc/nova/nova.conf /etc/nova/nova.conf.bak
[root@controller ~]# grep -Ev "^#|^$" /etc/nova/nova.conf.bak > /etc/nova/nova.conf
[root@controller ~]# vi /etc/nova/nova.conf
[DEFAULT]
enabled_apis = osapi_compute,metadata
my_ip = 192.168.10.222
transport_url = rabbit://openstack:RABBIT_PASS@controller:5672/
use_neutron = True
firewall_driver = nova.virt.firewall.NoopFirewallDriver
[api]
auth_strategy = keystone
[api_database]
connection = mysql+pymysql://nova:NOVA_DBPASS@controller/nova_api
[barbican]
[cache]
[cells]
[cinder]
[cloudpipe]
[conductor]
[console]
[consoleauth]
[cors]
[cors.subdomain]
[crypto]
[database]
connection = mysql+pymysql://nova:NOVA_DBPASS@controller/nova
[ephemeral_storage_encryption]
[filter_scheduler]
[glance]
api_servers = http://controller:9292
[guestfs]
[healthcheck]
[hyperv]
[image_file_url]
[ironic]
[key_manager]
[keystone_authtoken]
www_authenticate_uri = http://controller:5000/
auth_url = http://controller:5000/
memcached_servers = controller:11211
auth_type = password
project_domain_name = Default
user_domain_name = Default
project_name = service
username = nova
password = NOVA_PASS
[libvirt]
[matchmaker_redis]
[metrics]
[mks]
[neutron]
[notifications]
[osapi_v21]
[oslo_concurrency]
lock_path = /var/lib/nova/tmp
[oslo_messaging_amqp]
[oslo_messaging_kafka]
[oslo_messaging_notifications]
[oslo_messaging_rabbit]
[oslo_messaging_zmq]
[oslo_middleware]
[oslo_policy]
[pci]
[placement]
region_name = RegionOne
project_domain_name = Default
project_name = service
auth_type = password
user_domain_name = Default
auth_url = http://controller:5000/v3
username = placement
password = PLACEMENT_PASS
[quota]
[rdp]
[remote_debug]
[scheduler]
[serial_console]
[service_user]
[spice]
[ssl]
[trusted_computing]
[upgrade_levels]
[vendordata_dynamic_auth]
[vmware]
[vnc]
enabled = true
server_listen = $my_ip
server_proxyclient_address = $my_ip
[workarounds]
[wsgi]
[xenserver]
[xvp]

(6) 同步数据库

[root@controller ~]# su -s /bin/sh -c "nova-manage api_db sync" nova
[root@controller ~]# su -s /bin/sh -c "nova-manage cell_v2 map_cell0" nova
[root@controller ~]# su -s /bin/sh -c "nova-manage cell_v2 create_cell --name=cell1 --verbose" nova
[root@controller ~]# su -s /bin/sh -c "nova-manage db sync" nova

# 验证 nova cell0 和 cell1 是否正确注册
[root@controller ~]# su -s /bin/sh -c "nova-manage cell_v2 list_cells" nova
+-------+--------------------------------------+------------------------------------------+-------------------------------------------------+----------+
|  Name |                 UUID                 |              Transport URL               |               Database Connection               | Disabled |
+-------+--------------------------------------+------------------------------------------+-------------------------------------------------+----------+
| cell0 | 00000000-0000-0000-0000-000000000000 |                  none:/                  | mysql+pymysql://nova:****@controller/nova_cell0 |  False   |
| cell1 | 771a0328-3035-49f5-951e-0c56e5f636fb | rabbit://openstack:****@controller:5672/ |    mysql+pymysql://nova:****@controller/nova    |  False   |
+-------+--------------------------------------+------------------------------------------+-------------------------------------------------+----------+

(7) 启动服务

[root@controller ~]# systemctl enable openstack-nova-api.service openstack-nova-scheduler.service openstack-nova-conductor.service openstack-nova-novncproxy.service

[root@controller ~]# systemctl start openstack-nova-api.service openstack-nova-scheduler.service openstack-nova-conductor.service openstack-nova-novncproxy.service

(8) 验证

[root@controller ~]# nova service-list
+--------------------------------------+----------------+------------+----------+---------+-------+----------------------------+-----------------+-------------+
| Id                                   | Binary         | Host       | Zone     | Status  | State | Updated_at                 | Disabled Reason | Forced down |
+--------------------------------------+----------------+------------+----------+---------+-------+----------------------------+-----------------+-------------+
| 027ad868-0c2c-4f20-958a-429c8fe141ec | nova-conductor | controller | internal | enabled | up    | 2021-08-23T09:45:16.000000 | -               | False       |
| 35031a41-d092-4b24-abbf-a74b84fa59d2 | nova-scheduler | controller | internal | enabled | up    | 2021-08-23T09:45:20.000000 | -               | False       |
+--------------------------------------+----------------+------------+----------+---------+-------+----------------------------+-----------------+-------------+

2、计算节点配置

注：如果把控制节点也作为计算节点的话，就在控制节点进行以下操作。

(1) 安装

[root@compute ~]# yum install openstack-nova-compute -y

(2) 配置/etc/nova/nova.conf

[root@compute ~]#  cp /etc/nova/nova.conf /etc/nova/nova.conf.bak
[root@compute ~]# grep -Ev "^#|^$" /etc/nova/nova.conf.bak > /etc/nova/nova.conf
[root@compute ~]# vi /etc/nova/nova.conf
[root@compute ~]# cat /etc/nova/nova.conf
[DEFAULT]
enabled_apis = osapi_compute,metadata
transport_url = rabbit://openstack:RABBIT_PASS@controller
my_ip = 192.168.10.222
use_neutron = true
firewall_driver = nova.virt.firewall.NoopFirewallDriver
[api]
auth_strategy = keystone
[api_database]
[barbican]
[cache]
[cinder]
[compute]
[conductor]
[console]
[consoleauth]
[cors]
[database]
[devices]
[ephemeral_storage_encryption]
[filter_scheduler]
[glance]
api_servers = http://controller:9292
[guestfs]
[healthcheck]
[hyperv]
[ironic]
[key_manager]
[keystone]
[keystone_authtoken]
www_authenticate_uri = http://controller:5000/
auth_url = http://controller:5000/
memcached_servers = controller:11211
auth_type = password
project_domain_name = Default
user_domain_name = Default
project_name = service
username = nova
password = NOVA_PASS
[libvirt]
[metrics]
[mks]
[neutron]
[notifications]
[osapi_v21]
[oslo_concurrency]
lock_path = /var/lib/nova/tmp
[oslo_messaging_amqp]
[oslo_messaging_kafka]
[oslo_messaging_notifications]
[oslo_messaging_rabbit]
[oslo_middleware]
[oslo_policy]
[pci]
[placement]
region_name = RegionOne
project_domain_name = Default
project_name = service
auth_type = password
user_domain_name = Default
auth_url = http://controller:5000/v3
username = placement
password = PLACEMENT_PASS
[powervm]
[privsep]
[profiler]
[quota]
[rdp]
[remote_debug]
[scheduler]
[serial_console]
[service_user]
[spice]
[upgrade_levels]
[vault]
[vendordata_dynamic_auth]
[vmware]
[vnc]
enabled = true
server_listen = 0.0.0.0
server_proxyclient_address = $my_ip
novncproxy_base_url = http://controller:6080/vnc_auto.html
[workarounds]
[wsgi]
[xenserver]
[xvp]
[zvm]

(3) 最终安装确定

[root@compute ~]# egrep -c '(vmx|svm)' /proc/cpuinfo
0

如果此命令返回 1 或更大的值，则您的计算节点支持硬件加速，这通常不需要额外配置。 如果此命令返回值为零，则您的计算节点不支持硬件加速，您必须将 libvirt 配置为使用 QEMU 而不是 KVM。

编辑 /etc/nova/nova.conf 修改内容如下：

[libvirt]
# ...
virt_type = qemu

(4) 启动服务

[root@compute ~]# systemctl enable libvirtd.service openstack-nova-compute.service
[root@compute ~]# systemctl start libvirtd.service openstack-nova-compute.service

(5) 将计算节点添加到数据库（控制节点执行）

确认数据库中有计算主机

[root@controller ~]# openstack compute service list --service nova-compute
+----+--------------+---------+------+---------+-------+----------------------------+
| ID | Binary       | Host    | Zone | Status  | State | Updated At                 |
+----+--------------+---------+------+---------+-------+----------------------------+
|  8 | nova-compute | compute | nova | enabled | up    | 2021-08-23T10:04:44.000000 |
+----+--------------+---------+------+---------+-------+----------------------------+

发现计算主机

[root@controller ~]# su -s /bin/sh -c "nova-manage cell_v2 discover_hosts --verbose" nova
Found 2 cell mappings.
Skipping cell0 since it does not contain hosts.
Getting computes from cell 'cell1': 771a0328-3035-49f5-951e-0c56e5f636fb
Checking host mapping for compute host 'compute': b5efd8e3-c924-4b29-839f-65f4b3f10a2b
Creating host mapping for compute host 'compute': b5efd8e3-c924-4b29-839f-65f4b3f10a2b
Found 1 unmapped computes in cell: 771a0328-3035-49f5-951e-0c56e5f636fb

添加新的计算节点时，您必须在控制节点上运行nova-manage cell_v2 discover_hosts以注册这些新的计算节点。或者，您可以设置适当的间隔：编辑/etc/nova/nova.conf文件。配置内容如下所示：

[scheduler]
discover_hosts_in_cells_interval = 300

三、参考文章

感谢以下文章和博主的帮助！

参考链接：云计算openstack核心组件——nova计算服务 - uplee - 博客园 (cnblogs.com)