OpenStack+商业虚拟化软件交融

     欢迎各位阅读本篇,OpenStack支持几乎所有类型的云环境，项目目标是提供实施简单、可大规模扩展、丰富、标准统一的云计算管理平台。OpenStack通过各种互补的服务提供了基础设施即服务(IaaS)的解决方案，每个服务提供API以进行集成。本篇文章讲述了OpenStack+商业虚拟化软件交融，课课家教育平台提醒各位：本篇文章纯干货~因此大家一定要认真阅读本篇文章哦!

　　知识分享：OpenStack

　　OpenStack是一个由NASA(美国国家航空航天局)和Rackspace合作研发并发起的，以Apache许可证授权的自由软件和开放源代码项目。OpenStack是一个开源的云计算管理平台项目，由几个主要的组件组合起来完成具体工作。OpenStack支持几乎所有类型的云环境，项目目标是提供实施简单、可大规模扩展、丰富、标准统一的云计算管理平台。

　　OpenStack通过各种互补的服务提供了基础设施即服务(IaaS)的解决方案，每个服务提供API以进行集成。OpenStack是一个旨在为公共及私有云的建设与管理提供软件的开源项目。它的社区拥有超过130家企业及1350位开发者，这些机构与个人都将OpenStack作为基础设施即服务(IaaS)资源的通用前端。OpenStack项目的首要任务是简化云的部署过程并为其带来良好的可扩展性。

　　本文希望通过提供必要的指导信息，帮助大家利用OpenStack前端来设置及管理自己的公共云或私有云。OpenStack云计算平台，帮助服务商和企业内部实现类似于AmazonEC2和S3的云基础架构服务(InfrastructureasaService,IaaS)。OpenStack包含两个主要模块：Nova和Swift，前者是NASA开发的虚拟服务器部署和业务计算模块;后者是Rackspace开发的分布式云存储模块，两者可以一起用，也可以分开单独用。OpenStack除了有Rackspace和NASA的大力支持外，还有包括Dell、Citrix、Cisco、Canonical等重量级公司的贡献和支持，发展速度非常快，有取代另一个业界领先开源云平台Eucalyptus的态势。

　　虚拟化：

　　虚拟化是一个广义的术语，是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是一个为了简化管理，优化资源的解决方案。如同空旷、通透的写字楼，整个楼层没有固定的墙壁，用户可以用同样的成本构建出更加自主适用的办公空间，进而节省成本，发挥空间最大利用率。这种把有限的固定的资源根据不同需求进行重新规划以达到最大利用率的思路，在IT领域就叫做虚拟化技术。

　　虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。CPU的虚拟化技术可以单CPU模拟多CPU并行，允许一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

　　虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行，而在虚拟化技术中，则可以同时运行多个操作系统，而且每一个操作系统中都有多个程序运行，每一个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上;而超线程技术只是单CPU模拟双CPU来平衡程序运行性能，这两个模拟出来的CPU是不能分离的，只能协同工作。

　　虚拟化技术也与Vmware Workstation等同样能达到虚拟效果的软件不同，是一个巨大的技术进步，具体表现在减少软件虚拟机相关开销和支持更广泛的操作系统方面。

　　本文讨论商业虚拟化软件与开源软件OpenStack的整合，是一篇纯粹的技术讨论文章。

　　在企业虚拟化领域，商业虚拟化软件是事实上的先行者，长期以来，处于拥有绝对优势的领导者地位。

　　当OpenStack这位具有强劲实力的后来者出现以后，商业虚拟化软件产商最初是采取敌对的竞争态度，然而，随着OpenStack的迅猛发展，整合 — 成为其毫无悬念的最终选择。

　　在收购以网络虚拟化为核心业务的公司后，开始逐步向OpenStack社区提供各类插件(PlugIn)，籍于此，在OpenStack环境中，可以集成商业虚拟化软件。此后，在插件技术发展了几年之后，VIO 1.0的发布又使得这两类技术的整合达到了一个前所未有的程度。

　　文章将对商业虚拟化软件的计算驱动、镜像驱动、块存储驱动和网络驱动的实现原理逐一进行简要讨论，以此，对商业虚拟化软件与OpenStack的整合原理作一个概貌性的展开分析。

　　整合历程：

　　以下，简要回顾两者融合的大体历程：

　　2012年7月，商业虚拟化软件产商将Quantum项目演化为OpenStack的网络组件项目Neutron

　　2012年8月，商业虚拟化软件产商宣布已经正式提交加入OpenStack社区的申请

　　2012年9月，OpenStack的Folsom版本发布，Neutron项目启动，商业虚拟化软件产商发布了第一个用于融合的OpenStack插件：Neutron NSX Driver

　　2013年4月，OpenStack的Grizzly版本发布，含有的插件为：(1) Neutron NSX Driver;(2) Nova vCenter Driver(新发布)

　　2013年10月，OpenStack的Havana版本发布，含有：(1) NeutronNSX Driver;(2) Nova vCenter Driver;(3) Cinder VMDK Driver(新发布)

　　2014年4月，OpenStack的Icehouse版本发布，含有：(1) Neutron NSX Driver;(2) Nova vCenter Driver;(3) Cinder VMDK Driver;(4) Glance VMDK Driver(新发布)

　　2015年3月，发布VIO v1.0

　　2015年8月，发布VIO v2.0

　　2016年6月，发布VIO v2.5

　　2017年2月，发布VIO v3.1

　　计算驱动

　　一、技术实现原理

　　所提供的计算驱动名为：Nova vCenter Driver，其技术实现原理如下图所示：

　　以下，对技术实现原理图进行简要说明：

　　(1)Nova-Compute中含有 vCenter Driver，可以与管理着ESXi Cluster的vCenter Server通讯，以此管理ESXi Cluster中的计算资源。

　　(2)在OpenStack的Grizzly版本中，一个Driver只支持单个ESXi Cluster。从Havana版本开始，一个Driver能够支持管理多个ESXi Cluster。

　　注：Nova-Compute服务的实例可以在多个独立虚拟机上运行，也可以作为同一虚拟机上的不同进程去运行。

　　(3)对由vCenter Server管理的一个个ESXi Cluster，vCenter Driver会将之向Nova-Scheduler呈现为一个个单独的“主机”实体 (即：Nova-Scheduler会将一个ESXi Cluster看作是一个OpenStack的Compute Node)，“主机”实体的资源由ESXi Cluster之内的ESXi物理主机节点共同组成。

　　(4)Nova-Scheduler会首先选择一个最为合适的ESXi Cluster ，然后，vCenter Driver与vCenter Server APIs进行交互，接着，由vCenter的DRS(Distributed Resource Scheduling)在这个ESXi Cluster中选择合适的ESXi物理主机， 并在其上创建和终止虚拟机实例。

　　(5) 每个ESXi cluster都需要有一个datastore来进行配置和使用。

　　二、具体实施和配置方法：

　　通过对Compute Node的Nova配置文件nova.conf进行配置，启用Nova vCenter Driver，将OpenStack Compute Node与vCenter相连，并且指向特定的ESXi cluster，具体的配置方法如下：

　　对上图中的相关配置段解释如下：

　　① 指定使用的VCDriver

　　② 指定vCenter server的IP地址、连接用户名和相应的口令。

　　③ vCenter driver可以支持多个ESXi cluster，只需要在nova.conf文件中增加多个cluster_name设置行，并配之以恰当的ESXi cluster名称。在此处，需要特别指出的是：在被vCenter driver使用的ESXi cluster和datastore中，除了用vCenter driver自身建立的虚拟机以外，不应含有有其他类型的虚拟机(比如，用vCenter建立的虚拟机)。

　　按照以上所述的实施和配置方法，在OpenStack将虚拟机部署到ESXi Cluster后，虚拟机在vCenter中是可见的，可以使用vSphere的高级特性(如：vMotion实施迁移、高可用性和DRS)，于此同时，这些虚拟机在OpenStack的Dashboard也是可见的，对其进行管控时的操作体验，与执行对其他OpenStack虚拟机时是一样的。

　　小结：OpenStack是一个旨在为公共及私有云的建设与管理提供软件的开源项目。它的社区拥有超过130家企业及1350位开发者，这些机构与个人都将OpenStack作为基础设施即服务(IaaS)资源的通用前端。当然如果大家还想了解更多方面的详细内容的话呢，不妨关注课课家教育平台，在这个学习知识的天堂中，您肯定会有意想不到的收获的!