OpenStack技術(shù)原理與實戰(zhàn)：存儲組件Cinder的介紹

存儲組件Cinder的介紹南陽理工學(xué)院1目錄Cinder介紹Cinder架構(gòu)和主要服務(wù)Cinder的部署Cinder和Swift比較傳統(tǒng)存儲和Openstack云存儲的對比存儲組件CinderCinder是OpenStackBlockStorage的項目名稱。OpenStack從Folsom開始使用Cinder替換原來的Nova-Volume服務(wù)，為OpenStack云平臺提供塊存儲服務(wù)。主要核心是對卷的管理，允許對卷、卷的類型、卷的快照進(jìn)行處理。它并沒有實現(xiàn)對塊設(shè)備的管理和實際服務(wù)，而是為后端不同的存儲結(jié)構(gòu)提供了統(tǒng)一的接口，不同的塊設(shè)備服務(wù)廠商在Cinder中實現(xiàn)其驅(qū)動支持以與OpenStack進(jìn)行整合。南陽理工學(xué)院3存儲組件Cinder虛擬機對塊存儲的要求如圖所示：南陽理工學(xué)院4Cinder的基本功能南陽理工學(xué)院5Cinder架構(gòu)與其他OpenStack項目類似，Cinder的功能通過API暴露給儀表板和命令行。它能夠通過HTTPAPI來訪問對象存儲，并使用一個名為AuthManager的Python類將身份驗證納入OpenStackKeystone。API解析所有傳入的請求并將它們轉(zhuǎn)發(fā)給消息隊列，調(diào)度程序和卷服務(wù)器在該隊列中執(zhí)行實際的工作。在創(chuàng)建新的卷時，調(diào)度程序?qū)Q定哪臺主機應(yīng)對該卷負(fù)責(zé)。默認(rèn)情況下，它會選擇擁有最多可用空間的節(jié)點。卷管理程序管理著可動態(tài)附加的塊存儲設(shè)備，這些設(shè)備也被稱為卷。它們可用作虛擬實例的啟動設(shè)備，或作為輔助存儲進(jìn)行添加。Cinder還為快照（卷的只讀副本）提供了一種設(shè)備。然后可以使用這些快照來創(chuàng)建新的卷，以供讀寫使用。卷通常通過iSCSI附加到計算節(jié)點。塊存儲也需要某種形式的后端存儲，在默認(rèn)情況下，該后端存儲是本地卷組上的邏輯卷管理，但可以通過驅(qū)動程序?qū)⑺鼣U展到外部存儲陣列或設(shè)備。南陽理工學(xué)院6Cinder架構(gòu)Cinder架構(gòu)如圖所示：南陽理工學(xué)院7Cinder的主要服務(wù)

南陽理工學(xué)院8Cinder服務(wù)的主要組成部分如圖所示：Cinder的主要服務(wù)

（1）APIservice：Cinder-api是主要服務(wù)接口,負(fù)責(zé)接受和處理外界的API請求，并將請求放入RabbitMQ隊列，交由后端執(zhí)行。Cinder目前提供VolumeAPIV2。南陽理工學(xué)院9Cinder的主要服務(wù)

（2）Schedulerservice:負(fù)責(zé)分配存儲資源，處理任務(wù)隊列的任務(wù)，并根據(jù)預(yù)定策略選擇合適的VolumeService節(jié)點來執(zhí)行任務(wù)。目前版本的Cinder僅僅提供了一個SimpleScheduler，由該調(diào)度器選擇卷數(shù)量最少的一個活躍節(jié)點來創(chuàng)建卷。Cinder-scheduler在多backend環(huán)境中決定volume的位置步驟如下：首先判斷host的狀態(tài)，只有service狀態(tài)為up的host才會被考慮；創(chuàng)建volume的時候，根據(jù)filter和weight算法選出最優(yōu)的host來創(chuàng)建volume；遷移volume的時候，根據(jù)filter和weight算法來判斷目的host是不是符合要求。如果選出一個host，則使用RPC調(diào)用Cinder-volume來執(zhí)行volume操作。為了維護(hù)host的狀態(tài)，Cinder-scheduler接受定時的host上Cinder-volume狀態(tài)上報。南陽理工學(xué)院10HostFiltering算法

默認(rèn)的filter包括AvailabilityZoneFilter，CapacityFilter，CapabilitiesFilter。AvailabilityZoneFilter會判斷Cinderhost的availabilityzone是不是與目的az相同。不同則被過濾掉。CapacityFilter會判斷host上的剩余空間free_capacity_gb大小，確保free_capacity_gb大于volume的大小。不夠則被過濾掉CapabilitiesFilter會檢查host的屬性是否和volumetype中的extraspecs是否完全一致，不一致則被過濾掉。經(jīng)過以上Filter的過濾，Cinder-scheduler會得到符合條件的host列表，然后進(jìn)入weighting環(huán)節(jié)，根據(jù)weighting算法選出最優(yōu)的host。得到空列表則報Novalidhostwasfound錯誤。Cinder.conf中，scheduler_default_filters不設(shè)置的話，Cinder-scheduler默認(rèn)會使用這三個filter。南陽理工學(xué)院11HostWeighting算法

在weight算法中包含AllocatedCapacityWeigher，CapacityWeigher和ChanceWeigher三個weighter。AllocatedCapacityWeigher：有最小已使用空間的host勝出?？稍O(shè)置allocated_capacity_weight_multiplier為正值來反轉(zhuǎn)，其默認(rèn)值為-1。CapacityWeigher：有最大可使用空間的host勝出?？稍O(shè)置capacity_weight_multiplier為負(fù)值來反轉(zhuǎn)算法，其默認(rèn)值為1。ChanceWeigher：隨機從過濾出的host中選擇一個host。經(jīng)過此步驟，Cinder-scheduler將得到一個weighted_hosts列表，它將會選擇第一個host做為volume的目的host，把它加到retry_hosts列表中，然后通過RPC調(diào)用上面的Cinder-volume來創(chuàng)建volume。Cinder.conf中，scheduler_default_weighers不設(shè)置的話，Cinder-scheduler默認(rèn)使用CapacityWeigher。南陽理工學(xué)院12Cinder的主要服務(wù)

（3）Volumeservice:該服務(wù)運行在存儲節(jié)點上，負(fù)責(zé)封裝driver，管理存儲空間。不同的driver負(fù)責(zé)控制不同的后端存儲組件之間的rpc調(diào)用（RemoteProcedureCallProtocol遠(yuǎn)程過程調(diào)用協(xié)議）。每個存儲節(jié)點都有一個VolumeService，若干個這樣的存儲節(jié)點聯(lián)合起來可以構(gòu)成一個存儲資源池。南陽理工學(xué)院13Cinder服務(wù)的部署Cinder服務(wù)都可以獨立部署，Cinder同時也提供了一些典型的部署命令：Cinder-all：用于部署all-in-one節(jié)點，即API，Scheduler，Volume服務(wù)部署在該節(jié)點上。Cinder-scheduler：用于將scheduler服務(wù)部署在該節(jié)點上Cinder-api：用于將api服務(wù)部署在該節(jié)點上Cinder-volume：用于將volume服務(wù)部署在該節(jié)點上南陽理工學(xué)院14Cinder與Swift的比較可以將Cinder理解為個人電腦的移動硬盤，它可以隨意格式化，隨時存取。Swift可以理解為網(wǎng)盤，一般存放一些不經(jīng)常修改的數(shù)據(jù)。南陽理工學(xué)院15Cinder與Swift的比較Cinder是塊存儲，當(dāng)創(chuàng)建虛擬機需要用到硬盤的時候，會通過Cinder技術(shù)給虛擬機增加一塊存儲設(shè)備。所以它是一個人性化功能，也可以理解為輔助功能，不是必須的。Swift是對象存儲，是一個存儲系統(tǒng)，當(dāng)你需要存文件的時候，把文件傳給Swift。反過來，取文件的時候，你發(fā)一條命令給Swi