在當(dāng)今快速發(fā)展的云計(jì)算領(lǐng)域，OpenStack作為一個(gè)開源的云計(jì)算平臺(tái)備受矚目。它的靈活性、可擴(kuò)展性和開放性使其成為了構(gòu)建私有云和公共云解決方案的首選。本文將介紹OpenStack的基本概念、核心組件以及其在云計(jì)算領(lǐng)域的重要作用。
一、概述
OpenStack是一個(gè)由NASA（美國(guó)國(guó)家航空航天局）和Rackspace合作開發(fā)的開源云計(jì)算平臺(tái)項(xiàng)目，旨在為私有云和公有云提供可擴(kuò)展的彈性云計(jì)算服務(wù)。它采用Apache許可證進(jìn)行授權(quán)，致力于提供實(shí)施簡(jiǎn)單、可大規(guī)模擴(kuò)展、豐富且標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的云計(jì)算管理平臺(tái)。
作為一個(gè)云平臺(tái)管理項(xiàng)目，OpenStack不是一個(gè)單一的軟件，而是由多個(gè)組件組合而成，以完成特定的任務(wù)。它的社區(qū)擁有超過130家企業(yè)和1350位開發(fā)者，這些組織和個(gè)人將OpenStack作為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)資源的通用前端。OpenStack項(xiàng)目的主要目標(biāo)是簡(jiǎn)化云的部署過程并提升其可擴(kuò)展性。
OpenStack由Rackspace和NASA共同開發(fā)，旨在幫助服務(wù)提供商和企業(yè)內(nèi)部構(gòu)建類似于Amazon EC2和S3的云基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)（即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）。它主要包括兩個(gè)核心模塊：Nova和Swift。Nova是NASA開發(fā)的虛擬服務(wù)器部署和業(yè)務(wù)計(jì)算模塊，而Swift是由Backpack開發(fā)的分布式云存儲(chǔ)模塊。這兩個(gè)模塊可以一起使用，也可以分開單獨(dú)使用。
OpenStack是一個(gè)開源項(xiàng)目，除了得到Rackspace和NASA的支持外，還得到了Dell、Citrix、Cisco、Canonical等重量級(jí)公司的貢獻(xiàn)和支持。由于這些努力，OpenStack的發(fā)展速度非?？?，有取代其他領(lǐng)先開源云平臺(tái)（如Eucalyptus）的趨勢(shì)。
二、核心組件
OpenStack由多個(gè)核心組件構(gòu)成，每個(gè)組件負(fù)責(zé)管理不同方面的云計(jì)算資源。以下是一些常見的核心組件：
1、計(jì)算（Compute）：Nova。一套控制器，用于為單個(gè)用戶或使用群組管理虛擬機(jī)實(shí)例的整個(gè)生命周期，根據(jù)用戶需求來提供虛擬服務(wù)。負(fù)責(zé)虛擬機(jī)創(chuàng)建、開機(jī)、關(guān)機(jī)、掛起、暫停、調(diào)整、遷移、重啟、銷毀等操作，配置CPU、內(nèi)存等信息規(guī)格。自Austin版本集成到項(xiàng)目中。
2、對(duì)象存儲(chǔ)（Object Storage）：Swift。一套用于在大規(guī)?？蓴U(kuò)展系統(tǒng)中通過內(nèi)置冗余及高容錯(cuò)機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)象存儲(chǔ)的系統(tǒng)，允許進(jìn)行存儲(chǔ)或者檢索文件。可為Glance提供鏡像存儲(chǔ)，為Cinder提供卷備份服務(wù)。自Austin版本集成到項(xiàng)目中。
3、鏡像服務(wù)（Image Service）：Glance。一套虛擬機(jī)鏡像查找及檢索系統(tǒng)，支持多種虛擬機(jī)鏡像格式（AKI、AMI、ARI、ISO、QCOW2、Raw、VDI、VHD、VMDK），有創(chuàng)建上傳鏡像、刪除鏡像、編輯鏡像基本信息的功能。自Bexar版本集成到項(xiàng)目中。
4、身份服務(wù)（Identity Service）：Keystone。為OpenStack其他服務(wù)提供身份驗(yàn)證、服務(wù)規(guī)則和服務(wù)令牌的功能，管理Domains、Projects、Users、Groups、Roles。自Essex版本集成到項(xiàng)目中。
5、網(wǎng)絡(luò)&地址管理（Network）：Neutron。提供云計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，為OpenStack其他服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。為用戶提供接口，可以定義Network、Subnet、Router，配置DHCP、DNS、負(fù)載均衡、L3服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)支持GRE、VLAN。插件架構(gòu)支持許多主流的網(wǎng)絡(luò)廠家和技術(shù)，如OpenvSwitch。自Folsom版本集成到項(xiàng)目中。
6、塊存儲(chǔ) (Block Storage)：Cinder。為運(yùn)行實(shí)例提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)服務(wù)，它的插件驅(qū)動(dòng)架構(gòu)有利于塊設(shè)備的創(chuàng)建和管理，如創(chuàng)建卷、刪除卷，在實(shí)例上掛載和卸載卷。自Folsom版本集成到項(xiàng)目中。
7、UI 界面 (Dashboard)：Horizon。OpenStack中各種服務(wù)的Web管理門戶，用于簡(jiǎn)化用戶對(duì)服務(wù)的操作，例如：?jiǎn)?dòng)實(shí)例、分配IP地址、配置訪問控制等。自Essex版本集成到項(xiàng)目中。
8、測(cè)量 (Metering)：Ceilometer。像一個(gè)漏斗一樣，能把OpenStack內(nèi)部發(fā)生的幾乎所有的事件都收集起來，然后為計(jì)費(fèi)和監(jiān)控以及其它服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。自Havana版本集成到項(xiàng)目中。
9、部署編排 (Orchestration)：Heat。提供了一種通過模板定義的協(xié)同部署方式，實(shí)現(xiàn)云基礎(chǔ)設(shè)施軟件運(yùn)行環(huán)境（計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)資源）的自動(dòng)化部署。自Havana版本集成到項(xiàng)目中。
10、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)（Database Service）：Trove。為用戶在OpenStack的環(huán)境提供可擴(kuò)展和可靠的關(guān)系和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)引擎服務(wù)。自Icehouse版本集成到項(xiàng)目中。
三、應(yīng)用
OpenStack已被廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)景和行業(yè)，包括企業(yè)內(nèi)部部署、公共云服務(wù)提供商和科研機(jī)構(gòu)等。一些知名的云計(jì)算服務(wù)提供商，如Rackspace、HP和IBM等，都基于OpenStack構(gòu)建了自己的云平臺(tái)，為用戶提供各種云計(jì)算服務(wù)。
在企業(yè)內(nèi)部部署方面，OpenStack可以幫助企業(yè)構(gòu)建靈活、安全和高效的私有云解決方案，滿足不同部門和業(yè)務(wù)線的需求。同時(shí)，OpenStack還支持混合云和多云環(huán)境的部署，使企業(yè)能夠充分利用各種云資源，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活擴(kuò)展和跨云平臺(tái)的互操作性。
四、工作流程
Open Stack的各個(gè)服務(wù)之間通過統(tǒng)一的REST風(fēng)格的API調(diào)用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的松耦合。它內(nèi)部組件的工作過程是一個(gè)有序的整體。諸如計(jì)算資源分配、控制調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)通信等都通過AMQP實(shí)現(xiàn)。
Open Stack的上層用戶是程序員、一般用戶和 Horizon界面等模塊。這三者都是采用 Open Stack各個(gè)組件提供的API接口進(jìn)行交互，而它們之間則是通過AMQP進(jìn)行互相調(diào)用，它們共同利用底層的虛擬資源為上層用戶和程序提供云計(jì)算服務(wù)。
總的來說，OpenStack作為一個(gè)開源、靈活和強(qiáng)大的云計(jì)算平臺(tái)，正在成為云計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一。它不僅為用戶提供了豐富的云計(jì)算功能和服務(wù)，還促進(jìn)了整個(gè)云計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和創(chuàng)新。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和社區(qū)的持續(xù)努力，OpenStack將在未來發(fā)揮越來越重要的作用，為用戶提供更加完善和可靠的云計(jì)算解決方案。
