大家好，想必大家也聽說過 openstack ，很多人在學習過程中都感覺openstack 整個架構比較復雜，涉及到的組件較多，學習也比較吃力。

一、認識 OpenStack

OpenStack is a cloud operating system that controls large pools of compute, storage, and networking resources throughout a datacenter, all managed through a dashboard that gives administrators control while empowering their users to provision resources through a web interface.

以上是官網對 OpenStack 的定義，OpenStack 對整個數據中心的計算、存儲以及網絡資源進行統一的管理。云計算平臺是一個面向服務層面的架構，按照提供服務的不同可分為 IaaS(Infrastructure as a Service，基礎設施即服務)、PaaS(Platform as a Service，平臺即服務)和 SaaS(Software as a Service，軟件即服務)。由上述官網定義來看，OpenStack 針對的是 IT 基礎設施，是 IaaS 層的云操作系統。

OpenStack 已經走過了 9 個年頭。每半年會發布一個新的版本，版本以字母順序命名。現在已經到了第 18 個版本 Rocky(版本 R)，從最初的只有兩個模塊(服務)，發展到現在的數十個模塊，每個模塊都作為獨立的子項目開發。那么，既然有那么多的服務模塊，我們應該如何去進行高效的學習呢——抓住 openstack 最本質的東西(計算，存儲，網絡資源的統一管控)，如下圖所示：

在 openstack 這么龐大的架構里面，究竟哪些組件模塊是負責管理計算，存儲，網絡資源的呢?組件之間又是如何進行協調工作的呢?(下圖被稱為「神圖」，圖片有點大，請橫屏來看)

架構是個好東西，它能夠幫助我們站在高處看清楚事物的整體結構，上圖是 openstack 各個組件之間以及組件內部的交互圖，其實也并不復雜。今天我們先來學習一下 openstack 的三大存儲組件 Glance，Cinder，Swift。

二、淺析 OpenStack 的三大存儲組件 Glance，Cinder，Swift

I.Glance，Cinder，Swift 是什么?

首先咱們要明白，Glance，Cinder，Swift 究竟是什么東西?在 openstack 當中，Glance 是負責提供 Image Service(鏡像服務)的，這個所謂的鏡像服務指的就是去管理 Image，讓用戶能夠發現、獲取和保存 Image。Image 是一個模板，里面包含了基本的操作系統和其他的應用軟件，在云環境的大需求下，(大規模)手動去安裝部署系統比較不靈活，時間較長，效率低下，這個時候就需要更加高效的解決方案————Image。再來看 Cinder，在 openstack 當中，Cinder 是用來提供塊存儲服務的。什么是塊存儲?大家其實可以簡單理解為裸硬盤，通過某種協議(SCSI，iSCSI，SAN 等)掛接裸硬盤，然后進行分區、格式化、創建文件系統，或者直接使用裸硬盤提供存儲空間，進行數據存儲。Swift，為 openstack 提供一種分布式、持續虛擬對象存儲，他其實類似于 Amazon Web Service 的 S3 簡單存儲服務。Swift 具有跨節點百級對象的存儲能力，內建冗余和失效備援管理，也能夠處理歸檔和媒體流，特別是對大數據(千兆字節)和大容量(多對象數量)的測度非常有效。該服務不是必需的，為可選服務。接下來咱們具體來看下三大組件的內部架構以及各個子組件的作用。

II.Glance

Glance-api：接收 REST API 請求，通過其他模塊(glance-registry 及 image store)來完成諸如鏡像的查找、獲取、上傳、刪除等操作。

glance-registry：用于與 MySQL 數據庫交互，用于存儲或獲取鏡像的元數據(metadata)。

image store：是一個存儲的接口層，通過這個接口，glance 可以獲取鏡像，image store 支持的存儲有 Amazon 的 S3、OpenStack 本身的 Swift，還有諸如 ceph，sheepdog，GlusterFS 等分布式存儲。

III.Cinder

Cinder Client 封裝 Cinder 提供的 rest 接口，以 CLI 形式供用戶使用。

Cinder API 對外提供 rest API，對操作需求進行解析，對 API 進行路由尋找相應的處理方法。包含卷的增刪改查(包括從源卷、鏡像、快照創建)、快照增刪改查、備份、volume type 管理、掛載/卸載(Nova 調用)等。

Cinder scheduler 負責收集 backend 上報的容量、能力信息，根據設定的算法完成卷到指定 cinder-volume 的調度。

Cinder volume 多節點部署，使用不同的配置文件、接入不同的 backend 設備，由各存儲廠商插入 driver 代碼與設備交互完成設備容量和能力信息收集、卷操作。

Cinder backup 實現將卷的數據備份到其他存儲介質(目前 Swift/Ceph/TSM 提供了驅動)。

SQL DB 提供存儲卷、快照、備份等數據，支持 Mysql、PG、MSSQL 等 SQL 數據庫。

IV.Swift

Proxy Server：對外提供對象服務 API，由于采用無狀態的 REST 請求協議，可以進行橫向擴展來均衡負載。 ◎Account Server：提供賬戶元數據和統計信息，并維護所含容器列表的服務，每個賬戶的信息被存儲在一個 SQLite 數據庫中。 ◎Container Server：提供容器元數據和統計信息，并維護所含對象列表的服務，每個容器的信息也存儲在一個 SQLite 數據庫中。 ◎Object Server：提供對象元數據和內容服務，每個對象的內容會以文件的形式存儲在文件系統中，元數據會作為文件屬性來存儲，建議采用支持擴展屬性的 XFS 文件系統。

Replicator：檢測本地分區副本和遠程副本是否一致，發現不一致時會采用推式(Push)更新遠程副本，并且確保被標記刪除的對象從文件系統中移除。 ◎Updater：當對象由于高負載的原因而無法立即更新時，任務將會被序列化到在本地文件系統中進行排隊，以便服務恢復后進行異步更新。 ◎Auditor：檢查對象，容器和賬戶的完整性，如果發現比特級的錯誤，文件將被隔離，并復制其他的副本以覆蓋本地損壞的副本;其他類型的錯誤會被記錄到日志中。

Account Reaper：移除被標記為刪除的賬戶，刪除其所包含的所有容器和對象。

三、三大存儲組件的區別

功能上的區別

Glance 提供鏡像服務，他負責對鏡像進行管理，例如發現、注冊，鏡像是產生虛擬機系統盤的模板;Cinder 給虛擬機提供塊級的持久化卷，通過 Cinder 可以實現卷的創建、掛載、快照等功能;Swift 是 openstack 提供的一種分布式、持續虛擬對象存儲。

存儲空間的區別

Glance 并不保存鏡像，他將數據交給后端存儲去進行保存：Swift、本地存儲、OBS 等;Cinder 本身也不保存卷，但他可以通過 Driver 來接管各種存儲，并通過這些存儲給虛擬機提供空間。他可以接管華為 VRM Datastore、VMware Datastore、華為 FusionStorage、華為 OceanStorV3、LVM 等;Swift 它本身維持空間并對外提供對象存儲服務，通常使用本地存儲+XFS 文件系統。

總結一下，今天我們學習了 openstack 以及三大存儲組件的本質以及作用，想要深入學習的同學可以課下去查閱 openstack 相關的文檔，參照對應的文檔不妨可以搭建 openstack 實驗環境來進行一個系統的學習。Openstack經過多年的發展，整個組織架構變得越來越龐大。本身提供多種存儲服務，這也是為了滿足更多不同的需求，體現出開源項目靈活快速的特性。總的說來，當需要去選擇存儲的時候，如果考慮到將來會被多個應用所共同使用，應該視為長期的決策。Openstack作為一個開放的系統，最主要是解決軟硬件供應商鎖定的問題，可以隨時選擇新的硬件供應商，將新的硬件和已有的硬件組成混合的集群，統一管理，當然也可以替換軟件技術服務的提供商，不用動應用。這是開源本身的優勢。