OpenStack的架构详解OpenStack既是一个社区，也是一个项目和一个开源软件，它提供了一个部署云的操作平台或工具集。
其宗旨在于，帮助组织运行为虚拟计算或存储服务的云，为公有云、私有云，也为大云、小云提供可扩展的、灵活的云计算。
1. OpenStack是什么OpenStack既是一个社区，也是一个项目和一个开源软件，它提供了一个部署云的操作平台或工具集。
其宗旨在于，帮助组织运行为虚拟计算或存储服务的云，为公有云、私有云，也为大云、小云提供可扩展的、灵活的云计算。
OpenStack旗下包含了一组由社区维护的开源项目，他们分别是OpenStackCompute(Nova)，OpenStackObjectStorage(Swift)，以及OpenStackImageService(Glance)。
OpenStackCompute[1]，为云组织的控制器，它提供一个工具来部署云，包括运行实例、管理网络以及控制用户和其他项目对云的访问(thecloudthroughusersandprojects)。
它底层的开源项目名称是Nova，其提供的软件能控制IaaS云计算平台，类似于AmazonEC2和RackspaceCloudServers。
实际上它定义的是，与运行在主机操作系统上潜在的虚拟化机制交互的驱动，暴露基于WebAPI的功能。
OpenStackObjectStorage[2]，是一个可扩展的对象存储系统。
对象存储支持多种应用，比如复制和存档数据，图像或视频服务，存储次级静态数据，开发数据存储整合的新应用，存储容量难以估计的数据，为Web应用创建基于云的弹性存储。
OpenStackImageService[1]，是一个虚拟机镜像的存储、查询和检索系统，服务包括的RESTfulAPI允许用户通过HTTP请求查询VM镜像元数据，以及检索实际的镜像。
VM镜像有四种配置方式：简单的文件系统，类似OpenStackObjectStorage的对象存储系统，直接用Amazon'sSimpleStorageSolution(S3)存储，用带有ObjectStore的S3间接访问S3。
三个项目的基本关系如下图1-1所示：1-1 OpenStack三个组件的关系2. 云服务提供商的概念架构OpenStack能帮我们建立自己的IaaS，提供类似AmazonWebService的服务给客户。
为实现这一点，我们需要提供几个高级特性：a)允许应用拥有者注册云服务，查看运用和计费情况;b)允许Developers/DevOpsfolks创建和存储他们应用的自定义镜像;c)允许他们启动、监控和终止实例;d)允许CloudOperator配置和操作基础架构这四点都直击提供IaaS的核心，现在假设你同意了这四个特性，现在就可以将它们放进如下所示的概念架构2-1中。
2-1 OpenStack 概念架构在此模型中，作者假设了需要与云交互的四个用户集：developers, devops, ownersandoperators，并为每类用户划分了他们所需要的功能。
该架构采用的是非常普通的分层方法(presentation, logicandresources)，它带有两个正交区域。
展示层，组件与用户交互，接受和呈现信息。
Webportals为非开发者提供图形界面，为开发者提供API端点。
如果是更复杂的结构，负载均衡，控制代理，安全和名称服务也都会在这层。
逻辑层为云提供逻辑(intelligence)和控制功能。
这层包括部署(复杂任务的工作流)，调度(作业到资源的映射)，策略(配额等等)，镜像注册imageregistry(实例镜像的元数据)，日志(事件和计量)。
假设绝大多数服务提供者已经有客户身份和计费系统。
任何云架构都需要整合这些系统。
在任何复杂的环境下，我们都将需要一个management层来操作这个环境。
它应该包括一个API访问云管理特性以及一些监控形式(forms)。
很可能，监控功能将以整合的形式加入一个已存在的工具中。
当前的架构中已经为我们虚拟的服务提供商加入了monitoring和adminAPI，在更完全的架构中，你将见到一系列的支持功能，比如provisioning和configurationmanagement。
最后，资源层。
既然这是一个compute云，我们就需要实际的compute、network和storage资源，以供应给我们的客户。
该层提供这些服务，无论他们是服务器，网络交换机，NAS(networkattachedstorage)还是其他的一些资源。
3. OpenStack Compute架构3.1 OpenStack Compute逻辑架构OpenStack Compute逻辑架构中，组件中的绝大多数可分为两种自定义编写的Python 守护进程(custom written python daemons)。
a) 接收和协调API调用的WSGI应用(nova-api, glance-api, etc)b) 执行部署任务的Worker守护进程(nova-compute, nova-network, nova-schedule, etc.)然而，逻辑架构中有两个重要的部分，既不是自定义编写，也不是基于Python，它们是消息队列和数据库。
二者简化了复杂任务(通过消息传递和信息共享的任务)的异步部署。
逻辑架构图3-1如下所示：3-1 OpenStack Compute逻辑架构从图中，我们可以总结出三点：a) 终端用户(DevOps, Developers 和其他的 OpenStack 组件)通过和nova-api对话来与OpenStack Compute交互。
b) OpenStack Compute守护进程之间通过队列(行为)和数据库(信息)来交换信息，以执行API请求。
c) OpenStack Glance基本上是独立的基础架构，OpenStack Compute通过Glance API 来和它交互。
其各个组件的情况如下：a) nova-api守护进程是OpenStack Compute的中心。
它为所有API查询(OpenStack API 或 EC2 API)提供端点，初始化绝大多数部署活动(比如运行实例)，以及实施一些策略(绝大多数的配额检查)。
b) nova-compute进程主要是一个创建和终止虚拟机实例的Worker守护进程。
其过程相当复杂，但是基本原理很简单：从队列中接收行为，然后在更新数据库的状态时，执行一系列的系统命令执行他们。
c) nova-volume管理映射到计算机实例的卷的创建、附加和取消。
这些卷可以来自很多提供商，比如，ISCSI和AoE。
d) Nova-network worker守护进程类似于nova-compute和nova-volume。
它从队列中接收网络任务，然后执行任务以操控网络，比如创建bridging interfaces或改变iptables rules。
e) Queue提供中心hub，为守护进程传递消息。
当前用RabbitMQ实现。
但是理论上能是python ampqlib支持的任何AMPQ消息队列。
f) SQL database存储云基础架构中的绝大多数编译时和运行时状态。
这包括了可用的实例类型，在用的实例，可用的网络和项目。
理论上，OpenStack Compute能支持SQL-Alchemy 支持的任何数据库，但是当前广泛使用的数据库是sqlite3(仅适合测试和开发工作)，MySQL 和PostgreSQL。
g) OpenStack Glance，是一个单独的项目，它是一个compute架构中可选的部分，分为三个部分：glance-api, glance-registry and the image store. 其中，glance-api接受API调用，glance-registry负责存储和检索镜像的元数据，实际的Image Blob存储在Image Store中。
Image Store可以是多种不同的Object Store，包括OpenStack Object Storage (Swift)h) 最后，user dashboard是另一个可选的项目。
OpenStack Dashboard提供了一个OpenStack Compute界面来给应用开发者和devops staff类似API的功能。
当前它是作为Django web Application来实现的。
当然，也有其他可用的Web前端。
3.2 概念映射将逻辑架构映射到概念架构中(如3-2所示)，可以看见我们还缺少什么。
3-2 逻辑架构到概念架构的映射这种覆盖方式并不是唯一的，这里的只是作者的理解。
通过覆盖OpenStack Compute 逻辑组件，Glance和Dashboard，来表示功能范围。
对于每一个覆盖，都有相应的提供该功能的逻辑组件的名称。
a) 在这种覆盖范围中，最大的差距是logging和billing。
此刻，OpenStack Compute 没有能协调logging事件、记录日志以及创建/呈现bills的Billing组件。
真正的焦点是logging和Billing的整合。
这能通过以下方式来补救。
比如代码扩充，商业产品或者服务或者自定义日志解析的整合。
b) Identity也是未来可能要补充的一点。
c) customer portal也是一个整合点。
user dashboard(见运行的实例，启动新的实例)没有提供一个界面，来允许应用拥有者签署服务，跟踪它们的费用以及声明有问题的票据(lodge trouble tickets)。
而且，这很可能对我们设想的服务提供商来说是合适的。
d) 理想的情况是，Admin API会复制我们能通过命令行接口做的所有功能。
在带有Admin API work的Diablo 发布中会更好。
e) 云监控和操作将是服务提供商关注的重点。
好操作方法的关键是好的工具。
当前，OpenStack Compute 提供 nova-instancemonitor，它跟踪计算结点使用情况。
未来我们还需要三方工具来监控。
f) Policy是极其重要的方面，但是会与供应商很相关。
从quotas到QoS，到隐私控制都在其管辖内。
当前图上有部分覆盖，但是这取决于供应商的复杂需求。
为准确起见，OpenStack Compute 为实例，浮点IP地址以及元数据提供配额。
g) 当前，OpenStack Compute内的Scheduling对于大的安装来说是相当初步的。
调度器是以插件的方式设计的，目前支持chance(随机主机分配)，simple(最少负载)和zone(在一个可用区域里的随机结点。