云计算与OpenStack

　　《云计算与OpenStack（虚拟机Nova篇）》通过深入剖析OpenStack架构的设计理念及具体实现，结合云计算管理平台建设理论，将理论与实践相结合，让读者知其然并知其所以然。
　　《云计算与OpenStack（虚拟机Nova篇）》在组织形式上，采用简单明了的语法，段落简洁，配合大量的图文以及部分核心代码，形象地表述出技术应用原理。本文穿插了笔者团队积累的一些经验，特别是在应用篇，为不同场景下云计算落地提供了建设实践案例，这在业界是相对少见且比较全面的解决方案。

    陈伯龙？

    长期从事电信领域运营、运维支撑系统研发及项目实施，在系统架构、设计、开发和项目管理中积累了大量一线实践经验，擅长虚拟化、系统监控、运维管理产品规划建设等。目前供职于亚信联创，担任橘云平台服务运营管理部经理职务。



    张 杰？

    亚信联创计费和商业智能产品部橘云管理平台产品负责人。毕业于北方工业大学，虚拟化和云计算专家。与亚信联创的云计算研究及服务团队一起为电信运营商提供先进的云计算解决方案。



    程志鹏？

    毕业于北京理工大学计算机软件专业，硕士学位，长期从事计算机网络通信、网络安全、网络存储相关的研究和开发，具备丰富的一线开发经验。目前供职于某著名网络通信企业，担任高级项目经理职务，对于云计算中的网络通信技术具有独特的见解。

    

PartⅠ 概念篇
第1章 云计算概述
1.1 云计算是什么
1.2 云计算发展现状
1.3 云计算体系架构
1.3.1 云计算参与者
1.3.2 云计算部署方式
1.4 云计算的影响
1.4.1 云计算引发了整个IT行业变革
1.4.2 云计算对经济社会各领域带来深刻影响
1.5 云计算商用解决方案
1.5.1 亚马逊云计算解决方案
1.5.2 VMware vSphere解决方案
1.6 云计算开源解决方案OpenStack
1.6.1 OpenStack发展历史
1.6.2 OpenStack概述

第2章 OpenStack安装体验及入门
2.1 快速体验安装
2.2 脚本安装
2.3 手动安装
2.4 体验篇
2.4.1 创建虚拟机
2.4.2 添加磁盘
2.4.3 安全和访问设置
2.5 Q＆A
2.5.1 虚拟机上是否可以安装OpenStack
2.5.2 找不到安装源
2.5.3 设置上网代理
2.6 如何入门提升
2.6.1 源码阅读
2.6.2 日志分析
2.6.3 安装问题

PartⅡ 架构篇
第3章 系统架构
3.1 整体架构剖析
3.2 逻辑架构
3.2.1 逻辑概念模型
3.2.2 逻辑模块划分
3.3 运行架构
3.4 开发架构
3.5 物理架构

第4章 功能剖析
4.1 消息队列协议AMQP
4.2 调度器nova-scheduler
4.2.1 过滤（Filtering）
4.2.2 权衡（Weighting）
4.3 计算资源管理
4.3.1 KVM适配
4.3.2 VMware适配
4.4 存储资源管理
4.4.1 Cinder功能分析
4.4.2 iSCSI适配
4.4.3 NFS适配
4.5 网络资源管理
4.5.1 IP资源管理
4.5.2 DHCP自动分派IP
4.5.3 网络连接管理
4.5.4 虚拟交换机管理
4.5.5 NAT网络映射
4.5.6 网络安全管理
4.5.7 Quantum项目介绍
Part Ⅲ 实现篇

第5章 计算资源池实现剖析
5.1 代码结构分析
5.1.1 常用命令
5.1.2 代码结构
5.2 业务逻辑模型分析
5.2.1 整体业务逻辑模型
5.2.2 Libvirt虚拟化实现模型
5.2.3 Xen API虚拟化实现模型
5.3 数据模型分析
5.3.1 整体数据模型
5.3.2 虚拟机模型instances
5.3.3 虚拟机状态
5.4 虚拟机开通
5.4.1 操作实现
5.4.2 实现剖析
5.4.3 开通虚拟机外部接口nova-api.create（ ）
5.4.4 开通虚拟机内部接口compute-api.create（ ）
5.4.5 计算节点部署虚拟机
compute-manager.run_instance（）
5.4.6 虚拟化适配
5.5 虚拟机启停
5.5.1 虚拟机关闭
5.5.2 虚拟机启动
5.6 在线热迁移
5.6.1 构建NFS共享存储
5.6.2 修改计算节点配置
5.6.3 迁移虚拟机
5.7 VNC控制台
5.7.1 VNC和noVNC
5.7.2 实现剖析
5.7.3 noVNC代理的配置和部署
5.8 安全组管理
5.8.1 安全组数据模型
5.8.2 安全组创建和删除
5.9 Q＆A
5.9.1 虚拟机部署异常
5.9.2 计算节点服务不能正常启动
5.9.3 热迁移失败
参考文献

第6章 存储资源池实现剖析
6.1 代码结构分析
6.1.1 nova-volume代码结构
6.1.2 Cinder代码结构
6.2 业务逻辑模型分析
6.2.1 整体模型分析
6.2.2 卷管理类（VolumeManager）
6.2.3 iSCSI实现ISCSIDriver
6.3 数据库模型分析
6.3.1 整体模型分析
6.3.2 卷（volumes）
6.4 创建和挂载弹性云硬盘操作实现
6.4.1 创建云硬盘操作实现
6.4.2 挂载云硬盘操作实现
6.5 机架式服务器iSCSI存储实现剖析
6.5.1 LVM基本概念
6.5.2 存储节点预处理
6.5.3 创建云硬盘
6.5.4 挂载云硬盘
6.6 快照管理
6.6.1 创建快照
6.6.2 快照恢复

第7章 网络资源池实现剖析
7.1 代码结构分析
7.1.1 Nova-network代码
7.1.2 Quantum代码
7.2 nova-network业务逻辑模型分析
7.2.1 业务逻辑模型
7.2.2 私网资源池管理NetworkManager
7.2.3 公网资源池管理FloatingIP
7.3 nova-network数据模型分析
7.3.1 整体模型
7.3.2 私有网络Networks
7.3.3 私网IP地址池
7.3.4 弹性IP地址池
7.4 nova-network中FlatDHCP模式
7.4.1 网络部署
7.4.2 网络连接机制剖析
7.4.3 高可用性
7.5 nova-network中VLAN模式
7.5.1 网络部署
7.5.2 网络连接机制剖析
7.5.3 高可用性
7.6 nova-network分配私网IP地址
7.6.1 创建私有网络
7.6.2 分配私网fixed IP
7.6.3 DHCP自动分配IP地址
7.7 nova-network分配弹性IP地址
7.7.1 操作实现
7.7.2 实现剖析
7.8 Quantum业务逻辑模型分析
7.8.1 Quantum-Server业务逻辑模型
7.8.2 Agent业务逻辑模型
7.9 Quantum数据模型分析
7.9.1 整体数据模型
7.9.2 Quantum模型映射关系
7.9.3 端口ports
7.10 Quantum网络模式分析
7.10.1 扁平共享模式（Flat）
7.10.2 租户私有网络
7.11 Quantum操作实现

第8章 Glance镜像管理
8.1 镜像功能架构
8.1.1 逻辑架构
8.1.2 开发架构
8.2 业务逻辑模型分析
8.3 数据模型分析
8.3.1 整体模型
8.3.2 镜像（images）
8.3.3 镜像状态
8.4 制作镜像
8.4.1 制作Windows 7镜像
8.4.2 制作Linux镜像
8.4.3 上传镜像
8.5 创建镜像实现分析

第9章 Horizon前端界面实现剖析
9.1 什么是Django
9.2 Horizon的功能和实现
9.2.1 Horizon介绍
9.2.2 功能架构
9.2.3 部署架构
9.2.4 开发架构
9.2.5 Horizon和Django
9.2.6 Horizon和其他模块的关系
9.3 定制Horizon
9.3.1 修改Web应用的标题
9.3.2 修改Horizon的Logo
9.3.3 修改Dashboard和Panel
9.4 国际化

第10章 Keystone认证管理
10.1 Keystone架构
10.1.1 逻辑架构
10.1.2 开发架构
10.2 数据模型分析
10.2.1 整体模型
10.2.2 用户（user）
10.2.3 项目Tenant
10.2.4 用户项目角色关联表metadata
10.2.5 服务service
10.2.6 服务端endpoint
10.3 Keystone操作体验
10.3.1 创建项目Project
10.3.2 创建用户
10.3.3 为项目Project增加新用户
10.4 认证机制剖析
10.4.1 curl方式创建虚拟机
10.4.2 认证过程剖析
10.4.3 认证获取Token剖析
10.4.4 权限判断
10.5 Q＆A

Part Ⅳ 应用篇
第11章 私有云平台建设
11.1 概述
11.2 适用场景分析
11.2.1 选择私有云
11.2.2 适用场景示例——服务器应用
11.2.3 适用场景示例——桌面云应用
11.3 建设思路
11.3.1 建设思路转变
11.3.2 统筹规划、分阶段建设
11.4 建设过程
11.4.1 网络规划及部署
11.4.2 CPU兼容性
11.5 案例分析
11.6 私有云平台待完善
11.6.1 OpenStack持续优化
11.6.2 系统监控管理
11.6.3 高可用性管理

第12章 公有云平台建设
12.1 谁适用公有云
12.2 运营商建设
12.2.1 小规模应用
12.2.2 大规模建设
12.3 单数据中心建设方案
12.3.1 网络部署方案
12.3.2 共享存储提升高可用性
12.4 多数据中心建设方案
12.4.1 区域Zone解决方案
12.4.2 单元Cell解决方案
后记

在调用stop_instance（）方法时，首先向所有关注shutdown.start事件的模块通告事件信息，调用_deallocate_network0方法释放network模块分配给虚拟机的浮动IP资源。
接着调用compute模块相应驱动类的destroy（）方法，如果使用KVM作为Hypervisor，则调用的就是类LibvirtConnection的destroy（）方法。在destroy方法中，调用Libvirt的destroy（）方法关闭正在运行的虚拟机，虚拟机使用的所有资源都会被Hypervisor回收。接着释放操作系统为虚拟机创建的虚拟接口，释放防火墙，断开所有连接的存储卷。
通知volume模块将存储卷状态更新为未挂载。
向所有关注shutdown.end事件的模块通告事件信息。
最后将虚拟机的状态更新为stopped，任务状态为none。
5.5.2虚拟机启动
当虚拟机处于stopped状态时可以再次启动虚拟机。启动虚拟机与开通虚拟机在处理上基本相同，主要区别在于：开通虚拟机时在启动虚拟机之前需要在数据库中新建虚拟机的表项，而启动虚拟机时所有数据库表项均已创建，直接从数据库中读取即可。
5.6在线热迁移
虚拟机在线热迁移（live—migration）是指在虚拟机不停机的状态下，从一个计算节点迁移至另外的计算节点上，如图5—30所示，虚拟机在迁移过程中没有影响。
在线热迁移有一些前提。
依赖于共享存储，能够在计算节点之间相互迁移，需要两个计算节点采用共享存储，其虚拟机文件需要存储至共享存储中。
计算节点之间的CPU需要兼容，需要相同厂家、相同系列，如果有不同系列，那么就需要参考各厂家的CPU兼容性，具体可以参见10.3.2节。如都是Xen 5500系列的CPU。