API 前端服務
每個 OpenStack 組件可能包含若干子服務，其中必定有一個 API 服務負責接收客戶請求。
以 Nova 為例，nova-api 作為 Nova 組件對外的唯一窗口，向客戶暴露 Nova 能夠提供的功能。 當客戶需要執行虛機相關的操作，能且只能向 nova-api 發送 REST 請求。 這里的客戶包括終端用戶、命令行和 OpenStack 其他組件。
設計 API 前端服務的好處在於： 1. 對外提供統一接口，隱藏實現細節 2. API 提供 REST 標准調用服務，便於與第三方系統集成 3. 可以通過運行多個 API 服務實例輕松實現 API 的高可用，比如運行多個 nova-api 進程
Scheduler 調度服務
對於某項操作，如果有多個實體都能夠完成任務，那么通常會有一個 scheduler 負責從這些實體中挑選出一個最合適的來執行操作。
在前面的例子中，Nova 有多個計算節點。 當需要創建虛機時，nova-scheduler 會根據計算節點當時的資源使用情況選擇一個最合適的計算節點來運行虛機。
調度服務就好比是一個開發團隊中的項目經理，當接到新的開發任務時，項目經理會評估任務的難度，考察團隊成員目前的工作負荷和技能水平，然后將任務分配給最合適的開發人員。
除了 Nova，塊服務組件 Cinder 也有 scheduler 子服務，后面我們會詳細討論。
Worker 工作服務
調度服務只管分配任務，真正執行任務的是 Worker 工作服務。
在 Nova 中，這個 Worker 就是 nova-compute 了。 將 Scheduler 和 Worker 從職能上進行划分使得 OpenStack 非常容易擴展：
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當計算資源不夠了無法創建虛機時，可以增加計算節點（增加 Worker）
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當客戶的請求量太大調度不過來時，可以增加 Scheduler
Driver 框架
OpenStack 作為開放的 Infrastracture as a Service 雲操作系統，支持業界各種優秀的技術。 這些技術可能是開源免費的，也可能是商業收費的。 這種開放的架構使得 OpenStack 能夠在技術上保持先進性，具有很強的競爭力，同時又不會造成廠商鎖定（Lock-in）。
那 OpenStack 的這種開放性體現在哪里呢？ 一個重要的方面就是采用基於 Driver 的框架。
以 Nova 為例，OpenStack 的計算節點支持多種 Hypervisor。 包括 KVM, Hyper-V, VMWare, Xen, Docker, LXC 等。
Nova-compute 為這些 Hypervisor 定義了統一的接口，hypervisor 只需要實現這些接口，就可以 driver 的形式即插即用到 OpenStack 中。 下面是 nova driver 的架構示意圖
在 nova-compute 的配置文件 /etc/nova/nova.conf 中由 compute_driver 配置項指定該計算節點使用哪種 Hypervisor 的 driver
在我們的環境中因為是 KVM，所以配置的是 Libvirt 的 driver。
不知大家是否還記得我們在學習 Glance 時談到： OpenStack 支持多種 backend 來存放 image。 可以是本地文件系統，Cinder，Ceph，Swift 等。
其實這也是一個 driver 架構。 只要符合 Glance 定義的規范，新的存儲方式可以很方便的加入到 backend 支持列表中。
再后面 Cinder 和 Neutron 中我們還會看到 driver 框架的應用。
Messaging 服務
在前面創建虛機的流程示意圖中，我們看到 nova-* 子服務之間的調用嚴重依賴 Messaging。 Messaging 是 nova-* 子服務交互的中樞。
以前沒接觸過分布式系統的同學可能會不太理解為什么不讓 API 直接調用Scheduler，或是讓Scheuler 直接調用 Compute，而是非要通過 Messaging 進行中轉。 這里做一些解釋。
程序之間的調用通常分兩種：同步調用和異步調用。
同步調用
API 直接調用 Scheduler 的接口就是同步調用。 其特點是 API 發出請求后需要一直等待，直到 Scheduler 完成對 Compute 的調度，將結果返回給 API 后 API 才能夠繼續做后面的工作。
異步調用
API 通過 Messaging 間接調用 Scheduler 就是異步調用。 其特點是 API 發出請求后不需要等待，直接返回，繼續做后面的工作。 Scheduler 從 Messaging 接收到請求后執行調度操作，完成后將結果也通過 Messaging 發送給 API。
在 OpenStack 這類分布式系統中，通常采用異步調用的方式，其好處是：
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解耦各子服務 子服務不需要知道其他服務在哪里運行，只需要發送消息給 Messaging 就能完成調用。
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提高性能 異步調用使得調用者無需等待結果返回。這樣可以繼續執行更多的工作，提高系統總的吞吐量。
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提高伸縮性 子服務可以根據需要進行擴展，啟動更多的實例處理更多的請求，在提高可用性的同時也提高了整個系統的伸縮性。而且這種變化不會影響到其他子服務，也就是說變化對別人是透明的。
在后面各章節，我們都能看到 Messaging 的應用。
Database
OpenStack 各組件都需要維護自己的狀態信息。 比如 Nova 中有虛機的規格、狀態，這些信息都是在數據庫中維護的。 每個 OpenStack 組件在 MySQL 中有自己的數據庫。
小結
Nova 是 OpenStack 中最重要的組件，也是很典型的組件。 Nova 充分體現了 OpenStack 的設計思路。 理解了這種思路，再來學習 OpenStack 的其他組件就能夠舉一反三，清晰容易很多。
我們在后面 Cinder 和 Neutron 的學習中還會回顧這些設計思路。