本節討論 nova-compute，並詳細分析 instance 部署的全過程。
先給大家道個歉：今天這篇文章的篇幅比以往要多一些，本來想分兩次發，但考慮到文章的完整和系統性，還是一次發了出來，這次可能要超出 5 分鍾了，大家見諒。
nova-compute 在計算節點上運行，負責管理節點上的 instance。 OpenStack 對 instance 的操作，最后都是交給 nova-compute 來完成的。 nova-compute 與 Hypervisor 一起實現 OpenStack 對 instance 生命周期的管理。
通過 Driver 架構支持多種 Hypervisor
接着的問題是：現在市面上有這么多 Hypervisor，nova-compute 如何與它們配合呢？ 這就是我們之前討論過的 Driver 架構。
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 系統中。 下面是Nova Driver的架構示意圖
我們可以在 /opt/stack/nova/nova/virt/ 目錄下查看到 OpenStack 源代碼中已經自帶了上面這幾個 Hypervisor 的 Driver
某個特定的計算節點上只會運行一種 Hypervisor，只需在該節點 nova-compute 的配置文件 /etc/nova/nova.conf 中配置所對應的 compute_driver 就可以了。
在我們的環境中因為是 KVM，所以配置的是 Libvirt 的 driver。
nova-compute 的功能可以分為兩類：
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定時向 OpenStack 報告計算節點的狀態
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實現 instance 生命周期的管理
下面我們依次介紹。
定期向 OpenStack 報告計算節點的狀態
前面我們看到 nova-scheduler 的很多 Filter 是根據算節點的資源使用情況進行過濾的。 比如 RamFilter 要檢查計算節點當前可以的內存量；CoreFilter 檢查可用的 vCPU 數量；DiskFilter 則會檢查可用的磁盤空間。
那這里有個問題：OpenStack 是如何得知每個計算節點的這些信息呢？ 答案就是：nova-compute 會定期向 OpenStack 報告。
從 nova-compute 的日志 /opt/stack/logs/n-cpu.log 可以發現： 每隔一段時間，nova-compute 就會報告當前計算節點的資源使用情況和 nova-compute 服務狀態。
如果我們再深入問一個問題：nova-compute 是如何獲得當前計算節點的資源使用信息的？ 給大家一分鍾自己先思考一下？
好，揭曉答案。
要得到計算節點的資源使用詳細情況，需要知道當前節點上所有 instance 的資源占用信息。 這些信息誰最清楚？ 當然是 Hypervisor。
大家還記得之前我們討論的 Nova Driver 架構吧，nova-compute 可以通過 Hypervisor 的 driver 拿到這些信息。
舉例來說，在我們的實驗環境下 Hypervisor 是 KVM，用的 Driver 是 LibvirtDriver。 LibvirtDriver 可以調用相關的 API 獲得資源信息，這些 API 的作用相當於我們在 CLI 里執行 virsh nodeinfo、virsh dominfo 等命令。
實現 instance 生命周期的管理
OpenStack 對 instance 最主要的操作都是通過 nova-compute 實現的，包括 instance 的 launch、shutdown、reboot、suspend、resume、terminate、resize、migration、snapshot 等。
本小節重點學習 nova-compute 如何實現 instance launch（部署）操作，其它操作將會在后面的章節討論。
當 nova-scheduler 選定了部署 instance 的計算節點后，會通過消息中間件 rabbitMQ 向選定的計算節點發出 launch instance 的命令。 該計算節點上運行的 nova-compute 收到消息后會執行 instance 創建操作。 日志 /opt/stack/logs/n-cpu.log 記錄了整個操作過程。
nova-compute 創建 instance 的過程可以分為 4 步：
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為 instance 准備資源
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創建 instance 的鏡像文件
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創建 instance 的 XML 定義文件
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創建虛擬網絡並啟動虛擬機
下面我們依次討論每個步驟。
為 instance 准備資源
nova-compute 首先會根據指定的 flavor 依次為 instance 分配內存、磁盤空間和 vCPU。 可以在日志中看到這些細節
網絡資源也會提前分配。
創建 instance 的鏡像文件
資源准備好之后，nova-compute 會為 instance 創建鏡像文件。 OpenStack 啟動一個 instance 時，會選擇一個 image，這個 image 由 Glance 管理。 nova-compute會：
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首先將該 image 下載到計算節點
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然后將其作為 backing file 創建 instance 的鏡像文件。
從 Glance 下載 image
nova-compute 首先會檢查 image 是否已經下載（比如之前已經創建過基於相同 image 的 instance）。如果沒有，就從 Glance 下載 image 到本地。
由此可知，如果計算節點上要運行多個相同 image 的 instance，只會在啟動第一個 instance 的時候從 Glance 下載 image，后面的 instance 啟動速度就大大加快了。 日志如下：
可以看到
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image（ID為 917d60ef-f663-4e2d-b85b-e4511bb56bc2）是 qcow2 格式，nova-compute 將其下載，然后通過 qemu-img 轉換成 raw 格式。 轉換的原因是下一步需要將其作為 instance 的鏡像文件的 backing file，而 backing file不能是 qcow2 格式。
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image 的存放目錄是 /opt/stack/data/nova/instances/_base，這是由 /etc/nova/nova.conf 的下面兩個配置選項決定的。
instances_path = /opt/stack/data/nova/instances base_dir_name = _base
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下載的 image 文件被命名為 60bba5916c6c90ed2ef7d3263de8f653111dd35f，這是 image id 的 SHA1 哈希值。
為 instance 創建鏡像文件
有了 image 之后，instance 的鏡像文件直接通過 qemu-img 命令創建，backing file 就是下載的 image。
這里 instance 的鏡像文件位於 /opt/stack/data/nova/instances/f1e22596-6844-4d7a-84a3-e41e6d7618ef/disk，格式為 qcow2，其中 f1e22596-6844-4d7a-84a3-e41e6d7618ef 就是 instance 的 id。
可以通過 qemu-info 查看 disk 文件的屬性
這里有兩個容易搞混淆的術語，在此特別說明一下：
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image，指的是 Glance 上保存的鏡像，作為 instance 運行的模板。 計算節點將下載的 image 存放在 /opt/stack/data/nova/instances/_base 目錄下。
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鏡像文件，指的是 instance 啟動盤所對應的文件
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二者的關系是：image 是鏡像文件 的 backing file。image 不會變，而鏡像文件會發生變化。比如安裝新的軟件后，鏡像文件會變大。
因為英文中兩者都叫 “image”，為避免混淆，我們用 “image” 和 “鏡像文件” 作區分。
創建 instance 的 XML 定義文件
創建的 XML 文件會保存到該 instance 目錄 /opt/stack/data/nova/instances/f1e22596-6844-4d7a-84a3-e41e6d7618ef，命名為 libvirt.xml
創建虛擬網絡並啟動 instance
接下來便是為 instance 創建虛擬網絡設備
本環境用的是 linux-bridge 實現的虛擬網絡，在 Neutron 章節我們會詳細討論 OpenStack 虛擬網絡的不同實現方式。
一切就緒，接下來可以啟動 instance 了。
至此，instance 已經成功啟動。 OpenStack 圖形界面和 KVM CLI 都可以查看到 instance 的運行狀態。
在計算節點上，instance 並不是以 OpenStack上 的名字命名，而是用 instance-xxxxx 的格式。
哇，居然堅持看完了！
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