一、nova介紹
Nova 是 OpenStack 最核心的服務，負責維護和管理雲環境的計算資源。OpenStack 作為 IaaS 的雲操作系統，虛擬機生命周期管理也就是通過 Nova 來實現的。
用途與功能 :
1) 實例生命周期管理
2) 管理計算資源
3) 網絡和認證管理
4)REST 風格的 API
5) 異步的一致性通信
6)Hypervisor 透明:支持Xen,XenServer/XCP,KVM, UML,VMware vSphere and Hyper-V
在上圖中可以看到，Nova 處於 Openstak 架構的中心，其他組件都為 Nova 提供支持： Glance 為 VM 提供 image Cinder 和 Swift 分別為 VM 提供塊存儲和對象存儲 Neutron 為 VM 提供網絡連接。
Nova 架構如下：
Nova 的架構比較復雜，包含很多組件。 這些組件以子服務（后台 deamon 進程）的形式運行，可以分為以下幾類：
API:
nova-api
是整個 Nova 組件的門戶，接收和響應客戶的 API 調用。所有對 Nova 的請求都首先由 nova-api 處理。nova-api 向外界暴露若干 HTTP REST API 接口 在 keystone 中我們可以查詢 nova-api 的 endponits。
[root@node1 ~]# openstack endpoint list | grep nova
| 2173c915a1044e8a821bae1a0c021fd7 | RegionOne | nova | compute | True | admin | http://node1:8774/v2.1 | | e795ed786f5442ccb5768afe99b10f6b | RegionOne | nova | compute | True | internal | http://node1:8774/v2.1 | | fa76111a5b56461d97adbfdf066ceeb1 | RegionOne | nova | compute | True | public | http://node1:8774/v2.1 |
客戶端就可以將請求發送到 endponits 指定的地址，向 nova-api 請求操作。 當然，作為最終用戶的我們不會直接發送 Rest AP I請求。 OpenStack CLI，Dashboard 和其他需要跟 Nova 交換的組件會使用這些 API。
Nova-api 對接收到的 HTTP API 請求會做如下處理：
1. 檢查客戶端傳入的參數是否合法有效
2. 調用 Nova 其他子服務的處理客戶端 HTTP 請求
3. 格式化 Nova 其他子服務返回的結果並返回給客戶端
nova-api 接收哪些請求？
簡單的說，只要是跟虛擬機生命周期相關的操作，nova-api 都可以響應。 大部分操作都可以在 Dashboard 上找到。打開Instance管理界面
除了提供 OpenStack 自己的API，nova-api 還支持 Amazon EC2 API。 也就是說，如果客戶以前使用 Amazon EC2，並且用 EC2 的 API 開發了些工具來管理虛機，那么如果現在要換成 OpenStack，這些工具可以無縫遷移到 OpenStack，因為 nova-api 兼容 EC2 API，無需做任何修改。
Compute Core：
a）nova-scheduler：
虛機調度服務，負責決定在哪個計算節點上運行虛機。創建 Instance 時，用戶會提出資源需求，例如 CPU、內存、磁盤各需要多少。OpenStack 將這些需求定義在 flavor 中，用戶只需要指定用哪個 flavor 就可以了。
下面介紹 nova-scheduler 是如何實現調度的。在 /etc/nova/nova.conf 中，nova 通過 driver=filter_scheduler 這個參數來配置 nova-scheduler。
Filter scheduler
Filter scheduler 是 nova-scheduler 默認的調度器，調度過程分為兩步：
1. 通過過濾器（filter）選擇滿足條件的計算節點（運行 nova-compute）
2. 通過權重計算（weighting）選擇在最優（權重值最大）的計算節點上創建 Instance。
Nova 允許使用第三方 scheduler，配置 scheduler_driver 即可。 這又一次體現了OpenStack的開放性。Scheduler 可以使用多個 filter 依次進行過濾，過濾之后的節點再通過計算權重選出最適合的節點。
b）nova-compute：
nova-compute 是管理虛機的核心服務，在計算節點上運行。通過調用Hypervisor API實現節點上的 instance的生命周期管理。 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
Hypervisor是計算節點上跑的虛擬化管理程序，虛機管理最底層的程序。 不同虛擬化技術提供自己的 Hypervisor。 常用的 Hypervisor 有 KVM，Xen， VMWare 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 系統中。
nova-conductor：
nova-compute 經常需要更新數據庫，比如更新和獲取虛機的狀態。 出於安全性和伸縮性的考慮，nova-compute 並不會直接訪問數據庫，而是將這個任務委托給 nova-conductor。
這樣做有兩個顯著好處：
1. 更高的系統安全性
2. 更好的系統伸縮性
Console Interface：
nova-console： 用戶可以通過多種方式訪問虛機的控制台：
nova-novncproxy： 基於 Web 瀏覽器的 VNC 訪問
nova-spicehtml5proxy： 基於 HTML5 瀏覽器的 SPICE 訪問
nova-xvpnvncproxy： 基於 Java 客戶端的 VNC 訪問
nova-consoleauth： 負責對訪問虛機控制台請求提供 Token 認證
nova-cert： 提供 x509 證書支持
Database：
Nova 會有一些數據需要存放到數據庫中，一般使用 MySQL。數據庫安裝在控制節點上。 Nova 使用命名為 “nova” 的數據庫。
Message Queue：
在前面我們了解到 Nova 包含眾多的子服務，這些子服務之間需要相互協調和通信。為解耦各個子服務，Nova 通過 Message Queue 作為子服務的信息中轉站。 所以在架構圖上我們看到了子服務之間沒有直接的連線，是通過 Message Queue 聯系的。
OpenStack 默認是用 RabbitMQ 作為 Message Queue。 MQ 是 OpenStack 的核心基礎組件，我們后面也會詳細介紹。
二、Nova 組件如何協同工作
對於 Nova，這些服務會部署在兩類節點上：計算節點和控制節點
計算節點上安裝了 Hypervisor，上面運行虛擬機。 由此可知：
1. 只有 nova-compute 需要放在計算節點上。
2. 其他子服務則是放在控制節點上的。
從虛機創建流程看 nova-* 子服務如何協同工作
1.客戶（可以是 OpenStack 最終用戶，也可以是其他程序）向 API（nova-api）發送請求：“幫我創建一個虛機”
2.API 對請求做一些必要處理后，向 Messaging（RabbitMQ）發送了一條消息：“讓 Scheduler 創建一個虛機”
3.Scheduler（nova-scheduler）從 Messaging 獲取到 API 發給它的消息，然后執行調度算法，從若干計算節點中選出節點 A
4.Scheduler 向 Messaging 發送了一條消息：“在計算節點 A 上創建這個虛機”
5.計算節點 A 的 Compute（nova-compute）從 Messaging 中獲取到 Scheduler 發給它的消息，然后在本節點的 Hypervisor 上啟動虛機。
6.在虛機創建的過程中，Compute 如果需要查詢或更新數據庫信息，會通過 Messaging 向 Conductor（nova-conductor）發送消息，Conductor 負責數據庫訪問。
三、安裝和配置控制器節點
1、前提條件
1）登錄數據庫，創建數據庫和服務憑據和API接口
# mysql -uroot -proot
2）創建nova_api，nova和nova_cell0數據庫
MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE nova_api;
MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE nova;
MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE nova_cell0;
3）授予對數據庫的適當訪問權限
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_api.* TO 'nova'@'localhost' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS'; MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_api.* TO 'nova'@'%' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova.* TO 'nova'@'localhost' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova.* TO 'nova'@'%' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_cell0.* TO 'nova'@'localhost' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON nova_cell0.* TO 'nova'@'%' IDENTIFIED BY 'NOVA_DBPASS';
2、創建nova用戶密碼設置為nova
# openstack user create --domain default --password=nova nova
3、將nova用戶添加到admin角色
# openstack role add --project service --user nova admin
4、創建nova服務實體
# openstack service create --name nova \
--description "OpenStack Compute" compute
5、創建Compute API服務端點
# openstack endpoint create --region RegionOne \ compute public http://node1:8774/v2.1 # openstack endpoint create --region RegionOne \ compute internal http://node1:8774/v2.1 # openstack endpoint create --region RegionOne \ compute admin http://node1:8774/v2.1
6、創建placement用戶並設置密碼為placement
# openstack user create --domain default --password=placement placement
7、將placement用戶添加到admin角色
# openstack role add --project service --user placement admin
8、創建Placement服務（資源服務追蹤）
# openstack service create --name placement --description "Placement API" placement
9、創建Placement API服務端點
# openstack endpoint create --region RegionOne placement public http://node1:8778
# openstack endpoint create --region RegionOne placement internal http://node1:8778
# openstack endpoint create --region RegionOne placement admin http://node1:8778
2、安裝和配置組件
1、下載安裝包
# yum install openstack-nova-api openstack-nova-conductor \ openstack-nova-console openstack-nova-novncproxy \ openstack-nova-scheduler openstack-nova-placement-api
2、編輯/etc/nova/nova.conf配置文件
因為這里我把控制節點也作為了一點計算節點，所以配置文件可能多幾行，
# cp /etc/nova/nova.conf /etc/nova/nova.conf.bak #備份原配置文件
# vim /etc/nova/nova.conf
[DEFAULT] my_ip=192.168.83.171#主機ip use_neutron = True firewall_driver = nova.virt.firewall.NoopFirewallDriver enabled_apis=osapi_compute,metadata transport_url = rabbit://openstack:admin@node1
[api] auth_strategy = keystone#keystone認證 [api_database] connection = mysql+pymysql://nova:NOVA_DBPASS@node1/nova_api#數據庫用戶，密碼，主機名，庫名
[barbican] [cache] [cells] [cinder] os_region_name = RegionOne [cloudpipe] [conductor] [console] [consoleauth] [cors] [cors.subdomain] [crypto] [database] connection = mysql+pymysql://nova:NOVA_DBPASS@node1/nova
[ephemeral_storage_encryption] [filter_scheduler] [glance] api_servers = http://node1:9292
[guestfs] [healthcheck] [hyperv] [image_file_url] [ironic] [key_manager] [keystone_authtoken] auth_uri = http://node1:5000
auth_url = http://node1:35357
memcached_servers = node1:11211 auth_type = password project_domain_name = default user_domain_name = default project_name = service username = nova password = nova [libvirt] virt_type=qemu#不做計算節點可以不寫 [matchmaker_redis] [metrics] [mks] [neutron]#這個配置段是網絡組件用到的內容，這里可以選擇注釋 url = http://node1:9696
auth_url = http://node1:35357
auth_type = password project_domain_name = default user_domain_name = default region_name = RegionOne project_name = service username = neutron password = neutron service_metadata_proxy = true metadata_proxy_shared_secret = METADATA_SECRET [notifications] [osapi_v21] [oslo_concurrency] lock_path=/var/lib/nova/tmp [oslo_messaging_amqp] [oslo_messaging_kafka] [oslo_messaging_notifications] [oslo_messaging_rabbit] [oslo_messaging_zmq] [oslo_middleware] [oslo_policy] [pci] [placement] os_region_name = RegionOne auth_type = password auth_url = http://node1:35357/v3
project_name = service project_domain_name = Default username = placement password = placement#openstack中placement用戶的密碼 user_domain_name = Default [quota] [rdp] [remote_debug] [scheduler] [serial_console] [service_user] [spice] [ssl] [trusted_computing] [upgrade_levels] [vendordata_dynamic_auth] [vmware] [vnc]#啟用並配置遠程控制台訪問 enabled=true vncserver_listen=$my_ip vncserver_proxyclient_address=$my_ip novncproxy_base_url = http://192.168.83.171:6080/vnc_auto.html
#主機ip，最好寫ip，以防其他主機解析不了主機名，如果不做計算節點，可以刪除此行 [workarounds] [wsgi] [xenserver] [xvp]
3、由於一些包的bug必須更改/etc/httpd/conf.d/00-nova-placement-api.conf文件來啟用對Placement API的訪問
加入以下內容：
<Directory /usr/bin>
<IfVersion >= 2.4> Require all granted </IfVersion>
<IfVersion < 2.4> Order allow,deny Allow from all </IfVersion>
</Directory>
4、重啟httpd服務
# systemctl restart httpd
5、導入api數據庫數據（入數據的時候步驟許需按順序執行，否則可能報錯）
# su -s /bin/sh -c "nova-manage api_db sync" nova
6、導入證書（cell0）的數據庫內容
# su -s /bin/sh -c "nova-manage cell_v2 map_cell0" nova
7、創建證書的池
# su -s /bin/sh -c "nova-manage cell_v2 create_cell --name=cell1 --verbose" nova
8、同步nova數據庫
# su -s /bin/sh -c "nova-manage db sync" nova
9、驗證nova cell0和cell1是否正確注冊
# nova-manage cell_v2 list_cells
10、完成安裝：啟動Compute服務並將其配置為在系統引導時啟動
# systemctl enable openstack-nova-api.service \ openstack-nova-consoleauth.service openstack-nova-scheduler.service \ openstack-nova-conductor.service openstack-nova-novncproxy.service # systemctl start openstack-nova-api.service \ openstack-nova-consoleauth.service openstack-nova-scheduler.service \ openstack-nova-conductor.service openstack-nova-novncproxy.service
四、計算節點
1、安裝和配置組件
1）安裝包
# yum install openstack-nova-compute
如果需要解決依賴關系請下載，解壓后安裝
# wget http://download2.yunwei.edu/shell/openstack_app.tar.gz
2）編輯/etc/nova/nova.conf文件並完成以下操作
[DEFAULT]
my_ip=192.168.83.171#主機ip
use_neutron = True firewall_driver = nova.virt.firewall.NoopFirewallDriver enabled_apis=osapi_compute,metadata transport_url = rabbit://openstack:admin@node1
[api] auth_strategy = keystone#keystone認證 [api_database] connection = mysql+pymysql://nova:NOVA_DBPASS@node1/nova_api#數據庫用戶，密碼，主機名，庫名
[barbican] [cache] [cells] [cinder] os_region_name = RegionOne [cloudpipe] [conductor] [console] [consoleauth] [cors] [cors.subdomain] [crypto] [database] connection = mysql+pymysql://nova:NOVA_DBPASS@node1/nova
[ephemeral_storage_encryption] [filter_scheduler] [glance] api_servers = http://node1:9292
[guestfs] [healthcheck] [hyperv] [image_file_url] [ironic] [key_manager] [keystone_authtoken] auth_uri = http://node1:5000
auth_url = http://node1:35357
memcached_servers = node1:11211 auth_type = password project_domain_name = default user_domain_name = default project_name = service username = nova password = nova [libvirt] virt_type=qemu [matchmaker_redis] [metrics] [mks] [neutron]#這個配置段是網絡組件用到的內容，這里可以選擇注釋 url = http://node1:9696
auth_url = http://node1:35357
auth_type = password project_domain_name = default user_domain_name = default region_name = RegionOne project_name = service username = neutron password = neutron service_metadata_proxy = true metadata_proxy_shared_secret = METADATA_SECRET [notifications] [osapi_v21] [oslo_concurrency] lock_path=/var/lib/nova/tmp [oslo_messaging_amqp] [oslo_messaging_kafka] [oslo_messaging_notifications] [oslo_messaging_rabbit] [oslo_messaging_zmq] [oslo_middleware] [oslo_policy] [pci] [placement] os_region_name = RegionOne auth_type = password auth_url = http://node1:35357/v3
project_name = service project_domain_name = Default username = placement password = placement#openstack中placement用戶的密碼 user_domain_name = Default [quota] [rdp] [remote_debug] [scheduler] [serial_console] [service_user] [spice] [ssl] [trusted_computing] [upgrade_levels] [vendordata_dynamic_auth] [vmware] [vnc]#啟用並配置遠程控制台訪問 enabled=true vncserver_listen=$my_ip vncserver_proxyclient_address=$my_ip novncproxy_base_url = http://192.168.83.171:6080/vnc_auto.html
#控制主機ip，最好寫ip，以防其他主機解析不了主機名 [workarounds] [wsgi] [xenserver] [xvp]
2、完成安裝
1）確定您的計算節點是否支持虛擬機
# egrep -c '（vmx | svm）' / proc / cpuinfo
2）啟動Compute服務及其依賴項，並將它們配置為在系統引導時自動啟動：
# systemctl enable libvirtd.service openstack-nova-compute.service # systemctl start libvirtd.service openstack-nova-compute.service
2、將計算節點添加到單元數據庫（控制節點操作）
1）獲取管理員憑據以啟用僅管理員CLI命令，然后確認數據庫中是否存在計算主機
# openstack hypervisor list
2）將計算節點加入
# su -s /bin/sh -c "nova-manage cell_v2 discover_hosts --verbose" nova
五、驗證操作
1、列出服務組件以驗證每個進程的成功啟動和注冊
# openstack compute service list
2、列出Identity服務中的API端點以驗證與Identity服務的連接
# openstack catalog list
3、檢查單元格和放置API是否成功運行
# nova-status upgrade check
+---------------------------+
| Upgrade Check Results |
+---------------------------+
| Check: Cells v2 |
| Result: Success |
| Details: None |
+---------------------------+
| Check: Placement API |
| Result: Success |
| Details: None |
+---------------------------+
| Check: Resource Providers |
| Result: Success |
| Details: None |
+---------------------------+