|
OpenStack是云操作系统,要学习OpenStack,首先需要掌握一些虚拟化和云计算的相关知识。
0 h8 X9 @$ Q3 g+ v
虚拟化
/ C6 w: Z X; S" @6 a2 {虚拟化是云计算的基础。简单的说,虚拟化使得在一台物理的服务器上可以跑多台虚拟机,虚拟机共享物理机的 CPU、内存、IO 硬件资源,但逻辑上虚拟机之间是相互隔离的。
& C' J& Q. I/ z/ e( a4 r
物理机我们一般称为宿主机(Host),宿主机上面的虚拟机称为客户机(Guest)。 那么 Host 是如何将自己的硬件资源虚拟化,并提供给 Guest 使用的呢?9 v: w C+ R, v3 u- q, q J4 R, z
这个主要是通过一个叫做 Hypervisor 的程序实现的。 根据 Hypervisor 的实现方式和所处的位置,虚拟化又分为两种:* Z& t4 a w: v
1型虚拟化和2型虚拟化 1型虚拟化Hypervisor 直接安装在物理机上,多个虚拟机在 Hypervisor 上运行。Hypervisor 实现方式一般是一个特殊定制的 Linux 系统。Xen 和 VMWare 的 ESXi 都属于这个类型。
0 Z3 R" y7 W' D- \/ x& \ 2型虚拟化物理机上首先安装常规的操作系统,比如 Redhat、Ubuntu 和 Windows。Hypervisor 作为 OS 上的一个程序模块运行,并对管理虚拟机进行管理。KVM、VirtualBox 和 VMWare Workstation 都属于这个类型。
5 g; l1 a( _- B- R) y* L) v
理论上讲:
' {5 I/ T3 D. Y; [: x 1型虚拟化一般对硬件虚拟化功能进行了特别优化,性能上比2型要高; 2型虚拟化因为基于普通的操作系统,会比较灵活,比如支持虚拟机嵌套。嵌套意味着可以在KVM虚拟机中再运行KVM。 ) S/ r# A7 W7 \% g0 M; D$ I
KVM / Q+ l2 M( G& W- ]
下面重点介绍KVM这种2型虚拟化技术。9 }- R. w& Q0 v( h
基本概念在 x86 平台上最热门运用最广泛的虚拟化方案莫过于 KVM 了。OpenStack 对 KVM 支持得也最好,我们的教程也理所当然选择 KVM 作为 实验环境的 Hypervisor。 KVM 全称是 Kernel-Based Virtual Machine。也就是说 KVM 是基于 Linux 内核实现的。% x! Z4 D6 J! l2 n
KVM有一个内核模块叫 kvm.ko,只用于管理虚拟 CPU 和内存。 那 IO 的虚拟化,比如存储和网络设备由谁实现呢?( \+ V1 i' E* E. ]# l! _
这个就交给 Linux 内核和Qemu来实现。 说白了,作为一个 Hypervisor,KVM 本身只关注虚拟机调度和内存管理这两个方面。IO 外设的任务交给 Linux 内核和 Qemu。 Libvirt大家在网上看 KVM 相关文章的时候肯定经常会看到 Libvirt 这个东西。 Libvirt 是啥?) }. A$ B! o- V* y, ]' \/ m$ U
简单说就是 KVM 的管理工具。 其实,Libvirt 除了能管理 KVM 这种 Hypervisor,还能管理 Xen,VirtualBox 等。$ W$ b% i, |. |& U3 }* N
OpenStack 底层也使用 Libvirt,所以很有必要学习一下。 Libvirt 包含 3 个东西:后台 daemon 程序 libvirtd、API 库和命令行工具 virsh libvirtd是服务程序,接收和处理 API 请求;
* r6 U9 i/ A3 x, H, s5 P; I API 库使得其他人可以开发基于 Libvirt 的高级工具,比如 virt-manager,这是个图形化的 KVM 管理工具,后面我们也会介绍;
9 p/ p |+ e# E virsh 是我们经常要用的 KVM 命令行工具,后面会有使用的示例。 2 N+ p `' R6 D4 B8 Q4 R7 F
作为 KVM 和 OpenStack 的实施人员,virsh 和 virt-manager 是一定要会用的。
8 m5 P" J0 c4 i! j0 }8 F L9 i* f7 `. q |