一：Nova 简介

• 计算服务是openstack最核心的服务之一 ， 负责维护和管理云环境的计算资源，它在openstack项目中代号是nova。
• Nova自身并没有提供任何虚拟化能力，它提供计算服务，使用不同的虚拟化驱动来与底层支持的Hypervisor (虚拟机管理器)进行交互。所有的计算实例(虚拟服务器)由Nova进行生命周期的调度管理(启动、挂起、停止、删除等)
• Nova需要keystone、glance、 neutron、 cinder和swift等其他服务的支持， 能与这些服务集成，实现如加密磁盘、裸金属计算实例等。

二：Nova 系统架构

• 整个架构可从外部服务和内部服务来看
• 外部服务包括keystone，neutron，glance，cinder这些nova服务需要与之交互的服务。
• 内部组件：
  DB：用于数据存储的sql数据库
  API：用于接收HTTP请求、转换命令、通过消息队列或HTTP与其他组件通信
  Scheduler：用于决定哪台计算节点曾在计算实例，相当于nova的调度器
  Network：管理IP转发，网桥或虚拟局域网，是一个网络组件
  Compute：管理虚拟机管理器（VMM）与虚拟机之间通信，与hypervisor交互实现虚拟化调用底层硬件资源，计算组件
  Conductor：处理需要协调的的请求（构建虚拟机或调整虚拟机大小的请求），或者处理对象转换

三：组件介绍

• OpenStack计算组件请求 OpenStack Identity服务进行认证，请求 OpenStack Image服务提供磁盘镜像，为 OpenStack Dashboard提供用户和管理员接口。磁盘镜像访问限制在项目与用户上；配额以每个项目进行设定，例如，每个项目下可以创建多少实例。OpenStack组件可以在标准硬件上横向大规模扩展，并且下载磁盘镜像启动虚拟机实例。
  OpenStack计算服务的主要组件如下

3.1 API——通讯接口

• 它是客户端访问nova的http接口，它由nova-api服务实现，nova-api服务接收和响应来自最终用户的计算api请求（包括跟虚拟机声明周期相关的操作），作为openstack对外服务的最主要接口，nova提供了一个集中的可以查询所有api的端点，以便自己平台内部和其他云平台的调用。

• 所有对nova的请求都首先由nova-api处理，API提供REST标准调用服务，便于与第三方系统集成（其他云平台）。它是外部访问并使用nova提供的各种服务的唯一途径，也是客户端和nova之间的中间件。

• 最终用户不会直接改送RESTful API 请求，而是通过openstack命令行，horison控制面板和其他需要跟nova交换 的组件来使用这些API。

• Nova-api对接收到的HTTP API请求做以下处理：
  1、检查客户端传入的参数是否合法有效（而不止是进 行认证） 2、调用nova其他服务来处理客户端HTTP请求 3、格式化nova其他子服务返回的结果，并返回给客户端

3.2 Scheduler–调度器

简介

• 调度器，有nova-scheduler服务实现，主要解决的是选择在哪个计算节点上启动实例。它可以应用多种规则，考虑内存使用率、cpu负载率、CPU架构等多种因素，根据一定的算法，确定虚拟机实例能够运行在哪一台计算机服务器上。
• nova-scheduler服务会从消息队列中接收一个虚拟机实例的请求，通过读取数据库的内容，从可用资源池中选择最合适的计算节点，创建新的虚拟机实例。
• 创建虚拟机实例时，用户会提出实例的资源需求，如CPU、内存、磁盘。openstack将这些需求定义在实例类型中，有多个实例模板存储在nova的数据库中，用户可以指定使用哪个实例类型，再创建实例。

调度器的类型：

• 随机调度器：从所有正常运行nova-compute服务的节点中随机选择
• 缓存调度器：是随机调度器的一种特殊类型，在随机调度器的基础上，将主机资源信息缓存在本地内存中，然后通过后台的定时任务，定时从数据库中回去最新的主机资源信息，周期性同步而不是实时获取主机资源信息。
• 过滤器调度器：根据指定的过滤条件以及权重选择最佳的计算节点，又称为筛选器。

过滤器调度器调度过程：

主要分为两个阶段：

• 通过指定的过滤器选择满足条件的计算节点，比如内存使用率，可以使用多个过滤器一次进行过滤。（预选）
• 对过滤之后的主机列表进行权重计算并排序，选择最优的计算节点来创建虚拟机实例。（优选）

调度器与DB的交互过程：

scheduler组件决定的是虚拟机实例部署在哪台计算节点上并调度，在调度之前，会先向数据库获取宿主机资源信息作为依据；之后可通过过滤器和权重选择最合适的节点调度，或者指定节点直接调度；计算节点的
libvirt工具负责收集宿主机的虚拟化资源，根据已创建的实例再次统计资源，将资源信息更新到数据库中，整个更新资源信息的过程是周期性执行的，而不是实时的，所以存在一个问题，当刚创建完一个实例，随即又需要创建时，数据库还未来得及更新宿主机的最新状态，那么调度器依据的信息就不正确，有可能所选的节点资源并不够用，而导致调度失败。这同时也是缓存调度器的缺陷，无法实时获取租主机资源信息。我们可在调度完成时，直接将资源信息返回给数据库，更新数据库状态，解决这个问题

过滤器

当过滤调度器需要执行调度操作时，会让过滤器对计算节点进行判断，返回ture或false，按照主机列表中的顺序依次过滤。
scheduler_available_filters 选项用于配置可用过滤器，默认是所有nova自带的过滤器都可以使用。
scheduler_default_filters 选项用于指定nova-schedule 服务真正使用的过滤器。

• 过滤器类型：

• RetryFilter（再审过滤器）

主要作用是过滤掉之前已经调度过的节点（类比污点）。如A、B、C都通过了过滤，A权重最大被选中执行操作，由于某种原因，操作在A上失败了。Nova-filter
将重新执行过滤操作，再审过滤器直接过滤掉A，以免再次失败。 AvailabilityZoneFilter（可用区域过滤器）
主要作用是提供容灾性，并提供隔离服务，可以将计算节点划分到不同的可用区域中。Openstack默认有一个命名为nova的可用区域，所有计算节点一开始都在其中。用户可以根据需要创建自己的一个可用区域。创建实例时，需要指定将实例部署在那个可用区域中。通过可用区过滤器，将不属于指定可用区的计算节点过滤掉。

• RamFilter（内存过滤器）

根据可用内存来调度虚拟机创建，将不能满足实例类型内存需求的计算节点过滤掉，但为了提高系统资源利用率,
Openstack在计算节点的可用内存允许超过实际内存大小，可临时突破上限，超过的程度是通过nova.conf配置文件中ram_
allocation_ ratio参数来控制的， 默认值是1.5。（但这只是临时的） Vi /etc/nova/nova . conf
Ram_ allocation_ ratio=1 .5

• DiskFilter（硬盘过滤器）

根据磁盘空间来调度虚拟机创建，将不能满足类型磁盘需求的计算节点过滤掉。磁盘同样允许超量，超量值可修改nova.conf中disk_
allocation_ ratio参数控制，默认值是1.0，（也是临时的） Vi /etc/nova/nova.conf disk_
allocation_ ratio=1.0 CoreFilter（核心过滤器）
根据可用CPU核心来调度虚拟机创建，将不能满足实例类型vCPU需求的计算节点过滤掉。vCPU也允许超量，超量值是通过修改nova.conf中cpu_
allocation_ratio参数控制，默认值是16。 Vi /etc/nova/nova. conf cpu_allocation_
ratio=16.0

• ComputeFilter（计算过滤器）

保证只有nova-compute服务正常工作的计算节点才能被nova-scheduler调度，它是必选的过滤器。
ComputeCapabilitiesFilter（计算能力过滤器） 根据计算节点的特性来过了，如不同的架构。
ImagePropertiesFilter（镜像属性过滤器）
根据所选镜像的属性来筛选匹配的计算节点，通过元数据来指定其属性。如希望镜像只运行在KVM的Hypervisor上，可以通过Hypervisor
Type属性来指定。

• 服务器组反亲和性过滤器

要求尽量将实例分散部署到不同的节点上，设置一个服务器组，组内的实例会通过此过滤器部署到不同的计算节点。适用于需要分开部署的实例。
服务器组亲和性过滤器 此服务器组内的实例，会通过此过滤器，被部署在同一计算节点上，适用于需要位于相同节点的实例服务。
与反亲和性过滤器相反，此过滤器尽量将实例部署到同一个计算节点上

• 计算节点的资源会通过计划任务的方式会分两次实时更新到数据库。
  创建虚拟机的时候， Scheduler 会根据 DB 库中收集的计算节点的资源。
  在 Scheduler 创建计算节点后，会返回一个值给 DB 库，从而在下一次创建虚拟机的时候，不会因为 DB 库中更新不及时的原因造成创建虚拟机失败

计算权值（weight）

根据权重大小进行分配，默认根据资源可用空间进行权重排序。

== 注意: ==

• 所有权重位于nova/scheduler/weights目录下。目前默认实现是RAMweighter,根据计算节点空闲的内存量计算权重值，空闲越多,权重越大,实例将被部署到当前空闲内存最多的计算节点上

• OpenStack源码位置

/usr/lib/python2.7/site-packages

• 权重源码位置

usr/lib/python2.7site-packages/nova/scheduler/weights

在对计算节点进行过滤时，多个过滤器依次进行过滤，而不是并行，相当于一个个预选，避免重复对同一个节点进行所有过滤项检验。过滤之后的节点再通过计算权重选出最终的计算节点。
所有权重位于nova/scheduler/weights
目录下，目前默认是RAMweighter，根据计算节点空闲的内存计算权重，内存空闲越多权重越大，实例将被部署到内存空闲最大的计算节点