云基础及其运维 9

私有云基础架构与运维项目8OpenStack云平台Nova计算服务计算服务在OpenStack中的项目代号是Nova。Nova是OpenStack中最核心的组件，OpenStack云平台使用计算服务的作用是管理虚拟机的生命周期，用户可以通过Nova来创建、调度和销毁虚拟机，提供计算资源的自动伸缩和负载均衡功能。OpenStack计算服务需要与其他服务进行交互，如通过Keystone认证服务用于认证、采用Glance镜像服务为其提供磁盘和服务器镜像、使用Dashboard提供用户与管理员接口。1．知识目标（1）了解计算服务Nova的功能；（2）掌握计算服务Nova的组件架构；（3）熟悉计算服务Nova的基本工作流程；（4）熟练掌握计算服务Nova的部署过程。2．技能目标（1）具备根据项目需求设计并制定计算服务方案的能力；（2）具备安装和部署Nova组件的能力；（3）具备检测、发现、解决Nova服务问题的能力。3．素质目标（1）具备自我学习、探究学习和创新学习的能力；（2）具有整合和综合运用知识分析问题和解决问题的能力；（3）具有触类旁通、举一反三的能力；（4）具有较强的集体意识和团队合作的能力。学习目标学习导图目录任务8.1项目需求分析任务8.2认识Nova计算服务任务8.3控制节点部署Nova服务任务8.4计算节点部署Nova服务任务8.5验证Nova服务任务8.1项目需求分析OpenStack云平台是一个开源的云计算平台，它提供了构建和管理私有云、公有云以及混合云环境的能力。与传统的数据中心网络相比较，OpenStack云平台在灵活性、成本效益以及安全性与可靠性等方面都有了显著的提高，但OpenStack云平台与传统的数据中心网络在基础网络架构原则、数据传输与处理机制、对硬件资源的依赖等方面都保持着不变。这些共同点反映了网络技术发展的连续性和稳定性，同时也为OpenStack云平台在数据中心网络中的应用提供了坚实的基础。因此，无论用户对OpenStack云平台需要怎样的服务模式，该服务都需要底层硬件资源，都需要IaaS（基础设施即服务）平台的支撑。由此，OpenStack云平台需要提供给用户最核心的功能仍然是计算服务功能，计算服务是云计算的基石。同时，计算服务还需要对CPU、内存、存储等硬件资源进行管理，确保这些资源被合理分配和使用，有助于优化资源利用率，降低运营成本。计算服务不仅是OpenStack的技术核心，更是用户实现业务敏捷性和成本优化的关键。在OpenStack云平台中，Nova提供计算服务的功能，它是整个云平台的基础和核心组件。几乎所有的OpenStack服务和功能都依赖于Nova提供的计算资源管理能力。Nova为其他OpenStack服务提供了底层计算资源。用户通过Nova-api与虚拟化资源进行交互，来请求计算资源。Nova的设计允许它与其他OpenStack组件无缝集成，同时也支持与外部存储和网络的集成，提供了很好的扩展性和灵活性。Nova服务是OpenStack云平台的核心组件，在云平台中承担的功能如下。项目需求分析

（1）计算资源管理Nova负责管理计算节点，其通常是通过KVM、Xen或QEMU等虚拟化技术生成的虚拟机来实现的，其功能包括对虚拟机的创建、删除、启动、停止等生命周期管理，用户可以根据自己的需求选择最适合的虚拟化技术。它还负责管理虚拟机的配置文件和元数据。

（2）实例调度Nova计算服务使用计算节点（ComputeNodes）来运行虚拟机。它通过内置的调度器（Scheduler）来决定在哪个计算节点来运行新的虚拟机实例，以优化资源使用和提高性能。

（3）镜像服务Nova使用Glance（OpenStack的镜像服务）来管理虚拟机镜像。用户可以通过Glance上传、下载和管理虚拟机镜像，Nova则利用这些镜像来创建新的虚拟机实例。

（4）虚拟网络管理Nova与OpenStack的Neutron网络服务协同工作，提供网络连接和安全组规则管理，确保虚拟机可以正确地进行网络通信。

（5）存储管理虽然Nova主要负责计算资源的调度，但它也与Cinder（OpenStack的块存储服务）协同工作，为虚拟机提供持久存储卷的支持。Nova可以挂载或卸载Cinder卷到虚拟机上。

（6）API和Dashboard支持Nova提供了RESTAPI，使得用户可以通过命令行工具、SDK或者Dashboard（Horizon）来管理虚拟机。项目需求分析任务8.2认识Nova计算服务1.Nova服务的系统架构8.2.1Nova服务的系统架构和子服务调用

Nova是OpenStack云计算平台的核心组件之一，负责提供计算资源和服务。掌握Nova服务的系统架构及其子服务，可以帮助用户深入理解OpenStack的整体架构和工作原理，从而更好地使用和管理云计算平台。对于系统管理员来说也是至关重要的。可以帮助其更好地进行系统配置、性能调优、故障排查和恢复等工作。Nova采用了模块化架构，将计算节点、调度器、API等模块分离，以实现高可用性和可扩展性。Nova支持多种虚拟化技术，如KVM、Xen、VMware等，这使得它能够在不同的硬件和虚拟化环境中灵活部署。Nova通过一个与AmazonWebServices(AWS)EC2API兼容的WebServicesAPI来对外提供服务，便于用户和开发者进行集成和扩展。1.Nova服务的系统架构8.2.1Nova服务的系统架构和子服务调用

（1）API（

ApplicationProgrammingInterface，应用程序编程接口）

Nova-api是客户端访问Nova的HTTP接口，用于接收和处理客户端发送的HTTP请求。所有对Nova的请求都首先由Nova-api进行处理。Nova-api对接收到的HTTPAPI请求会做如下处理：检查客户端传入的参数是否合法有效。调用Nova其他子服务的处理客户端HTTP请求。格式化Nova其他子服务返回的结果并返回给客户端。访问API的方式有CLI命令行方式、web方式、第三方工具软件访问方式等。

（2）Conductor管理器Nova-conductor是OpenStack中一个RPC（RemoteProcedureCall，远程过程调用）服务，主要提供数据库查询功能。由于Nova-compute经常需要更新数据库，例如更新和获取虚拟机的状态，出于安全性和伸缩性的考虑，Nova-compute并不会直接访问数据库（早期版本Nova-compute可以直接访问数据库，计算节点一旦被入侵，整个库都危险），而是将这个任务委托给Nova-conductor。Nova-conductor作为Nova-compute和数据库之间交互的中介，避免直接访问由Nova-compute服务创建的云数据库。因此，应该避免Nova-compute和Nova-conductor部署在同一个计算节点上。本项目中将Nova-conductor部署在Controller节点上，而将Nova-compute部署在Compute节点上。1.Nova服务的系统架构8.2.1Nova服务的系统架构和子服务调用

（3）Scheduler调度器Nova-scheduler是Nova服务负责调度的子服务。当客户端向Nova服务器发起创建虚拟机请求时，Nova-scheduler根据需求和计算资源的分布情况决定虚拟机创建在哪个节点上。（4）Compute计算Nova-compute是管理虚拟机的核心服务，在计算节点上运行。通过调用HypervisorAPI实现节点上的虚拟机实例的生命周期管理。OpenStack对虚拟机实例的操作，最后都是交给Nova-compute来完成的。Nova-compute与Hypervisor一起实现OpenStack对虚拟机实例生命周期的管理。（5）DB（DataBase数据库）Nova会有一些数据需要存放到数据库中，一般使用MySQL数据库安装在控制节点上（名为nova的数据库）。1.Nova服务的系统架构8.2.1Nova服务的系统架构和子服务调用除此之外，还有NovaCert子服务，主要用于管理证书，为了兼容AWS（AWS提供一整套的基础设施和应用程序服务，使得几乎所有的应用程序在云上运行）。Nova包含众多的子服务，这些子服务之间需要相互协调和通信。为解耦各个子服务，Nova通过MessageQueue作为子服务的信息中转站。在Nova中的各个组件之间具有很松的耦合性，意思就是其中有些服务不启动，Nova服务也能正常工作。在Nova中，要实现基本的虚拟机管理功能，至少需要启动Nova-api、Nova-conductor、Nova-compute和Nova-scheduler服务。其中Nova-compute需要在每个计算节点中都启动，而Nova-api、Nova-conductor、和Nova-scheduler服务只需要在Controller节点上启动即可。2.Nova子服务的调用8.2.1Nova服务的系统架构和子服务调用

Nova的各个子服务之间需要相互协调和通信，共同完成虚拟机的创建、管理、调度和删除等操作。子服务之间正确的调用关系，可以确保系统能够正常运行。例如，Nova-api负责接收和响应客户的API调用，如果它不能正确调用Nova-scheduler和Nova-compute等子服务，就无法完成虚拟机的创建和管理。掌握Nova不同子服务之间的调用关系，可以帮助系统管理员更快地定位和解决故障。当系统出现问题时，管理员可以根据调用关系，迅速找到问题所在，并采取相应的措施进行修复。此外，了解调用关系还可以帮助管理员更好地进行系统维护和优化，提高系统的性能和稳定性。下面通过创建一台虚拟机为例，简述Nova不同子服务之间的调用关系。2.Nova子服务的调用8.2.1Nova服务的系统架构和子服务调用

（1）客户（可以是OpenStack最终用户，也可以是其他程序）向API（Nova-api）发送请求：“帮我创建一个虚拟机”。（2）API对请求做一些必要处理后，向Messaging（RabbitMQ）发送了一条消息：“让Scheduler创建一个虚拟机”。（3）Scheduler（Nova-scheduler）从Messaging获取到API发给它的消息，然后执行调度算法，从若干计算节点中选出节点A。（4）Scheduler向Messaging发送了一条消息：“在计算节点A上创建这个虚拟机”。（5）计算节点A的Compute（Nova-compute）从Messaging中获取到Scheduler发给它的消息，然后在本节点的Hypervisor上启动虚拟机。（6）在虚拟机创建的过程中，Compute如果需要查询或更新数据库信息，会通过Messaging向Conductor（Nova-conductor）发送消息，Conductor负责数据库访问。1.调度管理8.2.2Nova计算服务核心技术在创建实例的过程中，Schedule是一个非常重要的环节，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。Scheduler调度器的类型有随机调度器（Chance-scheduler）、缓存调度器（Caching-scheduler）和过滤器调度器（Filter-scheduler），Filter-scheduler是Scheduler默认的调度器，其调度过程主要分为以下两个步骤。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依次进行过滤。（预选）对过滤之后的主机列表进行权重计算（Weighting）并排序，选择最优的计算节点来创建虚拟机实例（Instance）。（优选）Nova允许使用第三方Scheduler，配置Scheduler_driver即可，这体现了OpenStack的开放性。Scheduler可以使用多个Filter-scheduler依次进行过滤，过滤之后的节点再通过计算权重选出最适合的节点。1.调度管理8.2.2Nova计算服务核心技术最开始有6个计算节点，分别是主机1、主机2…主机6，通过多个Filter层层过滤，主机2和主机4没有通过，被刷掉了。余下的主机1、主机3、主机5和主机6，经过计算权重，结果主机5得分最高，最终入选。1.调度管理8.2.2Nova计算服务核心技术当Filter-scheduler需要执行调度操作时，会让Filter对计算节点进行判断，Filter返回True或False。当有多个计算节点通过了过滤，Scheduler会对每个计算节点打分，得分最高的获胜。打分的过程就是Weighting（计算权重值）。目前Nova-scheduler是根据计算节点空闲的内存量计算权重值，空闲内存越多，权重越大，虚拟主机将被部署到当前空闲内存最多的计算节点上，最终将消息通过RPC传给Nova-compute供后面使用。当过滤调度器需要执行调度操作时，会调用过滤器对计算节点进行判断，返回True或False，按照主机列表中的顺序依次过滤。在/etc/nova/nova.conf配置文件中的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，过滤调度器将按照列表中的顺序依次过滤。默认的顺序为再审过滤器（RetryFilter）、可用区域过滤器（AvailabilityZoneFilter）、内存过滤器（RamFilter）、磁盘过滤器（DiskFilter）、核心过滤器（CoreFilter）、计算过滤器（ComputeFilter）、计算能力过滤器（ComputeCapabilitiesFilter）、镜像属性过滤器（ImagePropertiesFilter）、服务器组反亲和性过滤器（ServerGroupAntiAffinityFilter）、服务器组亲和性过滤器（ServerGroupAffinityFilter）。2.虚拟化技术8.2.2Nova计算服务核心技术

Nova管理着OpenStack云里的计算资源、网络、授权和扩展需求。但是Nova本身不能提供虚拟化功能，Nova通过独立的软件管理模块实现XenServer、Hyper-V和VMWareESX的调用与管理。同时对于其他的Hypervisor，如KVM、LXC、QEMU、UML和Xen则通过Libvirt标准接口统一实现。Libvirt是一种实现虚拟化平台能力交互的工具集，它为所支持的Hypervisor提供一种通用的API接口套件，上层管理平台（如Nova）通过Libvirt实现对虚拟机的生命周期的管理。Hypervisor是计算节点上的虚拟化管理程序，虚拟机管理最底层的程序。不同虚拟化技术提供自己的Hypervisor。Nova-compute为这些Hypervisor定义了统一的接口，Hypervisor只需要实现这些接口，就可以以Driver的形式即插即用到OpenStack系统中。1.Nova物理部署8.2.3Nova服务的部署架构

OpenStack是一个无中心结构的分布式系统，其物理部署非常灵活，可以部署到多个节点上，以获得更好的性能和高可用性。当然，也可以将所有的服务都安装在一台物理机上作为一个All-in-One测试环境。Nova只是OpenStack的一个子系统，由多个组件和服务组成，可将它们部署在计算节点和控制节点这两类节点上。在计算节点上安装Hypervisor以运行虚拟机，只安装Nova-compute即可。其他Nova组件和服务等则一起部署在控制节点上，如Nova-api、Nova-scheduler、Nova-conductor等，以及RabbitMQ和SQL数据库。客户端使用计算实例并不是直接访问计算节点的，而是通过控制节点提供的API来访问。如果一个控制节点同时也作为一个计算节点，则需要在上面运行Nova-compute。通过增加控制节点和计算节点可实现简单方便的系统扩容。Nova是可以水平扩展的，可以将多个Nova-api、Nova-conductor部署在不同节点上以提高服务能力，也可以运行多个Nova-scheduler来提高可靠性。1.Nova物理部署8.2.3Nova服务的部署架构

Nova经典部署模式是一个控制节点对应多个计算节点。1.Nova物理部署8.2.3Nova服务的部署架构

Nova负载均衡部署模式则通过部署多个控制节点实现，当多个节点运行Nova-api时，要在前端做负载均衡。2.Nova的Cell架构8.2.3Nova服务的部署架构

Nova为了增加横向扩展以及分布式、大规模部署能力，同时又不增加数据库和消息中间件的复杂度，引入了Cell概念。OpenStack将大的Nova集群划分成小的逻辑单元Cell，每个Cell逻辑单元都有自己的消息队列和数据库，可以解决规模增大时引起的瓶颈问题。在Cell中，Keystone、Neutron、Cinder、Glance等资源是共享的。Cell的功能允许以更加灵活的分布式的方式实现对OpenStackCompute云的缩放，而不需要更加复杂的技术。Cell的结构是树型结构。最顶层的Cell为一个APICell（父Cell）和下面多个ChildCell（子Cell），每个Cell具备独立消息队列和数据库，降低APICell的负载压力，共同协作以支持超大规模资源管理和调度。APICell中的主机运行一个Nova-api服务，主要负责接收用户请求，并将请求通过消息队列路由到指定的ChildCell，ChildCell则包含除Nova-api之外的所有Nova服务，实现具体的计算节点服务。Cell之间的通信通过Nova-cells服务进行，支持消息路由、分级调度和资源统计等功能。在Cell结构中，调度分为两级，首先选择Cell，然后在选定的Cell内进行主机调度。这种设计提高了系统的扩展性和性能，支持更大规模的部署。通过Cell的划分，OpenStack能够支持更多的计算节点，提升集群管理规模。Cell常用的部署模式有两种，包括单Cell部署和多Cell部署。2.Nova的Cell架构8.2.3Nova服务的部署架构（1）单Cell部署在OpenStack云平台中，单Cell部署是指仅使用一个Cell管理所有计算节点的部署模式。在该模式下，所有计算节点（Hypervisor）由单一Cell管理，无需跨Cell通信；虚拟机（VM）的创建、迁移、删除等操作均在单一Cell内完成，调度决策集中，降低了复杂度。此模式适合小规模环境（如测试云、边缘计算场景），部署成本低，管理便捷。例如，一个小型企业搭建私有云，初期仅部署50台服务器，采用单Cell即可高效管理；若后续扩展到千台、万台规模，单Cell可能成为性能瓶颈，则需引入多Cell分布式架构。2.Nova的Cell架构8.2.3Nova服务的部署架构（2）多Cell部署由一个APICell和多个ChildCell组成，多Cell部署通过分布式资源管理与调度，使OpenStack能够高效应对超大规模计算需求，成为构建大规模云计算基础设施的关键设计。多Cell的部署涉及Nova_api数据库中的3个表，分别是cell_mappings、host_mappings和instance_mappings表。cell_mappings表中记录了每个Cell的名字和其消息队列连接地址与数据库连接地址。通过该表中记录的信息，APICell中的Nova-api服务和Nova-conductor服务就知道该如何连接到Cell中的消息队列和数据库了，并进一步将消息发送到Cell中的消息队列，或者直接访问Cell中的Nova数据库。在host_mappings表中记录了计算节点和Cell之间的对应关系，而instance_mappings表则记录了instance虚拟机和Cell之间的对应关系。通过这两个表的映射关系，APICell中的服务就可以轻易知道计算节点或者虚拟机所处的Cell，并通过cell_mappings数据表中提供的链接对其进行操作。2.Nova的Cell架构8.2.3Nova服务的部署架构多Cell部署由三部分组成，分别是Cell0、Cell1和Cell2。其中位于最上层的Cell0，也就是APICell，而下层的Cell1与Cell2则是平行对等的关系，他们之间无交互，相互独立，还可以继续增加Cell3、Cell4。上层的APICell主要包括了Nova-api、Nova-scheduler、Nova-conductor这3个Nova服务，同时在APICell中还需要MQ提供组件内的通信服务。在每个Cell中，都有自己独立使用的数据库、消息队列和Nova-conductor服务（如蓝框Cell1和红框Cell2所示），当前Cell中的所有计算节点，全部将数据发送到当前Cell中的消息队列，由Nova-conductor服务获取后，保存至当前Cell的Nova数据库中。整个过程都不会涉及到APICell中的消息队列。因此通过对计算节点进行Cell划分，可以有效降低APICell中消息队列和数据库的压力。假如一个MQ能支持200个计算节点，则在划分Cell以后，每个Cell都可以支持200个计算节点，有N个Cell就可以支持N*200个计算节点，因此可以极大提升单个OpenStack的集群管理规模。2.Nova的Cell架构8.2.4Nova服务的工作过程

Nova作为OpenStack的核心计算服务，直接管理虚拟机全生命周期，包括创建、调度、迁移和销毁。深入理解Nova服务的工作过程至关重要。掌握其工作原理能够清晰理解整个云平台资源调度逻辑；熟悉Nova组件的交互流程，可快速定位虚拟机部署、性能瓶颈等问题；掌握Nova与Glance、Cinder等组件的协作，为日后扩展异构硬件支持（如GPU、FPGA）奠定基础。因此，精通Nova服务是驾驭OpenStack计算资源、确保云平台高效稳定运行的关键。本节内容通过在OpenStack云平台上创建虚拟机，通过该创建流程来学习Nova的整个工作过程。2.Nova的Cell架构8.2.4Nova服务的工作过程（1）当用户通过web界面或命令行要求执行创建实例的操作时，web界面或命令行通过RESTfulAPI向Keystone获取认证信息。（2）Keystone通过验证用户请求认证信息，并生成auth-token返回给对应的认证请求。（3）验证通过后，web界面或命令行通过RESTfulAPI向Nova-api发送一个bootinstance的请求（携带auth-token）。（4）Nova-api接受请求后向keystone发送认证请求，查看token是否为有效用户和token。（5）Keystone验证token是否有效，如有效则返回有效的认证和对应的角色（注：有些操作需要有角色权限才能操作）。（6）通过认证后Nova-api和数据库通讯。（7）初始化新建虚拟机的数据库记录。（8）Nova-api通过rpc.call向Nova-scheduler请求是否有创建虚拟机的资源（HostID）。（9）Nova-scheduler进程侦听消息队列，获取Nova-api的请求。（10）Nova-scheduler通过查询nova数据库中计算资源的情况，并通过调度算法计算符合虚拟机创建需要的主机。2.Nova的Cell架构8.2.4Nova服务的工作过程（11）对于有符合虚拟机创建的主机，Nova-scheduler更新数据库中虚拟机对应的物理主机信息。（12）Nova-scheduler通过rpc.cast向Nova-compute发送对应的创建虚拟机请求的消息。（13）Nova-compute会从对应的消息队列中获取创建虚拟机请求的消息。（14）Nova-compute通过rpc.call向Nova-conductor请求获取虚拟机消息。（Flavor）（15）Nova-conductor从消息队队列中拿到Nova-compute请求消息。（16）Nova-conductor根据消息查询虚拟机对应的信息。（17）Nova-conductor从数据库中获得虚拟机对应信息。（18）Nova-conductor把虚拟机信息通过消息的方式发送到消息队列中。（19）Nova-compute从对应的消息队列中获取虚拟机信息消息。（20）Nova-compute通过keystone的RESTfullAPI拿到认证的token，并通过HTTP请求Glance-api获取创建虚拟机所需要镜像。2.Nova的Cell架构8.2.4Nova服务的工作过程（21）Glance-api向Keystone认证token是否有效，并返回验证结果。（22）Token验证通过，Nova-compute获得虚拟机镜像信息(URL)。（23）Nnova-compute通过Keystone的RESTfullAPI拿到认证k的token，并通过HTTP请求Neutron-server获取创建虚拟机所需要的网络信息。（24）Neutron-server向Keystone认证token是否有效，并返回验证结果。（25）Token验证通过，Nova-compute获得虚拟机网络信息。（26）Nova-compute通过Keystone的RESTfullAPI拿到认证的token，并通过HTTP请求Cinder-api获取创建虚拟机所需要的持久化存储信息。（27）Cinder-api向Keystone认证token是否有效，并返回验证结果。（28）Token验证通过，Nova-compute获得虚拟机持久化存储信息。（29）Nova-compute根据instance的信息调用配置的虚拟化驱动来创建虚拟机。2.Nova的Cell架构8.2.4Nova服务的工作过程（21）Glance-api向Keystone认证token是否有效，并返回验证结果。（22）Token验证通过，Nova-compute获得虚拟机镜像信息(URL)。（23）Nnova-compute通过Keystone的RESTfullAPI拿到认证k的token，并通过HTTP请求Neutron-server获取创建虚拟机所需要的网络信息。（24）Neutron-server向Keystone认证token是否有效，并返回验证结果。（25）Token验证通过，Nova-compute获得虚拟机网络信息。（26）Nova-compute通过Keystone的RESTfullAPI拿到认证的token，并通过HTTP请求Cinder-api获取创建虚拟机所需要的持久化存储信息。（27）Cinder-api向Keystone认证token是否有效，并返回验证结果。（28）Token验证通过，Nova-compute获得虚拟机持久化存储信息。（29）Nova-compute根据instance的信息调用配置的虚拟化驱动来创建虚拟机。任务8.3控制节点部署Nova服务8.3.1创建数据库并授权1.进入数据库以root用户身份进入MariaDB数据库。命令如下所示。[root@controller~]#mysql-uroot-p0000002.创建数据库

Nova服务为了区分不同的服务功能和权限管理需要创建3个数据库，分别是“nova_api”、“nova”、“nova_cell0”。命令如下所示。MariaDB[(none)]>createdatabasenova_api;MariaDB[(none)]>createdatabasenova;MariaDB[(none)]>createdatabasenova_cell0;‌nova_api‌：这个数据库用于存储API相关的数据，包括API的调用记录、用户认证信息等。通过将API数据单独存储，可以更好地管理API的访问和权限，确保API服务的稳定性和安全性。‌nova‌：这个数据库存储了与虚拟机实例相关的所有数据，包括虚拟机的创建、运行状态、快照等。通过将虚拟机数据单独存储，可以更好地管理和优化虚拟机的性能和稳定性。‌nova_cell0‌：这个数据库主要用于cell架构中的数据存储，特别是在分布式部署中，用于存储跨节点的数据同步和状态管理信息。通过将跨节点数据单独存储，可以确保数据的一致性和同步性。8.3.1创建数据库并授权3.创建用户并授权使用nova数据库创建MySQL的nova用户，允许用户从本地主机（localhost表示）和任意远程主机（%表示）都能访问，使用密码“000000”。因为上一步创建了3个数据库，需要让nova用户对每个数据库都拥有这样的权限，所以需要用到6条授权命令来实现。命令如下所示。MariaDB[(none)]>grantallprivilegesonnova_api.*to'nova'@'localhost'identifiedby'000000';MariaDB[(none)]>grantallprivilegesonnova_api.*to'nova'@'%'identifiedby'000000';MariaDB[(none)]>grantallprivilegesonnova.*to'nova'@'localhost'identifiedby'000000';MariaDB[(none)]>grantallprivilegesonnova.*to'nova'@'%'identifiedby'000000';MariaDB[(none)]>grantallprivilegesonnova_cell0.*to'nova'@'localhost'identifiedby'000000';MariaDB[(none)]>grantallprivilegesonnova_cell0.*to'nova'@'%'identifiedby'000000';说明：此时还可以查看nova数据库的情况、权限的授予情况，操作过程同Keystone服务，请参考项目5中5.3.1任务中4、5的操作。通过上面的设置，可以确保Nova服务的各个组件能够正确地访问和使用这些数据库，从而保证整个OpenStack平台的稳定性和高效性‌。4.退出数据库在数据库中操作结束之后，可以使用“exit”命令退出。MariaDB[(none)]>exit;8.3.2部署Nova服务1.安装Nova软件包使用yum命令安装Nova服务在控制节点所需要的4个软件包，分别是“openstack-nova-api”、“openstack-nova-conductor”、“openstack-nova-novncproxy”、“openstack-nova-scheduler”。命令如下所示。[root@controller~]#yuminstall-yopenstack-nova-apiopenstack-nova-conductoropenstack-nova-novncproxyopenstack-nova-scheduler

openstack-nova-api：Nova与外部的接口模块。

openstack-nova-conductor：提供数据库访问。

openstack-nova-novncproxy：Nova虚拟网络控制台（VirtualNetworkConsole，VNC）代理模块，支持用户通过VNC访问云主机。

openstack-nova-scheduler：Nova调度服务，用来选择某台主机进行云主机创建。安装“openstack-nova-api”软件包会自动创建名为“nova”的Linux操作系统用户和同名的用户组，可以用下面的方法查看用户和用户组信息。8.3.2部署Nova服务2.查看用户和用户组信息在/etc/passwd文件中查找含有“nova”字符串的行，显示的内容是nova用户的相关信息，包括用户名nova，用户ID为166，所在组的ID为166等。[root@controller~]#cat/etc/passwd|grepnovanova:x:166:166:OpenStackNovaDaemons:/var/lib/nova:/sbin/nologin在/etc/group文件中查找含有“nova”字符串的行，显示的内容是nova用户组的信息。[root@controller~]#cat/etc/group|grepnovanova:x:166:8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（1）精简配置文件[root@controller~]#cp/etc/nova/nova.conf/etc/nova/nova.bak第2步，通过使用grep命令对备份文件nova.bak采用反向查找空行（^$）和注释行（以“#“开头）的方式，实际是去掉了文件中的空行和注释行，将文件中生效的部分保留。通过“>”输出重定向符将内容输出到/etc/nova/nova.conf文件中，变成了精简版的配置文件。[root@controller~]#grep-Ev'^$|#'/etc/nova/nova.bak>/etc/nova/nova.conf第1步，先对文件做备份操作，生成的新文件名为nova.bak，依然保存在/etc/nova目录中。命令如下所示。8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（2）编辑配置文件nova.conf[root@controller~]#vi/etc/nova/nova.conf第2步，将[api_database]段落中“connection”属性添加“mysql+pymysql（数据库类型）://nova（登录数据库用户名）:000000（用户密码）@controller（数据库主机名）/nova_api（数据库）”内容，实现与nova_api数据库的连接。将[database]段落中“connection”属性添加“mysql+pymysql（数据库类型）://nova（登录数据库用户名）:000000（用户密码）@controller（数据库主机名）/nova（数据库）”内容，实现与nova数据库的连接。[api_database]connection=mysql+pymysql://nova:000000@controller/nova_api[database]connection=mysql+pymysql://nova:000000@controller/nova第1步，使用vi编辑器打开配置文件/etc/nova/nova.conf进行编辑。8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（2）编辑配置文件nova.conf[api]auth_strategy=keystone#认证策略设置为使用Keystone服务[keystone_authtoken]www_authenticate_uri=http://controller:5000auth_url=http://controller:5000memcached_servers=controller:11211auth_type=passwordproject_domain_name=Defaultuser_domain_name=Defaultproject_name=projectusername=novapassword=000000第3步，修改“[api]”与“[keystone_authtoken]”部分，实现与Keystone交互。8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（2）编辑配置文件nova.conf以下是Keystone认证信息中每条语句的作用。

www_authenticate_uri输入Keystone服务的URI，即位置信息。对于外部用户Keystone服务定义了一个端口号为5000的auth_url，这里输入的是auth_url。

memcached_servers输入Memcached服务所在主机地址以及端口号。

auth_type输入Keystone认证所使用的类型，通常使用password类型。

username输入Nova服务在Keystone中注册时的用户名。

password输入Nova服务在Keystone中注册时所使用的密码，这里为000000，在实际OpenStack生产环境的部署过程中该密码值必须与后续添加Nova用户时所使用的密码一致。

project_domain_name输入项目所在的域名。

user_domain_name输入用户所在的域名。

project_name输入Nova服务所属的项目名，OpenStack所有的组件均使用service项目。8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（2）编辑配置文件nova.conf[placement]auth_url=http://controller:5000auth_type=passwordproject_domain_name=Defaultuser_domain_name=Defaultproject_name=projectusername=placementpassword=000000region_name=RegionOne第4步，修改“[placement]”部分，实现与Placement交互。8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（2）编辑配置文件nova.conf[glance]api_servers=http://controller:9292第五步，修改“[glance]”部分，实现与Glance交互。[oslo_concurrency] #指定锁路径lock_path=/var/lib/nova/tmp第六步，修改[oslo_concurrency] 段落下“lock_path”属性，设置其值为“/var/lib/nova/tmp”，配置锁路径。这里的“/var/lib/nova/tmp”是在安装软件包时由“nova”用户创建的，因此“nova”对它拥有所有权限。不要随意更改该路径。8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（2）编辑配置文件nova.conf[DEFAULT]enabled_apis=osapi_compute,metadata

transport_url=rabbit://rabbitmq:000000@controller:5672my_ip=0use_neutron=truefirewall_driver=nova.virt.firewall.NoopFirewallDriver第七步，修改“[DEFAULT]”部分，配置使用消息队列及防火墙等信息。[vnc]enabled=trueserver_listen=$my_ipserver_proxyclient_address=$my_ip第八步，修改“[VNC]”部分，配置VNC连接模式，VNC代理使用控制节点的管理接口IP地址。8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（3）配置文件修改完成后查看文件内容如下所示：[root@controller~]#cat/etc/nova/nova.conf[DEFAULT]enabled_apis=osapi_compute,metadatamy_ip=0transport_url=rabbit://openstack:000000@controller:5672/use_neutron=truefirewall_driver=nova.virt.firewall.NoopFirewallDriver[api]auth_strategy=keystone[api_database]connection=mysql+pymysql://nova:000000@controller/nova_api[barbican][cache][cinder][compute][conductor][console][consoleauth][cors][cyborg][database]connection=mysql+pymysql://nova:000000@controller/nova8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（3）配置文件修改完成后查看文件内容如下所示：[devices][ephemeral_storage_encryption][filter_scheduler][glance]api_servers=http://controller:9292[guestfs][healthcheck][hyperv][image_cache][ironic][key_manager][keystone][keystone_authtoken]www_authenticate_uri=http://controller:5000/auth_url=http://controller:5000/memcached_servers=controller:11211auth_type=passwordproject_domain_name=Defaultuser_domain_name=Defaultproject_name=serviceusername=novapassword=000000[libvirt]8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（3）配置文件修改完成后查看文件内容如下所示：[metrics][mks][neutron][notifications][oslo_concurrency]lock_path=/var/lib/nova/tmp[oslo_messaging_amqp][oslo_messaging_kafka][oslo_messaging_notifications][oslo_messaging_rabbit][oslo_middleware][oslo_policy][pci][placement]region_name=RegionOneproject_domain_name=Defaultproject_name=serviceauth_type=passworduser_domain_name=Defaultauth_url=http://controller:5000/v3username=placementpassword=000000[powervm]8.3.2部署Nova服务3.修改Nova配置文件（3）配置文件修改完成后查看文件内容如下所示：[privsep][profiler][quota][rdp][remote_debug][scheduler]discover_hosts_in_cells_interval=300[serial_console][service_user][spice][upgrade_levels][vault][vendordata_dynamic_auth][vmware][vnc]enabled=trueserver_listen=$my_ipserver_proxyclient_address=$my_ip[workarounds][wsgi][xenserver][zvm]8.3.2部署Nova服务4.初始化Nova数据库

Nova安装文件提供了数据库的基础表数据，此时还没有将数据导入“nova”相关数据库中，需要手动进行操作中。[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-manageapi_dbsync"nova（1）初始化“nova_api”数据库（2）创建“cell1”单元，该单元将使用“nova”数据库[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-managecell_v2create_cell--name=cell1--verbose"nova（3）映射“nova”到“cell0”数据库，使“cell0”的表结构和“nova”的保持一致。[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-managecell_v2map_cell0"nova初始化“nova”数据库，由于映射的存在，在“cell0”中同时创建相同数据表。[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-managedbsync"nova8.3.2部署Nova服务4.初始化Nova数据库

sunova：su命令用于用户切换。这里切换到“nova”用户，该用户已经拥有对“nova”数据库的管理权限。

-s/bin/sh：-s为su命令的选项，指定用什么编译器（Shell）来执行命令，“/bin/sh”就是指定的编译器。

-c：su命令的选项，在其后引号内的是具体执行的命令。

nova-manage：管理OpenStack的Nova组件的各种任务和资源

dbsync：实现了数据同步到数据库。注意：此命令执行后会出现两个警告，后续版本会改进，再执行一遍就不报错了。8.3.2部署Nova服务4.初始化Nova数据库（4）检查确认cell0和cell1注册成功[root@controller~]#su-s/bin/sh-c"nova-managecell_v2list_cells"nova+-------+--------------------------------------+---------------+-------------------------------------------------+----------+|名称|UUID|TransportURL|数据库连接|Disabled|+-------+--------------------------------------+---------------+-------------------------------------------------+----------+|cell0|00000000-0000-0000-0000-000000000000|none:/|mysql+pymysql://nova:****@controller/nova_cell0|False||cell1|f92b40ef-bdd1-4bfa-9a5f-172b0f886a9d|rabbit:|mysql+pymysql://nova:****@controller/nova|False|+-------+--------------------------------------+---------------+-------------------------------------------------+----------+8.3.2部署Nova服务4.初始化Nova数据库（5）查看nova和nova_api数据库中表的同步情况，命令及结果如下所示。[root@controller~]#mysql-uroot-p000000-e“usenova;showtables;”+--------------------------------------------+|Tables_in_nova|+--------------------------------------------+|agent_builds||aggregate_hosts||aggregate_metadata||aggregates||allocations||block_device_mapping||bw_usage_cache||cells||certificates||compute_nodes||console_auth_tokens||console_pools||consoles||dns_domains||fixed_ips||floating_ips|8.3.2部署Nova服务4.初始化Nova数据库（5）查看nova和nova_api数据库中表的同步情况，命令及结果如下所示。|instance_actions||instance_actions_events||instance_extra||instance_faults||instance_group_member||instance_group_policy||instance_groups||instance_id_mappings||instance_info_caches||instance_metadata||instance_system_metadata||instance_type_extra_specs||instance_type_projects||instance_types||instances||inventories||key_pairs||migrate_version||migrations||networks||pci_devices||project_user_quotas||provider_fw_rules|8.3.2部署Nova服务4.初始化Nova数据库（5）查看nova和nova_api数据库中表的同步情况，命令及结果如下所示。|quota_classes||quota_usages||quotas||reservations||resource_provider_aggregates||resource_providers||s3_images||security_group_default_rules||security_group_instance_association||security_group_rules||security_groups||services||shadow_agent_builds||shadow_aggregate_hosts||shadow_aggregate_metadata||shadow_aggregates||shadow_block_device_mapping||shadow_bw_usage_cache||shadow_cells