OpenStack虚拟机建立过程当中镜像格式的的变化过程

时间  2019-12-10
标签 openstack 虚拟机 建立 过程 当中 镜像 格式 变化 栏目 Java 繁體版
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Glance用来做为独立的大规模镜像查找服务，当它与Nova和Swift配合使用时，就为OpenStack提供了虚拟机镜像的查找服务，像全部的OpenStack项目同样，遵循如下设计思想：css

  • 基于组件的架构 - 便于快速增长新特性
  • 高可用性 - 支持大负荷
  • 容错性 - 独立的进程地址空间，避免串行错误
  • 开放标准 - 对社区驱动的API提供参考实现

1. Glancle架构数据库

Glance主要由三个部分构成：glance-api、glance-registry以及image store；ubuntu

  • Glance-api接收REST API的请求，相似nova-api；

Glance-api在功能上与nova-api十分相似，都是接收REST API请求，而后经过其余模块（glance-registry及image store）来完成诸如镜像的查找、获取、上传、删除等操做，i默认监听端口9292；swift

  • glance-registry用于与MySQL数据库交互，用于存储或获取镜像的元数据（metadata）；

Glance-registry用于提供镜像元数据相关的REST接口，经过glance-registry，能够向数据库中写入或获取镜像的各类数据，glance-registry监听端口9191。Glance的数据库中有两张表，一张是image表，另外一张是image property表。Image表保存了镜像格式、大小等信息；image property表则主要保存镜像的定制化信息。api

  • image store是一个存储的接口层，经过这个接口，glance能够获取镜像，image store支持的存储有Amazon的S三、OpenStack自己的Swift，还有诸如ceph，sheepdog，GlusterFS等分布式存储。

Image store是镜像保存与获取的接口，它仅仅是一个接口层，具体的实现须要外部的存储支持，目前，支持的接口有Amazon S三、GlusterFS、Swift，sheepdog，ceph等。架构

Glance体系结构以下图所示，经过glance，OpenStack的三个模块计算组件（nova）、镜像管理组件（glance）、存储组件（swift，ceph，sheepdog等）被链接成一个总体，Glance为Nova提供镜像的查找等操做，而存储组件又为Glance提供了实际的存储服务。而Swift，ceph，gluster，sheepdog等又是Glance存储接口的一些具体实现，Glance的存储接口还能支持S3等第三方的商业组件。分布式

2. Openstack建立虚拟机的过程当中镜像文件格式的变化过程ide

   这里经过OpenStack的horizon组件来建立一个m1.small的virtual machine，来详细分析下镜像格式的变化以及glance底层具体执行的哪些操做。post

（1）首先看一下Glance管理的镜像，若是采用local storage，glance将镜像文件默认存储到/var/lib/glance/image目录下，这里咱们选择c036d689-0336-4fcd-a8e0-4aed4dd5e420这个镜像来做为建立虚拟机的模板，此镜像是经过以下命令添加的,所以在horizon中显示的名称为：Precise x86_64。
spa

  1. glance add name="Precise x86_64" is_public=true
  2. container_format=ovf disk_format=qcow2 
  3. < ubuntu-12.04-server-cloudimg-amd64-disk1.img
    1. ubuntu@compute-63-02:/var/lib/glance/images$ ll -alh
    2. total 2.5G
    3. drwxr-xr-x 2 glance glance 4.0K Jan 30 01:30 ./
    4. drwxr-xr-x 6 glance glance 4.0K Dec 27 21:11 ../
    5. -rw-r----- 1 glance glance 768M Dec 27 04:31 5b298155-8bcf-442f-bc83-bc52f3fe5be9
    6. -rw-r----- 1 glance glance 712M Jan 30 01:31 8760d55b-0d91-4987-8980-d6659c7856ab
    7. -rw-r----- 1 glance glance 223M Dec 25 03:58 c036d689-0336-4fcd-a8e0-4aed4dd5e420
    8. -rw-r----- 1 glance glance 768M Dec 27 04:44 d771b2ce-9310-4757-8ec5-d80f8d1e1712
    经过qemu-img info命令，先看一下镜像文件的大小和格式以下：
    1. ubuntu@compute-63-02:/var/lib/glance/images$ sudo qemu-img info c036d689-0336-4fcd-a8e0-4aed4dd5e420 
    2. image: c036d689-0336-4fcd-a8e0-4aed4dd5e420
    3. file format: qcow2                                       //qcow2格式的镜像
    4. virtual size: 2.0G (2147483648 bytes)                    //镜像文件大小的上限为2G，实际使用了223M
    5. disk size: 223M
    6. cluster_size: 65536
    （2）经过horizon建立m1.small（具体配置为：1vcpu，2G memory，10G root disk，20G extra volume）的virtual machine
  2.       新建立的虚拟机存放在/var/lib/nova/instances目录下，该目录的大致结构以下：
    1. ubuntu@compute-63-12:/var/lib/nova/instances$ ll
    2. total 32
    3. drwxr-xr-x 8 nova nova 4096 Feb 28 21:39 ./
    4. drwxr-xr-x 10 nova nova 4096 Dec 25 01:07 ../
    5. drwxrwxr-x 2 nova nova 4096 Feb 28 21:39 _base/                    //至关于镜像文件的cache目录，在此host上建立的全部的vm，都会先cacha到这里
    6. drwxrwxr-x 2 nova nova 4096 Jan 8 05:56 instance-00000022/         //instance-xxxxx新建立的虚拟机
    7. drwxrwxr-x 2 nova nova 4096 Feb 28 03:40 instance-00000034/         
    8. drwxrwxr-x 2 nova nova 4096 Feb 28 04:02 instance-00000037/
    9. drwxrwxr-x 2 nova nova 4096 Feb 28 21:39 instance-0000003a/
    10. drwxrwxr-x 2 nova nova 4096 Jan 30 01:30 snapshots/                 //此host上虚拟机对应的快照文件

  4.   经过查看nova-compute.log能够看到vm建立过程当中，镜像文件格式的变化过程，下面总结了下，具体参见下图。

        从glance中得知，有个virtual size =2G的qcow2格式的镜像文件Precise x86_64，它在glance中的ID=c036d689-0336-4fcd-a8e0-4aed4dd5e420。

  5.   当Nova Compute接收到vm建立的请求时，经过如下步骤完成一个VM的建立过程：
  6.   
  7. （1）步：
  8.     从vm的描述文件中得到所使用的image文件的ID，而后向Glance发起索取image文件的HTTP请求，结果是image文件从Glance的存储节点下载到发起请求的host机器上，即：/var/lib/nova/instances/_base目录下：
    1. ubuntu@compute-63-11:/var/lib/nova/instances/_base$ ll -alh
    2. total 4.0G
    3. drwxrwxr-x 2 nova nova 4.0K Feb 28 21:39 ./
    4. drwxr-xr-x 8 nova nova 4.0K Feb 28 21:39 ../
    5. -rw-r--r-- 1 nova kvm 2.0G Mar 1 02:06 d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852
    6. -rw-r--r-- 1 nova kvm 10G Mar 1 02:06 d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852_10
    7. -rw-rw-r-- 1 nova nova 223M Feb 28 03:17 d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852.part
    8. -rw-r--r-- 1 nova nova 20G Feb 28 04:01 ephemeral_0_20_None
    9. -rw-r--r-- 1 libvirt-qemu kvm 20G Feb 28 04:01 ephemeral_0_20_None_20
    10. -rw-r--r-- 1 nova nova 40G Feb 28 21:39 ephemeral_0_40_None
    11. -rw-r--r-- 1 libvirt-qemu kvm 40G Feb 28 21:39 ephemeral_0_40_None_40
    即从：c036d689-0336-4fcd-a8e0-4aed4dd5e420 ---> d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852.part
  9. 经过qemu-img info，能够发现d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852.part仍为qcow2格式的镜像，且大小与glance上的大小一致。
    1. ubuntu@compute-63-11:/var/lib/nova/instances/_base$ sudo qemu-img info d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852.part 
    2. image: d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852.part
    3. file format: qcow2
    4. virtual size: 2.0G (2147483648 bytes)
    5. disk size: 223M
    6. cluster_size: 65536
    （2）步：
  11.       镜像下载成功后，openstack先去判断image文件的类型是否为qcow2，若是是，则现将其转化为raw格式，不然，直接进入（3）
  12.       这里经过qemu-img convert命令，将qcow2格式转化为raw格式，转化完的镜像为：d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852，经过qemu-imag info查看其information。
    1. ubuntu@compute-63-11:/var/lib/nova/instances/_base$ sudo qemu-img info d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852
    2. image: d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852
    3. file format: raw
    4. virtual size: 2.0G (2147483648 bytes)
    5. disk size: 659M
    （3）（4）两步：
  13.      因为所请求的vm的类型为m1.small，其root disk的大小为10G，因此须要resize image fille to 10G。
  14.     这里比较奇怪的是，在resize以前，openstack会将d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852拷贝一份d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852_10，而后对d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852_10进行resize操做，将其变成10G的raw，这可能与vm的备份有关，暂时尚未理解为何这么作。
    1. cp /var/lib/nova/instances/_base/d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852 /var/lib/nova/instances/_base/d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852_10 （raw-->raw 2G-->2G）
    2. qemu-img resize /var/lib/nova/instances/_base/d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852_10 10737418240 （raw--> raw 2G -->10G）
    (5) 步：
  15.     以（3）中建立的d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852_10做为base建立qcow2格式的overlay，能够理解为以d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852_10为base，建立了一个快照disk,具体看对应虚拟机目录下的文件：
    1. ubuntu@compute-63-12:/var/lib/nova/instances/instance-0000003a$ ll -alh
    2. total 417M
    3. drwxrwxr-x 2 nova nova 4.0K Feb 28 21:39 ./
    4. drwxr-xr-x 8 nova nova 4.0K Feb 28 21:39 ../
    5. -rw-rw---- 1 libvirt-qemu kvm 23K Feb 28 21:40 console.log
    6. -rw-r--r-- 1 libvirt-qemu kvm 417M Mar 1 02:36 disk
    7. -rw-r--r-- 1 libvirt-qemu kvm 576K Mar 1 01:35 disk.local
    8. -rw-rw-r-- 1 nova nova 1.6K Feb 28 21:38 libvirt.xml
    如今来总结下镜像文件的变化过程：
  16.  c036d689-0336-4fcd-a8e0-4aed4dd5e420    (223M -- qcow2)
  17.      -->d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852.part   (223M -- qcow2)
  18.            --> d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852      (2G -- raw)
  19.                   -->d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852_10   (10G -- raw)
  20.                           --> disk    (417M -- qcow2)

3. cache机制

   若是以后建立的vm的类型也是m1.small，而且是同一个image,将不会再去glance下载image文件，而是直接利用本地_base下的d265f9d66b8be65448e6c9147a83d65a300e1852_10来直接建立vm的disk文件，大大减小的vm的部署时间。

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