理解 Cinder 架构

火冰狐

　　从本节开始我们学习 OpenStack 的 Block Storage Service，Cinder
理解 Block Storage
　　操作系统获得存储空间的方式一般有两种：

• 　　通过某种协议（SAS,SCSI,SAN,iSCSI 等）挂接裸硬盘，然后分区、格式化、创建文件系统；或者直接使用裸硬盘存储数据（数据库）
  
• 　　通过 NFS、CIFS 等 协议，mount 远程的文件系统
  

　　第一种裸硬盘的方式叫做 Block Storage（块存储），每个裸硬盘通常也称作 Volume（卷） 第二种叫做文件系统存储。NAS 和 NFS 服务器，以及各种分布式文件系统提供的都是这种存储。
理解 Block Storage Service
　　Block Storage Servicet 提供对 volume 从创建到删除整个生命周期的管理。
　　从 instance 的角度看，挂载的每一个 Volume 都是一块硬盘。
　　OpenStack 提供 Block Storage Service 的是 Cinder，其具体功能是：

• 　　提供 REST API 使用户能够查询和管理 volume、volume snapshot 以及 volume type
  
• 　　提供 scheduler 调度 volume 创建请求，合理优化存储资源的分配
  
• 　　通过 driver 架构支持多种 back-end（后端）存储方式，包括 LVM，NFS，Ceph 和其他诸如 EMC、IBM 等商业存储产品和方案
  

Cinder 架构
　　下图是 cinder 的逻辑架构图

　　Cinder 包含如下几个组件：
　　cinder-api
接收 API 请求，调用 cinder-volume 执行操作。
　　cinder-volume
管理 volume 的服务，与 volume provider 协调工作，管理 volume 的生命周期。运行 cinder-volume 服务的节点被称作为存储节点。
　　cinder-scheduler
scheduler 通过调度算法选择最合适的存储节点创建 volume。
　　volume provider
数据的存储设备，为 volume 提供物理存储空间。cinder-volume 支持多种 volume provider，每种 volume provider 通过自己的 driver 与cinder-volume 协调工作。
　　Message Queue
Cinder 各个子服务通过消息队列实现进程间通信和相互协作。因为有了消息队列，子服务之间实现了解耦，这种松散的结构也是分布式系统的重要特征。
　　DatabaseCinder 有一些数据需要存放到数据库中，一般使用 MySQL。数据库是安装在控制节点上的，比如在我们的实验环境中，可以访问名称为“cinder”的数据库。

物理部署方案
　　Cinder 的服务会部署在两类节点上，控制节点和存储节点。我们来看看控制节点 devstack-controller 上都运行了哪些 cinder-* 子服务。

　　cinder-api 和 cinder-scheduler 部署在控制节点上，这个很合理。
　　至于 cinder-volume 也在控制节点上可能有些同学就会迷糊了：cinder-volume 不是应该部署在存储节点上吗？
　　要回答这个问题，首先要搞清楚一个事实：OpenStack 是分布式系统，其每个子服务都可以部署在任何地方，只要网络能够连通。
　　无论是哪个节点，只要上面运行了 cinder-volume，它就是一个存储节点，当然，该节点上也可以运行其他 OpenStack服务。
　　cinder-volume 是一顶存储节点帽子，cinder-api 是一顶控制节点帽子。在我们的环境中，devstack-controller 同时戴上了这两顶帽子，所以它既是控制节点，又是存储节点。当然，我们也可以用一个专门的节点来运行 cinder-volume。
　　这再一次展示了 OpenStack 分布式架构部署上的灵活性：可以将所有服务都放在一台物理机上，用作一个 All-in-One 的测试环境；而在生产环境中可以将服务部署在多台物理机上，获得更好的性能和高可用。
　　RabbitMQ 和 MySQL 通常是放在控制节点上的。
　　另外，也可以用 cinder service list 查看 cinder-* 子服务都分布在哪些节点上

　　还有一个问题：volume provider 放在那里？
　　一般来讲，volume provider 是独立的。cinder-volume 使用 driver 与 volume provider 通信并协调工作。所以只需要将 driver 与 cinder-volume 放到一起就可以了。在 cinder-volume 的源代码目录下有很多 driver，支持不同的 volume provider。

　　后面我们会以 LVM 和 NFS 这两种 volume provider 为例讨论 cinder-volume 的使用，其他 volume provider 可以查看 OpenStack 的 configuration 文档。
　　下一节我们将讨论 Cinder 的这些组件如何协调工作。