《云計(jì)算(第三版)》配套PPT之二十八：第8章OpenStack開源虛擬化平臺(二)

1、of34電子工業(yè)出版社云計(jì)算(第三版)配套課件云 計(jì) 算（第三版）CLOUD COMPUTING Third Edition主編：劉鵬 教授第 8 章OpenStack開源虛擬化平臺(二)本套PPT下載地址：http:/ 教授、博導(dǎo)、學(xué)科帶頭人，清華大學(xué)博士?，F(xiàn)任中國云計(jì)算專家咨詢委員會秘書長、中國信息協(xié)會大數(shù)據(jù)分會副會長、工業(yè)與信息化部云計(jì)算研究中心專家。 主持完成科研項(xiàng)目25項(xiàng)，發(fā)表論文80余篇，出版專業(yè)書籍15本。獲部級科技進(jìn)步二等獎4項(xiàng)、三等獎4項(xiàng)。主編了國內(nèi)第一本云計(jì)算教材云計(jì)算和第一本云計(jì)算編程書籍實(shí)戰(zhàn)Hadoop。創(chuàng)辦了知名的中國云計(jì)算（）和中國大數(shù)據(jù)（）網(wǎng)站。 曾率隊(duì)奪得200

2、2 PennySort國際計(jì)算機(jī)排序比賽冠軍，兩次奪得全國高?？萍急荣愖罡擢?，并三次奪得清華大學(xué)科技比賽最高獎。 榮獲“全軍十大學(xué)習(xí)成才標(biāo)兵”（排名第一）、南京“十大杰出青年”、江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”中青年科學(xué)技術(shù)帶頭人、清華大學(xué)“學(xué)術(shù)新秀”等稱號。劉 鵬of34云計(jì)算第三版配套PPT課件8.2 計(jì)算服務(wù)Nova8.2.1 Nova組件介紹8.2.2 Libvirt簡介8.2.3 Nova中的RabbitMQ解析of34云計(jì)算第三版配套PPT課件58.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ解析消息隊(duì)列（Queue）與數(shù)據(jù)庫（Database）終端用戶（DevOps、Dev

3、elopers、OpenStack）Nova守護(hù)進(jìn)程系統(tǒng)內(nèi)消息傳遞和信息共享任務(wù)之間、模塊之間、接口之間的異步部署Nova API與OpenStack系統(tǒng)的互動消息隊(duì)列和數(shù)據(jù)庫完成終端用戶的云服務(wù)請求of34云計(jì)算第三版配套PPT課件68.2 計(jì)算服務(wù)NovaRabbitMQRabbitMQ是一種處理消息驗(yàn)證、消息轉(zhuǎn)換和消息路由的架構(gòu)模式，它協(xié)調(diào)應(yīng)用程序之間的信息通信，并使得應(yīng)用程序或者軟件模塊之間的相互意識最小化，有效實(shí)現(xiàn)解耦。OpenStackNova系統(tǒng)信息交換中樞RabbitMQof34云計(jì)算第三版配套PPT課件78.2 計(jì)算服務(wù)NovaRabbitMQl RabbitMQ適合部署在一

4、個拓?fù)潇`活易擴(kuò)展的規(guī)模化系統(tǒng)環(huán)境中，有效保證不同模塊、不同節(jié)點(diǎn)、不同進(jìn)程之間消息通信的時效性；l RabbitMQ特有的集群HA安全保障能力可以實(shí)現(xiàn)信息樞紐中心的系統(tǒng)級備份，同時單節(jié)點(diǎn)具備消息恢復(fù)能力功能性時效性安全可靠性SLA方面of34云計(jì)算第三版配套PPT課件88.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQPl AMQP是應(yīng)用層協(xié)議的一個開放標(biāo)準(zhǔn)，為面向消息的中間件而設(shè)計(jì)l RabbitMQ是AMQP協(xié)議的一個開源實(shí)現(xiàn)l OpenStack Nova各軟件模塊通過AMQP協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息通信l AMQP協(xié)議的設(shè)計(jì)理念可歸納為基于狀態(tài)的面向無連接通信系統(tǒng)模式l 對于AMQP來講，消息隊(duì)列的狀態(tài)信息決定通信系統(tǒng)

5、的轉(zhuǎn)發(fā)路徑l IP數(shù)據(jù)包根據(jù)路由表實(shí)現(xiàn)報(bào)文的本地存儲與逐級轉(zhuǎn)發(fā)of34云計(jì)算第三版配套PPT課件98.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQPAMQP目標(biāo)實(shí)現(xiàn)端到端的信息通信AMQP實(shí)現(xiàn)通信的因素是什么兩個基本的概念A(yù)MQP實(shí)現(xiàn)通信的實(shí)體以及機(jī)制是什么of34云計(jì)算第三版配套PPT課件108.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQP交換器（Exchange）l 交換器由消費(fèi)者應(yīng)用程序創(chuàng)建，并且可與其他應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)共享服務(wù)l 接收消息之后通過路由表將消息準(zhǔn)確且安全地轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的消息隊(duì)列l(wèi) 每個交換器通過唯一的Exchange ID進(jìn)行識別持久交換器臨時交換器自動刪除交換器持久交換器并不會因?yàn)橄到y(tǒng)重啟或者應(yīng)用程序終止而消

6、除駐留在內(nèi)存中，隨著系統(tǒng)的關(guān)閉而消失隨著宿主應(yīng)用程序的中止而自動消亡of34云計(jì)算第三版配套PPT課件隊(duì)列（Queue）118.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQP主要用于實(shí)現(xiàn)存儲與轉(zhuǎn)發(fā)交換器發(fā)送來的消息，隊(duì)列同時也具備靈活的生命周期屬性配置，可實(shí)現(xiàn)隊(duì)列的持久保存、臨時駐留與自動刪除。消息隊(duì)列交換器AMQP的三個關(guān)鍵組件任何一個組件的失效都會導(dǎo)致信息通信的中斷，因此鑒于三個關(guān)鍵組件的重要性，系統(tǒng)在創(chuàng)建三個組件的同時會打上“Durable”標(biāo)簽，表明在系統(tǒng)重啟之后立即恢復(fù)業(yè)務(wù)功能。of34云計(jì)算第三版配套PPT課件128.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQP構(gòu)成AMQP的三個關(guān)鍵要素的工作方式如圖所示。消息生產(chǎn)

7、者消息生產(chǎn)者交換器消息隊(duì)列-1消息隊(duì)列-2消息隊(duì)列-3消息隊(duì)列-N消息消費(fèi)者消息消費(fèi)者of34云計(jì)算第三版配套PPT課件138.2 計(jì)算服務(wù)NovaAMQP三種不同類型的交換器廣播式交換器（Fanout Exchange）直接式交換器（Direct Exchange）主題式交換器（Topic Exchange）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件148.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用目前Nova中的各個模塊通過RabbitMQ服務(wù)器以RPC（遠(yuǎn)程過程調(diào)用）的方式實(shí)現(xiàn)通信，而且各模塊之間形成松耦合關(guān)聯(lián)關(guān)系，在擴(kuò)展性、安全性以及性能方面均體現(xiàn)優(yōu)勢。Nova系統(tǒng)信息中樞Rabbi

8、tMQof34云計(jì)算第三版配套PPT課件158.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用1）交換器2）隊(duì)列3）綁定l 接受消息并且將消息轉(zhuǎn)發(fā)給隊(duì)列。l 應(yīng)用程序在它的權(quán)限范圍之內(nèi)可以創(chuàng)建、刪除、使用和共享交換器實(shí)例。l 交換器可以是持久的、臨時的或者自動刪除的l “消息隊(duì)列”，它是一個具名緩沖區(qū)，它代表一組消費(fèi)者應(yīng)用程序保存消息。l 這些應(yīng)用程序在它們的權(quán)限范圍內(nèi)可以創(chuàng)建、使用、共享消息隊(duì)列。l 可以理解為交換器和消息隊(duì)列之間的一種關(guān)系，綁定之后交換器會知道應(yīng)該把消息發(fā)給哪個隊(duì)列，綁定的關(guān)鍵字稱為binding_key。of34云計(jì)算第三版配套PPT課件168.2 計(jì)算服務(wù)Nova

9、Nova中的RabbitMQ應(yīng)用該類交換器不分析所接收到消息中的Routing Key，默認(rèn)將消息轉(zhuǎn)發(fā)到所有與該交換器綁定的隊(duì)列中去。廣播式交換器轉(zhuǎn)發(fā)效率最高，但是安全性較低，消費(fèi)者應(yīng)用程序可獲取本不屬于自己的消息。廣播交換器是最簡單的一種類型，就像我們從字面上理解到的一樣，它把所有接收到的消息廣播到所有它所知道的隊(duì)列中去，不論消息的關(guān)鍵字是什么，消息都會被路由到和該交換器綁定的隊(duì)列中去。1）廣播式交換器類型（fanout）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件178.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用在程序中申明一個廣播式交換器的代碼如下：PX1）廣播式交換器類型（fanout

10、）channel.exchange_declare（exchange=fanout,type=fanout）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件188.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用直接式交換器的轉(zhuǎn)發(fā)效率較高，安全性較好，但是缺乏靈活性，系統(tǒng)配置量較大。相對廣播交換器來說，直接交換器可以給我們帶來更多的靈活性。直接交換器的路由算法很簡單：一個消息的routing_key完全匹配一個隊(duì)列的binding_key，就將這個消息路由到該隊(duì)列。綁定的關(guān)鍵字將隊(duì)列和交換器綁定到一起。當(dāng)消息的routing_key和多個綁定關(guān)鍵字匹配時消息可能會被發(fā)送到多個隊(duì)列中。2）直接式交換器類型

11、（direct）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件198.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用PXC2C2Q1Q2orangegreenblackType=direct直接交換器的工作方式2）直接式交換器類型（direct）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件208.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用PXC2C2Q1Q2*.orange*Lazy.#*.*rabbitType=topic3）主題式交換器（Topic Exchange）of34云計(jì)算第三版配套PPT課件218.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用Nova基于RabbitMQ實(shí)現(xiàn)兩種

12、RPC調(diào)用RPC.CALLRPC.CAST基于請求與響應(yīng)方式只是提供單向請求Nova的各個模塊在邏輯功能上可以劃分為兩種Invoker模塊Worker模塊主要功能是向消息隊(duì)列中發(fā)送系統(tǒng)請求消息，如Nova-API和Nova-Scheduler；從消息隊(duì)列中獲取Invoker模塊發(fā)送的系統(tǒng)請求消息以及向Invoker模塊回復(fù)系統(tǒng)響應(yīng)消息，如Nova-Compute、Nova-Volume和Nova-Network。of34云計(jì)算第三版配套PPT課件228.2 計(jì)算服務(wù)NovaTopic消息生產(chǎn)者Nova中的RabbitMQ應(yīng)用Direct消息消費(fèi)者Direct消息隊(duì)列點(diǎn)對點(diǎn)消息隊(duì)列共享消息隊(duì)列交

13、換機(jī)Direct消息生產(chǎn)者Topic消息生產(chǎn)者1Topic消息生產(chǎn)者2Topic消息生產(chǎn)者3交換器Routing Key=NODE-TYPE.NODE-IDRouting Key=NODE-TYPE.Topic交換域Direct交換域RabbitMQ服務(wù)器InvokerWorkerof34云計(jì)算第三版配套PPT課件238.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用Topic消息生產(chǎn)者Direct消息消費(fèi)者Direct消息隊(duì)列點(diǎn)對點(diǎn)消息隊(duì)列交換機(jī)Direct消息生產(chǎn)者Topic消息消費(fèi)者1交換器Routing Key=NODE-TYPE.NODE-IDTopic交換域Direct交換域

14、RabbitMQ服務(wù)器InvokerWorkerRouting Key=MSG-IDof34云計(jì)算第三版配套PPT課件248.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用Invoker端生成一個Topic消息生產(chǎn)者和一個Direct消息消費(fèi)者。其中，Topic消息生產(chǎn)者發(fā)送系統(tǒng)請求消息到Topic交換器，Direct消息消費(fèi)者等待響應(yīng)消息。Topic交換器根據(jù)消息的Routing Key轉(zhuǎn)發(fā)消息，Topic消費(fèi)者從相應(yīng)的消息隊(duì)列中接收消息，并傳遞給負(fù)責(zé)執(zhí)行相關(guān)任務(wù)的Worker。Worker根據(jù)請求消息執(zhí)行完任務(wù)之后，分配一個Direct消息生產(chǎn)者，Direct消息生產(chǎn)者將響應(yīng)消息發(fā)送

15、到Direct交換器。Direct交換器根據(jù)響應(yīng)消息的Routing Key轉(zhuǎn)發(fā)至相應(yīng)的消息隊(duì)列，Direct消費(fèi)者接收并把它傳遞給Invoker。of34云計(jì)算第三版配套PPT課件258.2 計(jì)算服務(wù)NovaNova中的RabbitMQ應(yīng)用Topic消息生產(chǎn)者共享消息隊(duì)列Topic消息消費(fèi)者1交換器Routing Key-NODE-TYPETopic交換域RabbitMQ服務(wù)器InvokerWorkerTopic消息消費(fèi)者2RPC.CAST的遠(yuǎn)程調(diào)用流程與RPC.CALL類似，只是缺少了系統(tǒng)消息響應(yīng)流程。of34云計(jì)算第三版配套PPT課件本章未完待續(xù)百度排名首位的大數(shù)據(jù)資料和交流中心百 度

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