Openstack Cinder组件整理

最新推荐文章于 2025-07-07 13:24:30 发布

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分类专栏： Openstack

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本文介绍了OpenStack中的块存储服务Cinder，涵盖了块存储的基本概念、Cinder的主要功能和服务架构，以及Cinder各组件间的协作机制。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.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。

2.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

3.Cinder 架构

Cinder 的逻辑架构图

cinder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。

Database

Cinder 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。

**4.从 volume 创建流程看 cinder-* 子服务如何协同工作**

客户（可以是 OpenStack 最终用户，也可以是其他程序）向 API（cinder-api）发送请求：“帮我创建一个 volume”
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 volume”
Scheduler（cinder-scheduler）从 Messaging 获取到 API 发给它的消息，然后执行调度算法，从若干计存储点中选出节点 A
Scheduler 向 Messaging 发送了一条消息：“让存储节点 A 创建这个 volume”
存储节点 A 的 Volume（cinder-volume）从 Messaging 中获取到 Scheduler 发给它的消息，然后通过 driver 在 volume provider 上创建 volume。

API 前端服务

cinder-api 作为 Cinder 组件对外的唯一窗口，向客户暴露 Cinder 能够提供的功能，当客户需要执行 volume 相关的操作，能且只能向 cinder-api 发送 REST 请求。这里的客户包括终端用户、命令行和 OpenStack 其他组件。

设计 API 前端服务的好处在于：

对外提供统一接口，隐藏实现细节
API 提供 REST 标准调用服务，便于与第三方系统集成
可以通过运行多个 API 服务实例轻松实现 API 的高可用，比如运行多个 cinder-api 进程

Scheduler 调度服务

Cinder 可以有多个存储节点，当需要创建 volume 时，cinder-scheduler 会根据存储节点的属性和资源使用情况选择一个最合适的节点来创建 volume。

调度服务就好比是一个开发团队中的项目经理，当接到新的开发任务时，项目经理会根据任务的难度，每个团队成员目前的工作负荷和技能水平，将任务分配给最合适的开发人员。

Worker 工作服务

调度服务只管分配任务，真正执行任务的是 Worker 工作服务。
在 Cinder 中，这个 Worker 就是 cinder-volume 了。这种 Scheduler 和 Worker 之间职能上的划分使得 OpenStack 非常容易扩展：

当存储资源不够时可以增加存储节点（增加 Worker）。
当客户的请求量太大调度不过来时，可以增加 Scheduler。

Driver 框架

OpenStack 作为开放的 Infrastracture as a Service 云操作系统，支持业界各种优秀的技术，这些技术可能是开源免费的，也可能是商业收费的。
这种开放的架构使得 OpenStack 保持技术上的先进性，具有很强的竞争力，同时又不会造成厂商锁定（Lock-in）。
那 OpenStack 的这种开放性体现在哪里呢？一个重要的方面就是采用基于 Driver 的框架。

以 Cinder 为例，存储节点支持多种 volume provider，包括 LVM, NFS, Ceph, GlusterFS，以及 EMC, IBM 等商业存储系统。
cinder-volume 为这些 volume provider 定义了统一的 driver 接口，volume provider 只需要实现这些接口，就可以 driver 的形式即插即用到 OpenStack 中。下面是 cinder driver 的架构示意图：

在 cinder-volume 的配置文件 /etc/cinder/cinder.conf 中 volume_driver 配置项设置该存储节点使用哪种 volume provider 的 driver，下面的示例表示使用的是 LVM。