OpenStack八大核心组件精讲之---glance

一、Glance镜像服务

它在OpenStack中的项目名称为Glance。在早期的OpenStack版本中，Glance只有管理镜像的功能，并不具备镜像存储功能。现在，Glance已发展成为集镜像上传、检索、管理和存储等多种功能的OpenStack核心服务。

1、镜像

镜像的英文为Image,又译为映象，通常是指一系列文件或 一个磁盘驱动器的精确副本。镜像文件其实和ZIP压缩包类似,它将特定的一系列文件按照一定的格式制作成单一的文件, 以访便用户下载和使用。

2、镜像服务

镜像服务就是用来管理镜像的，让用户能够发现、获取和保存镜像。在OpenStack中提供镜像服务的是Glance，其主要功能如下:

• 查询和获取镜像的元数据和镜像本身
• 注册和上传虚拟机镜像，包括镜像的创建、上传、 下载和管理
• 维护镜像信息，包括元数据和镜像本身。
• 支持多种方式存储镜像，包括普通的文件系统、Swift、 Amazon S3等
• 对虚拟机实例执行创建快照命令来创建新的镜像，或者备份虚拟机的状态

它在OpenStack中的项目名称为Glance。在早期的OpenStack版本中，Glance只有管理镜像的功能，并不具备镜像存储功能。现在，Glance已经发展成为集镜像上传、检索、管理和存储等多种功能的OpenStack核心服务。

3、概念

镜像的英文为Image,又译为映象，通常是指一系列文件或 一个磁盘驱动器的精确副本。镜像文件其实和ZIP压缩包类似,它将特定的一系列文件按照一定的格式制作成单一的文件, 以访便用户下载和使用。

概念理解：
举例子: Ghost是使用镜像文件的经典软件，其镜像文件可以包含更多信息，如系统文件、引导文件、分区表信息等,这样镜像文件就可以包含一个分区甚至是一块硬盘所有信息。Ghost可基 于镜像文件快速安装操作系统和应用程序。
举例子: VMware的虚拟机模板

4、Images API的版本

Glance提供的RESTful API目前有两个版本: API v1和API v2

v1只提供基本的镜像和成员操作功能，包括镜像创建、删除、下载、列表、详细信息查询、更新，以及镜像租户成员的创建、删除和列表。
v2除了支持v1的所有功能外，主要增加了镜像位置的添加、删除、修改,元数据和名称空间操作， 以及镜像标记操作。
两个版本对镜像存储支持相同，v1从N版开始已经过时，迁移路径使用v2进行替代

5、镜像格式

①、虚拟机镜像文件磁盘格式

raw:无结构的磁盘格式
vhd:该格式通用于VMware、Xen、VirtualBox以及其他虚拟机管理程序
vhdx:vhd格式的增强版本，支持更大的磁盘尺寸
vmdk:一种比较通用的虚拟机磁盘格式
vdi:由VirtualBox虚拟机监控程序和QEMU仿真器支持的磁盘格式
iso:用于光盘(CD-ROM)数据内容的档案格式
ploop:由virtuozzo支持，用于运行OS容器的磁盘格式
qcow2:由QEMU仿真支持，可动态扩展，支持写时复制（Copy on Write）的磁盘格式
aki:在Glance中存储的Amazon内核格式
ari:在Glance中存储的Amazon虚拟内存盘（Ramdisk）格式
ami:在Glance中存储的Amazon机器格式

磁盘结构:

磁盘结构:
RAW :磁盘镜像实例,以进制形式存储的方式(图片)
优点:访问速度非常快
缺点:不支持动态扩容、前期消耗多(创建20G磁盘类比workstation)
Vhd:微软公司提出的格式
VMDK: vmware公司想要统虛拟化平台的一 种格式
Vdi: VirtualBox官方 支持的结构
ISO:基本类型
Qcow2: Qemu支 持的类型
AKI、 ARI、 AMI:亚马逊所推出支持的类型
容器:
磁盘存储的数据、元数据需要相互隔离,所以会使用到容器
Bare :基础类型，
Ovf:标准的格式体系，支持动态扩容,而且支持导出导入
AKi、 Ami、 Ari: 亚马逊
组件工作流程
glance- api
json yaml xml格式的

raw优点：访问速度非常块；缺点：不支持动态扩容，前期消耗多

②、镜像文件容器格式

bare:没有容器或元数据“信封”的镜像
ovf：开放虚拟化格式
ova:在Glance中存储的开放虚拟化设备格式
aki:在Glance中存储的Amazon内核格式
ari:在Glance中存储的Amazon虚拟内存盘（Ramdisk）格式
Docker:在Glance中存储的容器文件系统的Docker的tar档案

6、镜像状态

①、状态1：

queued:这是一种初始化状态，镜像文件刚被创建，在Glance数据库只有其元数据，镜像数据还没有上传至数据库中
saving:是镜像的原始数据在.上传到数据库中的一种过渡状态，表示正在上传镜像
uploading:指示已进行导入数据提交调用，此状态下不允许调用PUT/file (saving状态会执行PUT/file,这是另外一种上传的方法)
importing:指示已经完成导入调用，但是镜像还未准备好使用

②、状态2：

active:表示当镜像数据成功上传完毕，成为Glance中可用的镜像
deactivated:表示任何非管理员用户都无权访问镜像数据，禁止下载镜像，也禁止镜像导出和镜像克隆之类的操作
killed:表示镜像上传过程中发生错误，镜像不可读
deleted:镜像将在不久后被自动删除，该镜像不可再用，但是目前Glance仍然保留该镜像的相关信息和原始数据
pending_delete: 与deleted相似，Glance还没有清除镜像数据， 但处于该状态的镜像不可恢复

7、访问权限

Public(公共的):可以被所有的项目使用
Private (私有的):只有被镜像所有者所在的项目使用
Shared (共享的):一个非共有的镜像可以共享给其他项目，这是通过项目成员(member-*)操作来实现的
Protected (受保护的):这种镜像不能被删除

8、Glance详细架构图

• 客户端是Glance服务应用程序使用者，是OpenStack命令行工具、Horizon或Nova服务
• glance-api是系统后台运行的服务进程。是进入Glance的入口。它对外提供REST API，负责接收用户的RESTful请求，响应镜像查询、获取和存储的调用。
• glance-registry是系统后台运行的glancei注册服务进程,负责处理与镜像元数据相关的RESTful请求，元数据包括镜像大小、类型等信息。Glance-api接收的请求如果是与镜像的元数据相关的操作, glance-api会把请求转发给glance-registry.glance-registry会解析请求内容,并与数据库交互。存储,处理、检索镜像的元数据。glance-api对外提供API。而gllance-registry的API只由glance-api使用。
• Glance的DB模块存储的是镜像的元数据，可以选用MYSQL、MariaDB、SQLite等数据库。镜像的元数据通过glance-registry存放在数据库中。注意，镜像本身(chunk数据)是通过glance存储驱动存放到各种存储后端中的。
• 存储后端(Store Backend) Glance自身并不存储镜像，它将镜像存放在后端存储系统中。镜像本身的数据通过glance_store存放在各种后端，并可从中获取。支持本地存储、对象存储、RBD块设备、Sheepdog分布式存储、Cinder块存储、VMware数据存储。
• 具体使用哪种backend，是在/etc/glancelglance-api.conf 中配置的[glance_store]

9、工作流程

• OpenStack的操作都需经Keystone进行身份认证(AuthN)并授权(AuthZ)，Glance也不例外。Glance是一个C/S架构，提供一个REST API，用户就通过RESTAPI来执行镜像的各种操作。[Glance Domain - Controller是一个主要的中间件，相当于调度器，作用是将Glance内部服务的操作分发到以下各个功能层
• Registry Layer(注册层):是一个可选层，通过使用单独的服务控制Glance Domain Controller与GlanceDB之间的安全交互。
• Glance DB:是Glance服务使用的核心库，该库对Glance内部所有依赖数据库的组件是共享的。(这个库是存一些元数据信息的，不是真正存镜像的数据库)
• Glance Store:用来组织处理Glance和各种存储后端的交互，提供了一个统一的接口来访问后端的存储。所有的镜像文件操作都是通过调用Glance Store库来执行的，它负责与外部存储端或本地文件存储系统的交互。

10、小结：

1、glance-api是系统后台运行的服务进程，对外提供REST API，相应image查询、获取和存储的调用，glance-api不会真正处理请求
2、如果是与image metadata（元数据）相关的操作，glance-api会把请求转发给glance-registry
3、如果是与image自身存取相关的操作，glance-api会把请求转发给该image的store backend
4、查看glance-api进程ps -elf | grep glance-api

二、部署Glance

1、创建数据库实例和数据库用户

[root@ct ~]# mysql -u root -p 
MariaDB [(none)]> CREATE DATABASE glance;
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON glance.* TO 'glance'@'localhost' IDENTIFIED BY 'GLANCE_DBPASS';
MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON glance.* TO 'glance'@'%' IDENTIFIED BY 'GLANCE_DBPASS';
MariaDB [(none)]> flush privileges;
MariaDB [(none)]> exit

2、创建用户、修改配置文件

(1)、 创建OpenStack的Glance用户

#创建用户前，需要首先执行管理员环境变量脚本（此处已经在~/.bashrc 中定义过了）
[root@ct ~]# openstack user create --domain default --password GLANCE_PASS glanc		###创建glance用户
+---------------------+----------------------------------+
| Field               | Value                            |
+---------------------+----------------------------------+
| domain_id           | default                          |
| enabled             | True                             |
| id                  | 941884eca60e48d7bfed6a9828a96359 |
| name                | glance                           |
| options             | {
    
    }                               |
| password_expires_at | None                             |
+---------------------+----------------------------------+

[root@ct ~]# openstack role add --project service --user glance admin					
#将glance用户添加到service项目中，并且针对这个项目拥有admin权限；注册glance的API，需要对service项目有admin权限

[root@ct ~]# openstack service create --name glance --description "OpenStack Image" image		
# 创建一个service服务，service名称为glance，类型为image；创建完成后可以通过 openstack service list 查看
+-------------+----------------------------------+
| Field       | Value                            |
+-------------+----------------------------------+
| description | OpenStack Image                  |
| enabled     | True                             |
| id          | 5c4ceec40c144e1ba9acade931f83b0a |
| name        | glance                           |
| type        | image                            |
+-------------+----------------------------------+

（2）、 创建镜像服务 API 端点，OpenStack使用三种API端点代表三种服务：admin、internal、public

[root@ct ~]# openstack endpoint create --region RegionOne image public http://ct:9292
[root@ct ~]# openstack endpoint create --region RegionOne image internal http://ct:9292
[root@ct ~]# openstack endpoint create --region RegionOne image admin http://ct:9292

（3）、 安装 openstack-glance 软件包

[root@ct ~]# yum -y install openstack-glance 

（4）、修改glance配置文件，glance有两个配置文件：

/etc/glance/glance-api.conf
/etc/glance/glance-registry.conf

[root@ct ~]# cp -a /etc/glance/glance-api.conf{
    
    ,.bak}
[root@ct ~]# grep -Ev '^$|#' /etc/glance/glance-api.conf.bak > /etc/glance/glance-api.conf

（5）、 添加glance-api.conf配置

#传入修改的参数
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf database connection mysql+pymysql://glance:GLANCE_DBPASS@ct/glance
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken www_authenticate_uri http://ct:5000
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken auth_url http://ct:5000
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken memcached_servers ct:11211
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken auth_type password
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken project_domain_name Default
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken user_domain_name Default
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken project_name service
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken username glance
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken password GLANCE_PASS
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf paste_deploy flavor keystone
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf glance_store stores file,http
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf glance_store default_store file
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf glance_store filesystem_store_datadir /var/lib/glance/images/

[root@ct glance]# cat glance-api.conf
[DEFAULT]
[cinder]
[cors]
[database]
connection = mysql+pymysql://glance:GLANCE_DBPASS@ct/glance
[file]
[glance.store.http.store]
[glance.store.rbd.store]
[glance.store.sheepdog.store]
[glance.store.swift.store]
[glance.store.vmware_datastore.store]

[glance_store]
stores = file,http					#存储类型，file：文件，http：基于api调用的方式，把镜像放到其他存储上
default_store = file					#默认存储方式
filesystem_store_datadir = /var/lib/glance/images/	##指定镜像存放的本地目录

[image_format]
[keystone_authtoken]
www_authenticate_uri = http://ct:5000			##指定认证的keystone的URI
auth_url = http://ct:5000
memcached_servers = ct:11211
auth_type = password
project_domain_name = Default
user_domain_name = Default
project_name = service				#glance用户针对service项目拥有admin权限
username = glance
password = GLANCE_PASS

[oslo_concurrency]
[oslo_messaging_amqp]
[oslo_messaging_kafka]
[oslo_messaging_notifications]
[oslo_messaging_rabbit]
[oslo_middleware]
[oslo_policy]

[paste_deploy]
flavor = keystone					#指定提供认证的服务器为keystone

[profiler]
[store_type_location_strategy]
[task]
[taskflow_executor]

（6）、 修改glance-registry.conf 配置文件

#备份、过滤注释信息
cp -a /etc/glance/glance-registry.conf{
    
    ,.bak}
grep -Ev '^$|#' /etc/glance/glance-registry.conf.bak > /etc/glance/glance-registry.conf

#修改配置文件参数
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf database connection mysql+pymysql://glance:GLANCE_DBPASS@ct/glance
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken www_authenticate_uri http://ct:5000
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken auth_url http://ct:5000
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken memcached_servers ct:11211
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken auth_type password
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken project_domain_name Default
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken user_domain_name Default
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken project_name service
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken username glance
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf keystone_authtoken password GLANCE_PASS
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf paste_deploy flavor keystone
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf glance_store stores file,http
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf glance_store default_store file
openstack-config --set /etc/glance/glance-api.conf glance_store filesystem_store_datadir /var/lib/glance/images/


#修改参数(配置与glance-api.conf相同）

openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf database connection  mysql+pymysql://glance:GLANCE_DBPASS@t/glance
openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf keystone_authtoken www_authenticate_uri   http://ct:5000
openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf keystone_authtoken auth_url  http://ct:5000
openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf keystone_authtoken memcached_servers  ct:11211
openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf keystone_authtoken auth_type  password
openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf keystone_authtoken project_domain_name  Default
openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf keystone_authtoken user_domain_name  Default
openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf keystone_authtoken project_name  service
openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf keystone_authtoken username  glance
openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf keystone_authtoken password  GLANCE_PASS
openstack-config --set /etc/glance/glance-registry.conf paste_deploy flavor  keystone


[root@ct glance]# cat glance-registry.conf
[DEFAULT]
[database]
connection = mysql+pymysql://glance:GLANCE_DBPASS@ct/glance

[keystone_authtoken]
www_authenticate_uri = http://ct:5000
auth_url = http://ct:5000
memcached_servers = ct:11211
auth_type = password
project_domain_name = Default
user_domain_name = Default
project_name = service
username = glance
password = GLANCE_PASS

[oslo_messaging_amqp]
[oslo_messaging_kafka]
[oslo_messaging_notifications]
[oslo_messaging_rabbit]
[oslo_policy]

[paste_deploy]
flavor = keystone

[profiler]

（7）、 初始化glance数据库，生成相关表结构；（不管有多少个controler，只需要初始化一次即可）

su -s /bin/sh -c "glance-manage db_sync" glance

（8）、 开启glance服务（此处开启之后会生成存放镜像的目录/var/lib/glance/image）

[root@ct ~]# systemctl enable openstack-glance-api.service
[root@ct ~]# systemctl start openstack-glance-api.service

（9）、查看端口（也可以使用lsof -i:9292 ）

[root@ct glance]# netstat -natp | grep 9292
tcp        0      0 0.0.0.0:9292            0.0.0.0:*         LISTEN      62334/python2

（10）、 赋予openstack-glance-api.service服务对存储设备的可写权限（-h：值对符号连接/软链接的文件修改)

[root@ct ~]# chown -hR glance:glance /var/lib/glance/

（11）、 镜像导入

（12）、先上传cirros镜像，然后导入glance，最后查看是否创建成功

[root@ct glance]# cd /opt/
#将cirros-0.3.5-x86_64-disk.img镜像文件托进/opt目录下
[root@ct opt]# ls
cirros-0.3.5-x86_64-disk.img

[root@ct opt]# openstack image create --file cirros-0.3.5-x86_64-disk.img --disk-format qcow2 --container-format bare --public cirros

（13）、 查看镜像的两种方式

[root@ct ~]# openstack image list
+--------------------------------------+--------+--------+
| ID                                   | Name   | Status |
+--------------------------------------+--------+--------+
| 659e4d48-09c7-4d0d-b3c5-e2048b014465 | cirros | active |
+--------------------------------------+--------+--------+


[root@ct ~]# glance image-list
+--------------------------------------+--------+
| ID                                   | Name   |
+--------------------------------------+--------+
| 659e4d48-09c7-4d0d-b3c5-e2048b014465 | cirros |
+--------------------------------------+--------+

小结
因为OpenStack上创建虚拟机需要镜像支持，所以先行进行部署

部署思路：
1、创建数据库、授权
2、创建openstack用户、授权、管理
3、修改配置文件（glance-api.conf、glance-registry.conf）
4、初始化数据库、上传实例镜像