OpenStack Glance 总结

一、概述

Glance（OpenStack Image Service）是一个提供发现，注册，和下载镜像的服务。Glance 提供了虚拟机镜像的集中存储。通过 Glance 的 RESTful API，可以查询镜像元数据、下载镜像。虚拟机的镜像可以很方便的存储在各种地方，从简单的文件系统到对象存储系统(比如 OpenStack Swift)。

在 Glance 里镜像被当做模板来存储，用于启动新实例。Glance 还可以从正在运行的实例建立快照用于备份虚拟机的状态。

Glance 具体功能如下：

提供 RESTful API 让用户能够查询和获取镜像的元数据和镜像本身；
支持多种方式存储镜像，包括普通的文件系统、Swift、Ceph 等；
对实例执行快照创建新的镜像。

Clance 在整个 OpenStack 架构中的位置如下图：
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二、架构

在 Newton 之前的版本中，Glance 支持两种 RESTful API V1和V2，两者区别为：

V1只提供了基本的镜像和用户操作功能：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，主要是增加了如下功能：

● 镜像 location 的添加、删除和修改等操作；
● metadata namespace 操作；
● 镜像 tag 操作。
V1 和V2对镜像后端存储的支持是相同的。

V1版本的实现，具有 glance-api 和 glance-registry 两个 WSGI 服务，二者都提供 RESTful API，但需要强调的一点是，glance-registry 提供的 RESTful API 是给 glance-api 使用的，并不开放给外部用户。
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（1）glance-api
glance-api 是系统后台运行的服务进程。对外提供 RESTful API，响应镜像查询、获取和存储的调用。glance-api 不会真正处理请求。

如果是与镜像 metadata（元数据）相关的操作，glance-api 会把请求转发给 glance-registry；
如果是与镜像自身存取相关的操作，glance-api 会把请求转发给该 image 的存储后端。

（2）glance-registry
glance-registry 是系统后台运行的服务进程。负责处理和存取镜像的 metadata，例如镜像的大小和类型。

V2版本的实现就是将 glance-registry 集成到了 glance-api 内部，这么做的好处是减少了一个中间的处理环节。V1版本在 Newton 中标注被弃用，目前已经被移除。

Glance 支持多种格式的镜像，包括：
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Glance 自己并不存储镜像。真正的镜像是存放在后端存储中的。Glance 支持多种后端存储，包括：

A directory on a local file system：这是默认配置，在本地的文件系统里进行保存镜像。
GridFS：使用MongoDB存储镜像。
Ceph RBD：使用Ceph的RBD接口存储到Ceph集群中。
Amazon S3：亚马逊的S3。
Sheepdog：专为QEMU/KVM提供的一个分布式存储系统。
OpenStack Block Storage (Cinder)
OpenStack Object Storage (Swift)
HTTP：可以使用英特网上的http服务获取镜像。这种方式只能只读。
VMware ESX/ESXi or vCenter。

具体使用哪种 backend，是在 /etc/glance/glance-api.conf 中配置的。

三、操作示例

1. Dashboard 操作
登陆系统，选择“管理员->系统->映像”，点击“创建映像”。
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填写镜像信息，点击“选择文件”按钮，选取本地镜像文件。

选择正确的镜像格式。

保存后，可以看到上传的镜像。

2. CLI 操作

上面的示例，cirros 这个镜像很小，通过 Dashboard 上传很快，操作会很顺畅。但如果我们要上传的镜像比较大（比如好几个 G ），那么操作会长时间停留在上传的 Web 界面，我们也不知道目前到底处于什么状态。对于这样的操作，CLI 是更好的选择。
（1）将镜像上传到控制节点的文件系统中，例如 /root/cirros-0.3.4-x86_64-disk.img
（2）设置环境变量
（3）执行镜像创建命令
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镜像文件默认是放在控制节点的 /var/lib/glance/images 下，可以查看到所有的镜像文件
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CLI其他操作：
查看镜像列表
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删除镜像

四、镜像状态流

上传镜像时 Glance 会显示镜像的各种状态。当我们上传镜像时，第一步就是入队列，经过短时间的验证，镜像进入 queued 状态，保存镜像并开始上传。之后镜像会进入 saving 的状态，表示还没有完全上传完毕。镜像完全上传后，状态会变成 active。如果上传失败，将会变成 killed 或 deleted 状态。
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（1） queued
在 Glance registry 里已经通过验证可以开始存储。暂时没有镜像数据被上传到 Glance，镜像大小在上传时设置为0。
（2）saving
表示正在上传镜像到 Glance。通过POST /images 接口注册镜像，如果有 x-image-meta-location http 头，这个镜像将不会处于 saving 状态（因为镜像数据在其他位置已经可用）。
（3）active
表示在 Glance 里是一个完全可用的镜像。当镜像上传成功后，会切换到这个状态。.
（4）deactivated
表示不允许任何非管理的用户访问。禁止下载镜像，同时也禁止所以可能获取镜像数据的操作，比如镜像导出和镜像克隆等操作。
（5）killed
表示上传镜像时发生错误，这个镜像不可用。
（6）deleted
Glance 仍然保留了镜像的相关信息，但不能在被使用。这个状态下的镜像将会被自动删除。
（7）Deactivating and Reactivating an image
可以停用镜像。也可以重新激活，或者删除。当管理员对镜像进行更新时，可以先把镜像停用，这样镜像对非管理员用户就不可见了，当更新完成后，可以重新激活镜像，以便用户可以用更新后镜像启动虚拟机。

五、镜像和实例

镜像作为模板存储，镜像服务存储和管理镜像。实例是在计算节点上运行的单个虚拟机，计算节点管理这些实例。用户可以从用同一个镜像启动任意数量的实例。每个启动的实例都是基于镜像的一个副本，所以实例上的任何修改都不会影响到镜像。我们可以对正在运行实例做快照，并可以用快照于启动另一个新的实例。

当我们启动一个实例时，我们需要指定 flavor。flavor 定义了实例可以有多少个虚拟 CPU，多大的 RAM 以及根磁盘、临时磁盘的大小。

下图显示了启动实例的系统状态。glance 包含一定数量的镜像，compute node 包含可用的 vcpu，内存和本地磁盘资源，cinder-volume 包含一定数量的 volume。
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启动实例之前，需要选择一个镜像，flavor 和任何可选属性。选定的 flavor 提供一个系统盘，标记为 vda，另外一个临时盘被标记为 vdb（如果 flavor 中临时磁盘为0，则启动实例时不创建 vdb，一般默认也是这样设置）。
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在上图中，基础镜像从 image store 复制到本地磁盘。 vda 是实例的第一个磁盘，如果镜像文件越小，则通过网络复制的数据越少，实例启动就会越快。实例创建时会创建一块空的临时数据盘 vdb（如果 flavor 中临时磁盘为0，则启动实例时不创建 vdb），当实例终止时，它将被删除。随后计算节点提供 vCPU 和内存资源之后，该实例将从 vda 启动。该实例运行并更改计算节点磁盘上的数据。

实例启动后，可以挂载 volume，cinder-volume 提供的 volume 被映射到第三个虚拟磁盘并将其称为 vdc（如果 flavor 中临时磁盘为0，则挂载的 volume 映射的虚拟磁盘为 vdb）。vdc（或vdb）使用 iSCSI 连接到 cinder-volume。如果 volume store 位于单独的网络上，需要在计算节点 nova.conf 里指定的 my_block_storage_ip，将会通过存储网络直接通信。（本部分参考文档《一文读懂OpenStack Glance是什么》写的有问题，实例启动后，才可以挂载 volume，而不是创建实例同时就能挂载）。

实例被删除后，除 volume 之外的其它资源都会被回收。临时盘将会被清空，内存和vCPU 资源被会被释放。在这个过程中镜像不会发生任何改变。

六、总结

本文对 OpenStack 镜像服务 Glance 做了详细的介绍，包括其功能、架构、操作示例以及镜像和实例的关系。本文内容参考了网络上的很多有价值的文章，在这里表示非常感谢！

参考文档
https://docs.openstack.org/glance/latest/
http://www.cnblogs.com/sammyliu/p/4249151.html
http://www.cnblogs.com/CloudMan6/p/5384923.html
http://www.cnblogs.com/CloudMan6/p/5393376.html
云技术实践公众号《一文读懂OpenStack Glance是什么》