前言

從虛擬化的層面來說，GuestOS 的生命周期、遷移、快照等管理過程都離不開 Hypervisor 的支持。 EG. KVM/VMwate Workstation/Hpyer-V 等 VMM 。VMware 暴露的 API 接口和 OpenStack Dirver 驅(qū)動程序兩種結(jié)合，就能夠?qū)崿F(xiàn)使用 Openstack 平臺來管理多種虛擬化產(chǎn)品。本質(zhì)上就是 Openstack 的 Nova Service 能夠使用這些 API/Dirver 去連接 VMware Hypervisor 并達到控制的目的。在了解 VMware 接入 Openstack 的兩種方式之前，首先要了解一些關(guān)于 VMWare 虛擬化產(chǎn)品的概念：

vSphere：是 VMware 的一個虛擬化產(chǎn)品，是一套整體企業(yè)級虛擬化解決方案，其中主要包含了下面兩個組件。

vCenter：表示一個虛擬化數(shù)據(jù)中心，是所有的物理主機(ESX/ESXI)和虛擬機等資源的統(tǒng)一管理工具。

ESXI(ESX)主機：使用虛擬化軟件 ESX/ESXI 來運行虛擬機的物理主機虛擬化操作系統(tǒng)(實際上是一個可以在裸機上安裝的管理軟件)，為虛擬機提供 CPU 和內(nèi)存資源，同時為虛擬機提供訪問存儲資源和網(wǎng)絡(luò)連接的能力。其中 ESX 是收費的，注意：可以直接在裸機上安裝，能更節(jié)省硬件資源，類似與 Redhat 的 RHEV-H 。

Datastore：共享數(shù)據(jù)存儲，用于保存虛擬機、鏡像文件等數(shù)據(jù)，掛載給 ESX 主機使用。

Openstack 接口驅(qū)動

Openstack Nova Project 提供了兩個連接 VMware 的 Driver 實現(xiàn)( nova/nova/virt/vmwareapi/dirver.py)：

1. ESXDriver 是一種將 ESX/ESXI 主機作為 Hypervisor 的接入方式，ESXDirver 的缺陷在于因為 ESX/ESXI 并不具有太多虛擬化集群的管理操作功能，所以也就丟失 VMware 的一些集群特性(HA/DRS)。* 最新版本的 Openstack 已經(jīng)在逐漸的拋棄這種連接方式 * 。
2. VCDriver 則可以保留這些虛擬化集群的特性，因為 VCDirver 把 vCenter(集群管理工具) 作為 Hypervisor 來接入 Openstack 。 VCDriver 很好的支持了 Vmware 與 Openstack 的互補，這也符合當(dāng)前各廠商對混合云趨勢的共識。這也是本篇最主要的內(nèi)容。

當(dāng)然這也會引入一些新的問題，EXAMPLE：

VCDriver 無法讓 Openstack 對 VMware 虛擬機進行直接的操作(需要通過 vCenter 來進行)。這就帶來了資源跨 ESXi 節(jié)點導(dǎo)致無法輕易整合的問題。具體來說就是作為 Hypervisor 的 vCenter 整體呈現(xiàn)出來的CPU、內(nèi)存資源都很充足，但是在創(chuàng)建虛擬機時就會發(fā)現(xiàn)任何一個節(jié)點的資源都不足以創(chuàng)建虛擬機的情況。 VCDirver 僅僅是實現(xiàn)了 Openstack 對 vCenter 的操作而已。

在開始 VCDirver 的內(nèi)容之前，先看看 Openstack 默認的虛擬化實現(xiàn)方式 —— KVM

使用 KVM 在 Compute Node 上創(chuàng)建虛擬機的流程

1. nova-api 接收 HTTP 請求并將請求通過消息總線的 RPC 傳遞到 nova-conductor
2. nova-conductor 通過消息總線通知 nova-scheduler 獲取最佳創(chuàng)建虛擬機的Compute Node
3. nova-scheduler 通過消息總線獲取 nova-conductor 的任務(wù)，并返回一個 Compute Node 的數(shù)據(jù)信息
4. nova-conductor 獲取到 Compute Node 的信息后，通過信息總線通知 nova-compute 在該 Node 上創(chuàng)建虛擬機
5. nova-conductor 通過消息總線接受到創(chuàng)建任務(wù)并通過配置文件(nova.conf)來決定以那種方式來創(chuàng)建虛擬機(virt/VCDirver)
6. nova-conductor 通過消息總線通知 nova-network 提供網(wǎng)絡(luò)
7. nova-conductor 通過消息總線通知 nova-conductor 完成了虛擬機的創(chuàng)建
8. nova-conductor 訪問數(shù)據(jù)庫修改元數(shù)據(jù)

對于 KVM 來說，通過 nove-compute serivce 直接在 Compute Node 創(chuàng)建虛擬機就可以完成。即：

HTTP Request ==> Restful API ==> nova-api ==> RPC & Queue ==> nova-scheduler ==> nova-compute ==> Create VM in Compute_Node

使用 VCDirver 在 vCenter 上創(chuàng)建虛擬機的流程

1. 首先需要在 Openstack Nova Service 的配置文件 nova.conf 配置實現(xiàn)創(chuàng)建虛擬機的 Driver type == VCDirver 。
2. nova-compute 通過 VCDirver 與管理虛擬機集群的 vCenter APIs 交互
3. 然后 vCenter 選出 Cluster 中合適的 ESX
4. 最后在 Cluster 內(nèi)部使用 DRS 來創(chuàng)建虛擬機。
   

VMware driver architecture

注意：nova-scheduler 可調(diào)度的 nova-compute 可以有多個，并且每個 nova-compute 對應(yīng)了 vSphere 上的一個 Cluster ,每個 Cluster 又都要有一個 Datastore 進行配置和使用。

通過 Openstack 來創(chuàng)建 vSphere 的虛擬機后，虛擬機在 vCenter 的總控界面中會得到呈現(xiàn)，并且可以支持 VMware 的高級功能。除此之外，在 Horizon 中也會得到呈現(xiàn)，能夠像管理其他 Openstack 虛擬機一樣管理 vCenter 中的虛擬機，但也可能會存在部分 VMware 的功能限制(如ssh keys等)。

配置 vCenter 接入 Openstack

Use the VMwareVCDriver to connect Openstack Compute(nova-compute) with vCenter,and you can access through vCenter to advanced vSphere featuers(vMotion/HA/DRS(Dynamic Resource Scheduling)).

修改 Openstack 配置文件

nova.conf ：啟用 vmwareapi.VMwareVCDriver Dirver

[DEFAULT]
...
compute_driver=vmwareapi.VMwareVCDriver

[vmware]
host_ip=<vCenter host IP>       #安裝了vCenter的主機IP
host_username=<vCenter username>     #安裝vCenter時配置的Login Username
host_password=<vCenter password>     #vCenter Password
cluster_name=<vCenter cluster name>    #指定要連接vCenter的哪一個Cluster，一個nova-compute Service可以連接一個Cluster
datastore_regex=<optional datastore regex>   #指定Cluster的Datastore，每個Cluster都需要至少一個Datastore，可以對應(yīng)多個Datastore
wsdl_location=https://200.21.101.12/sdk/vimService.wsdl    #指定wsdl路徑
insecure=True          #以非Secure的方式訪問

NOTE：EG.datastore_regex="nas.*"


==> select all the data stores that have a name starting with “nas”. if the line is omitted, Compute uses the first data store return by the vSphere API.

glance-api.conf & glance-registry.conf ：配置 Image 上傳到 vCenter datastore 中

鏡像下載流程：

a. Openstack 在 Compute Node 上調(diào)用 Glance API 下載鏡像

b. 再調(diào)用 VMware 的 API 將鏡像上傳到 datastore

# glance-api.conf

[glance_store]
filesystem_store_datadir = /opt/stack/data/glance/images/

# Image 上傳到 filesystem_store_datadir
#default_store=file  
#stores=file,http

# Image 上傳到 vCenter datastore 中
default_store=vsphere
stores=vmware,http

# VMware Datastore Store Options
vmware_server_host=<vCenter host IP>
vmware_server_username=<vCenter username>
vmware_server_password=<vCenter password>
vmware_datastores = <datacenterName:datastoreName> # vCenter中數(shù)據(jù)中心的名稱：數(shù)據(jù)存儲的名稱；為了避免存儲單向I/O的不便，所以也可以對應(yīng)多個datastore
vmware_api_insecure=True
vmware_task_poll_interval = 5
#Create the directory for vmware to store the image file
vmware_store_image_dir = /openstack_glance   # 默認為 /openstack_glance

# glance-registry.conf

[glance_store]

default_store=vsphere
stores = vmware,http

vmware_server_host=<vCenter host IP>
vmware_server_username=<vCenter username>
vmware_server_password=<vCenter password>
vmware_datastore_name=<datastoreName>
vmware_datacenter_path=<datacenterName>

和 Openstack 原始支持的 Libvirt Driver 一樣，VMware Driver 也能夠和 Glance service 交互。如架構(gòu)圖，從 Openstack Image Service 復(fù)制 vmdk Image File 到啟動 vCenter 虛擬機的 Shared Datastore 中去，同時還會被緩存下來。即：鏡像需要從 Glance 下載到 Vmware datastore 中。這樣能夠使用 VMware 的資源來存儲屬于 VMware 的文件數(shù)據(jù)。

cinder.conf：配置在 VMware 的資源上創(chuàng)建 Volume

與創(chuàng)建虛擬機的流程類似，Cinder 的后端存儲支持指定為 VMware，使用 VMware Dirver 去創(chuàng)建卷，最終都是調(diào)用 vCenter 的存儲管理的功能。

#cinder.conf

[vmware]
volume_driver = cinder.volume.drivers.vmware.vmdk.VMwareVcVmdkDriver

vmware_host_ip=<vCenter host IP>
vmware_host_username=<vCenter username>
vmware_host_password=<vCenter password>
vmware_wsdl_location=https://200.21.101.12/sdk/vimService.wsdl
vmware_volume_folder= <VolumeFileName>
vmware_insecure = true
vmware_host_version = 6.0

通過 Openstack 在 vCenter 上安裝虛擬機

Step1. 上傳 VMDK 鏡像文件

glance image-create --name trusty-cloud \
--container-format bare --disk-format vmdk \
--property vmware_disktype="sparse" \
--property vmware_adaptertype="ide" < \
cirros-0.3.2-i386-disk.vmdk

注意：最好使用 Commands 的方式來上傳鏡像文件，因為必須指定鏡像文件的屬性為：

vmware_disktype="sparse"/vmware_adaptertype="ide"/--disk-format vmdk，使用 Dashboard 來上傳鏡像的話不能準(zhǔn)確的指定這些屬性，導(dǎo)致上傳之后的鏡像無法被 ESXI 識別。

轉(zhuǎn)換鏡像文件格式為 VMDK：VMware 只能認識這種類型的鏡像文件，所以當(dāng)我們手中的鏡像文件不是 VMDK 時，我們可以轉(zhuǎn)換鏡像文件的格式。

qemu-img convert -f qcow2 ~/Downloads/trusty-server-cloudimg-amd64-disk1.img \
-O vmdk trusty-server-cloudimg-amd64-disk1.vmdk

Step2. 使用 Dashboard 或 Commands 啟動虛擬機，需要使用剛剛上傳 VMDK 格式的鏡像來啟動。

在成功啟動虛擬機的過程中，在 vCenter 的 Log 控制臺上會顯示由創(chuàng)建信息。

Step3. nova list 查看虛擬機信息

fanguiju@fanguiju:~$ cd devstack/
fanguiju@fanguiju:~/devstack$ source openrc admin admin
fanguiju@fanguiju:~/devstack$ nova list
+--------------------------------------+---------------------+--------+------------+-------------+------------------+
| ID         | Name    | Status | Task State | Power State | Networks   |
+--------------------------------------+---------------------+--------+------------+-------------+------------------+
| 42da5d12-a470-4193-8410-0209c04f333a | TestVMwareInterface | ACTIVE | -   | NOSTATE  | private=10.0.0.2 |
+--------------------------------------+---------------------+--------+------------+-------------+------------------+

注意：需要先加載環(huán)境變量，如果是使用 admin 身份創(chuàng)建的虛擬機，必須使用 admin 的環(huán)境變量才能查看。

ERROR

ERROR 1:

TSG：查看日志發(fā)現(xiàn)非正確 Nova Node IP，所以考慮是否在用戶 Home 目錄下有存在 nova.conf 配置文件。在 screen 啟動服務(wù)時，沒有指定 config 配置路徑，那么該啟動的服務(wù)默認到 home目錄 ==> usr/share ⇒ etc下依次尋找并加載配置文件。

ERROR 2:

TSG：考慮是否相應(yīng)的服務(wù)沒有啟動

ERROR 3：

ERROR glance_store._drivers.vmware_datastore [req-60ec6d3c-0596-45d8-ab97-9ef84360acc1 85c6b9fa9127439880276f070c60dad6 ad9a69f3da8f4aa280389fcdf855aeb5] Communication error sending http PUT request to the url /folder/openstack_glance/7a1fa12f-2b41-4751-b421-c454e9a9673a%3FdcPath%3Ddatacenter%26dsName%3Ddatastore1.
Got IOError [Errno 104] Connection reset by peer
ERROR glance_store._drivers.vmware_datastore [req-60ec6d3c-0596-45d8-ab97-9ef84360acc1 85c6b9fa9127439880276f070c60dad6 ad9a69f3da8f4aa280389fcdf855aeb5] Failed to upload content of image 7a1fa12f-2b41-4751-b421-c454e9a9673a. The request returned an unexpected status: 301.
The response body:
None

TSG：配置完 Glance service 后，無法上傳鏡像文件。是因為Devstack-L 的 PIP 包版本與 vCenter 6 不兼容。上級包即可。

pip list | grep glance

ERROR 4：

在Openstack創(chuàng)建VMWare虛擬機時無法傳遞鏡像，導(dǎo)致VMWare虛擬機無法引導(dǎo)操作系統(tǒng)。

TSG:

需要使用 commands 方式上傳鏡像，并且在Dashboard中將鏡像的屬性編輯成為 public 。
EXAMPLE：

最后

對于 Openstack 的用戶來說，完全不會感覺到 KVM 虛擬機和 VMware 虛擬機的不同，表面上都是通過 Openstack 去管理底層的虛擬機實現(xiàn)，而終端也都僅是調(diào)用了 Openstack API 。Openstack 作為一個云集算管理平臺，只能管理到 nova-compute 這一層，即：知道 nova-compute 對應(yīng)了哪一個 VMware Cluster，對于 ESX/ESXI 底層的虛擬機實現(xiàn)，Openstack 是無法管理的，都交由 vCenter 管理。所以虛擬機在 Cluster 內(nèi)的變動，對于 Openstack 來說是完全不會有影響的。

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