深入OpenStack Placement

一、概述

OpenStack Placement是OpenStack組件之一，位於Nova之外，主要用於優化雲資源分配。Placement通過集中化管理，搜集雲環境中所有計算資源的信息，使得資源分配更為智能化、靈活化。本文將從多個方面對OpenStack Placement進行詳細闡述。

二、構建OpenStack Placement

OpenStack Placement可以通過devstack、Docker等方式進行構建，下面以devstack為例：

# 下載devstack
git clone https://github.com/openstack-dev/devstack.git

# 進入devstack目錄
cd devstack

# 編輯local.conf文件
touch local.conf
echo "[[local|localrc]]
# Password
ADMIN_PASSWORD=123456
DATABASE_PASSWORD=123456
RABBIT_PASSWORD=123456
SERVICE_PASSWORD=123456

# Horizon
enable_service horizon
# Keystone
enable_service keystone
# Glance
enable_service glance
# Placement
enable_service placement-api
enable_service placement-client

# Nova
enable_service n-api
enable_service n-sch
enable_service placement-client
disable_service n-net
force=yes
" > local.conf

# 開始安裝
./stack.sh

三、OpenStack Placement的運行機制

OpenStack啟動Placement服務後，API請求會通過placement-api服務轉發到placement服務，placement使用SQLAlchemy在nova_placement數據庫中存儲和管理資源信息。Placement服務數據庫中的每個表都反映了資源的某個方面，比如resource_providers表包含雲環境中的所有資源提供者的信息，inventory表包含資源提供者的可用資源。通過這些信息，nova-scheduler可以智能地選擇最佳的資源使用哪個主機，遺留問題（比如overcommit情況下）的解決。

四、使用OpenStack Placement管理資源

1. 創建資源提供者

資源提供者是指雲環境中的計算資源，可以是虛擬化主機、物理主機、容器、GPU等等。在創建虛擬機之前，需要先把相關的資源提供者添加進Placement中。

# 創建資源提供者
export OS_AUTH_TYPE=v3password
export OS_AUTH_URL=http://controller:35357/v3
export OS_PROJECT_DOMAIN_ID=default
export OS_USER_DOMAIN_ID=default
export OS_PROJECT_NAME=admin
export OS_USERNAME=admin
export OS_PASSWORD=123456
openstack resource provider create compute1

2. 給資源提供者添加設備

通過inventory表向資源提供者添加設備，這樣nova-scheduler就能根據QOS之類的策略選擇最佳的資源主機。

openstack resource provider inventory set \\
    --resource-provider=compute1 \\
    --resource-class=VCPU \\
    --total=24 \\
    --reserved=1 \\
    --allocation-ratio=0.9

openstack resource provider inventory set \\
    --resource-provider=compute1 \\
    --resource-class=MEMORY_MB \\
    --total=32768 \\
    --reserved=2048 \\
    --allocation-ratio=0.95

3. 創建虛擬機

通過nova-scheduler，創建配合需要的虛擬機。nova-scheduler會檢查雲環境中所有資源提供者的狀態，根據配合策略分配資源，最後為該VM分配對應的虛擬化計算資源。

openstack flavor create m1.small --id auto \\
  --ram 1024 --disk 10 --vcpus 1

openstack server create --flavor m1.small --image cirros \\
    --nic net-id=3791572d-ffa6-49ac-a170-7b4be7fe1f81 \\
    --security-group default my_cirros_instance

4. 查看虛擬機資源分配情況

可以通過nova-show命令查看虛擬機分配情況，具體包括哪個資源提供者、CPU、Memory和DIsk等信息。

openstack server show my_cirros_instance

五、OpenStack Placement的優化策略

OpenStack Placement提供了很多靈活的配置方式，可以根據具體的需求進行優化，下面列舉幾個常用的策略。

1. 資源池預留

為了保證虛機啟動過程中所需的資源在任何情況下都不會被用盡，通常需要預留一部分資源。比如下面的設置意味着這個資源池中最多只能有總量的80%的VM，剩餘20%的資源預留給內部操作。

[[DEFAULT]] 
reserved_host_memory_mb=1024 
cpu_allocation_ratio=16.0 
ram_allocation_ratio=1.5 
max_placement_results=25 
aggregate_image_properties_isolation_namespace= 
aggregate_image_properties_isolation_separator= 
max_io_ops_per_host=8 
max_io_ops_per_instance=5 
max_instances_per_host=50 
retry_backoff=1 
retry_backoff_max=120 
retry_interval=2 
placement_client_retry_backoff=1 
placement_client_retry_backoff_max=120 
placement_client_socket_timeout=5

[[placement]] 
auth_type=v3password 
auth_url=http://controller:35357/v3
project_domain_id=default 
user_domain_id=default 
project_name=admin 
username=admin 
password=123456 
filter_scheduler 
scheduler_driver=nova.scheduler.filter_scheduler.FilterScheduler 
scheduler_host_manager=nova.scheduler.host_manager.HostManager 
available_filters=nova.scheduler.filters.all_filters 
scheduler_use_baremetal_filters=False 
isolation_filtering=False 
isolated_hosts=[] 
scheduler_json_config_location=scheduler.json 
scheduler_default_filters=RetryFilter,AvailabilityZoneFilter,RamFilter,DiskFilter,ComputeFilter,ComputeCapabilitiesFilter,ImagePropertiesFilter,ServerGroupFilter,ServerGroupAntiAffinityFilter,ServerGroupAffinityFilter 
scheduler_round_robin_strategy=constant 
scheduler_tracks_instance_changes=False 
scheduler_weight_classes=nova.scheduler.weights.all_weighers
scheduler_client_timeout=60 
scheduler_max_attempts=3 
scheduler_driver_task_period=60 

[filter_scheduler] 
host_subset_size=1 
host_subset_type=one_of 
ram_weight_multiplier=1.0 
cpu_weight_multiplier=1.0 
request_spec_modifier=nova.scheduler.filters.RequestSpecModifier$filter_scheduler 
ram_allocation_ratio=1.5 
filter_scheduler_use_baremetal_filters=False 
isolation_filtering=False 
scheduler_available_filters=nova.scheduler.filters.all_filters 
scheduler_cpu_allocation_ratio=16 
scheduler_disk_allocation_ratio=1 
scheduler_ram_allocation_ratio=1.5 
scheduler_use_baremetal_filters=False

2. 資源共享

在多租戶場景下，通常需要對資源進行共享。這裡可以採用共享的方式，來有效利用資源，避免資源浪費。

openstack server create --flavor m1.medium --image cirros \\
    --nic net-id=612cdad6-5fee-422c-bd23-e6a34149b740 --security-group \\
    default --hint group=workload my_cirros_instance

3. Overcommit策略

在雲環境中，實際使用的資源可能比配置的資源要少很多。因此，通常會通過Overcommit的方式，優化資源利用率。下面是在Placement中通過Overcommit策略設置的例子。

# 設置核心數量的Overcommit
openstack flavor set m1.small \
  --property hw:cpu_policy=dedicated \
  --property hw:cpu_thread_policy=isolate \
  --property hw:cpu_sockets=1

# 以2倍的方式用更多的內存覆蓋實例
openstack flavor set m1.small \
  --property hw:mem_page_size=large \
  --property hw:mem_2048_mb_pages=2

# 確保該節點的空閑內存百分比大於15%
openstack flavor set m1.small \
  --property resources:CUSTOM_BAREMETAL=1 \
  --property resources:MEMORY_MB=2048 \
  --property resources:VCPU=1 \
  --property resources:DISK_GB=20 \
  --property capabilities:boot_option=local \
  --property capabilities:boot_mode=bios \
  --property capabilities:cpu_arch=x86_64 \
  --property capabilities:hypervisor_version_matches_build=True \
  --property capabilities:node_capacity=1 \
  --property capabilities:node_disk_gb=20 \
  --property capabilities:node_memory_mb=2048 \
  --property capabilities:node_cpu_arch=x86_64 \
  --property capabilities:node_cpu_total=2 \
  --property capabilities:node_ram_total=2048 \
  --property capabilities:node_ram_free_percentage=15

六、總結

OpenStack Placement作為OpenStack的重要組件之一，主要用於集中化管理和分配資源。本文從構建、運行機制、使用和優化等多個方面對OpenStack Placement進行了詳細的闡述。

原創文章，作者：QGJOH，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-hk/n/372365.html