在Ceph中创建虚拟机流程改进之分析

问题导读
1、创建VM时的image流程是怎样的？
2、如何学习ceph的用法？
3、如何了解一个功能的实现？





最近在Gerrit中看到一个change：https://review.openstack.org/#/c/94295/ ， 它主要是对当前在Ceph中创建虚拟机的流程的改进。如果glance的backend是ceph, 则nova创建虚拟机到RBD的流程是这样的：
通过glance从ceph中下载image --> 本地 --> 复制image到rbd

这个change的目的就是：不需要下载到本地，直接在rbd中复制image,以提高虚拟机创建的速度。

以前只知道nova从glance下载image,作为虚拟机的base,却没有仔细的了解过这个过程，正好借这个机会，看一看nova创建虚拟机到rbd过程中关于image的部分。
1 nova创建VM时image的流程
经过nova-scheduler选择节点后，创建VM的请求到达了nova-compute，即nova/compute/manager.py：ComputeManager._run_instance()：

def _run_instance(self, context, request_spec,  
                      filter_properties, requested_networks, injected_files,  
                      admin_password, is_first_time, node, instance,  
                      legacy_bdm_in_spec):
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关于镜像的元数据就保存在request_spec，

image_meta = request_spec['image']  
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取得元数据后就开始build_instance()了，但是下面的过程与image没太大关系，所以从简带过。

def _build_instance(self, context, request_spec, filter_properties,  
            requested_networks, injected_files, admin_password,   is_first_time,  
node, instance, image_meta, legacy_bdm_in_spec)  
---->  
def _spawn(self, context, instance, image_meta, network_info,  
               block_device_info, injected_files, admin_password,  
               set_access_ip=False)  
---->  
   
self.driver.spawn(context, instance, image_meta,  
                              injected_files, admin_password,  
                              network_info,  
                              block_device_info)  
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这里的driver就是你用的Hypervioser, 我用的是KVM，所以这个driver.spawn=nova/virt/libvirt/driver.py:LibvirtDriver.spawn()：

def spawn(self, context, instance, image_meta, injected_files,  
              admin_password,network_info=None,  block_device_info=None)：  
       disk_info = blockinfo.get_disk_info(CONF.libvirt.virt_type,  
                                            instance,  
                                            block_device_info,  
                                            image_meta)  
        self._create_image(context, instance,  
                           disk_info['mapping'],  
                           network_info=network_info,  
                           block_device_info=block_device_info,  
                           files=injected_files,  
                           admin_pass=admin_password)  
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那么这个disk_info['mapping']是什么呢？这里有一个方法，我们可以从test_libvirt_blockinfo.py里找到答案，所以结合测试用例来看代码真的很有用。在Nova/tests/virt/libvirt/test_libvirt_blockinfo.py:
LibvirtBlockInfoTest.test_get_disk_mapping_simple_swap()里可以看到：

expect = {  
      'disk': {'bus': 'virtio', 'dev': 'vda',  
               'type': 'disk', 'boot_index': '1'},  
      'disk.local': {'bus': 'virtio', 'dev': 'vdb', 'type': 'disk'},  
      'root': {'bus': 'virtio', 'dev': 'vda',  
               'type': 'disk', 'boot_index': '1'}  
      }  
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Expect就是期望disk_info['mapping']的样子。

下面就开始创建VM的image了：

def _create_image(self, context, instance, 
disk_mapping, suffix='', 
disk_images=None, network_info=None, 
block_device_info=None, files=None, 
admin_pass=None, inject_files=True):

#下面这个函数就是返回VM image格式的相关类，位于 #libvirt/imagebackend.py中，这里image是rbd, 返回的就是Rbd    #类。  
def image(fname, image_type=CONF.libvirt.images_type):  
            return self.image_backend.image(instance,  
                                     fname + suffix, image_type)  
......  
   
  if not booted_from_volume:  
            root_fname = imagecache.get_cache_fname(disk_images, 'image_id')#以image id作为文件名  
            size = instance['root_gb'] * units.Gi  
   
            if size == 0 or suffix == '.rescue':  
                size = None  
   
#这里有点复杂，用到了回调函数fetch_image，这里的cache是Rbd的父类#Image类的cache（），主要功能是从模板，也就是glance的image， 为VM创建一个image.  
           image('disk').cache(fetch_func=libvirt_utils.fetch_image,  
                                context=context,  
                                filename=root_fname,  
                                size=size,  
                                image_id=disk_images['image_id'],  
                                user_id=instance['user_id'],  
                               project_id=instance['project_id'])  
#可以在cache()中看到：  
        if not self.check_image_exists() or not os.path.exists(base):  
            self.create_image(fetch_func_sync, base, size,  
                              *args, **kwargs)
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那么现在到class Rbd下可以找到create_image():

def create_image(self, prepare_template, base, size, *args, **kwargs):  
       if self.rbd is None:  
           raise RuntimeError(_('rbd python libraries not found'))  
  
       if not os.path.exists(base):  
           prepare_template(target=base, max_size=size, *args, **kwargs)##这里的prepare_temple()就是 libvirt_utils.fetch_image啦。  
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libvirt_utils.fetch_image=nova/virt/libvirt/utils.fetch_image()：

def fetch_image(context, target, image_id, user_id, project_id, max_size=0):  
    """Grab image."""  
    images.fetch_to_raw(context, image_id, target, user_id, project_id,  
                        max_size=max_size)  
--->  
   
def fetch_to_raw(context, image_href, path, user_id, project_id, max_size=0):  
    path_tmp = "%s.part" % path  
    fetch(context, image_href, path_tmp, user_id, project_id,  
          max_size=max_size)  
   
---->  
def fetch(context, image_href, path, _user_id, _project_id, max_size=0):  
(image_service, image_id) = glance.get_remote_image_service(  
context, image_href)#从glance获取image  
with fileutils.remove_path_on_error(path):  
        #这里就是把image_id的数据download到path了。Download()位于   #nova/image/glance.py。  
        image_service.download(context, image_id, dst_path=path)  
回到class Rbd的create_image()中，
libvirt_utils.import_rbd_image(*args)把path的image数据写入rbd,至此，整个流程就到这里结束了。
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2 Change中的改进
现在回到文章开始中提到的那个change, 看看它是怎么实现的。
首先它在fetch_to_raw中加入了一个判断。

def fetch_to_raw(context, image_href, path, user_id, project_id,  max_size=0):  
#判断backend是否具有‘direct_fetch’的属性，如果有，则直接返回#direct_fetch（）  
    if backend and hasattr(backend, 'direct_fetch'):  
        try:  
            return backend.direct_fetch(context, image_href)  
        except exception.ImageUnacceptable:  
            LOG.debug(_('could not fetch directly, falling back to download'))  
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给Rbd类添加了一个属性：

    def direct_fetch(self, context, image_href):  
#判断driver是否支持layering（分层  
#http://ceph.com/docs/firefly/dev/rbd-layering/ ，指的是块设备  
#的cow克隆，支持快速创建image）  
        if not self.driver.supports_layering():  
            reason = _('installed version of librbd does not support cloning')  
            raise exception.ImageUnacceptable(image_id=image_href,  
                                              reason=reason)  
   
        image_meta, locations = images.get_meta(context, image_href)  
        LOG.debug(_('Image locations are: %(locs)s') % {'locs': locations})  
   
        if image_meta.get('disk_format') not in ['raw', 'iso']:  
            reason = _('Image is not raw format')  
            raise exception.ImageUnacceptable(image_id=image_href,  
                                              reason=reason)  
#克隆镜像（http://ceph.com/docs/master/rbd/librbdpy/）  
        for location in locations:  
            if self.driver.is_cloneable(location, image_meta):  
                return self.driver.clone(location, self.rbd_name)  
   
        reason = _('No image locations are accessible')  
        raise exception.ImageUnacceptable(image_id=image_href, reason=reason)  
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这样就不需要想1中的那样先把image下载到local, 在写到rbd中，直接在rbd中克隆，从而提高了虚拟机的创建速度。

3总结
借这个机会既熟悉了创建VM时的image流程，又熟悉了ceph的用法，同时学习了高手们是怎么实现一个功能的，看来review的益处大大的呀。:)





本文转载自：http://blog.csdn.net/epugv/article/details/27970625