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在 OpenStack 中， 计算（Compute） 是 OpenStack 的核心服务之一，负责管理虚拟机（VM）实例以及计算资源的分配。计算服务由 Nova 提供，它是 OpenStack 项目中最重要的一部分，负责管理计算实例、虚拟机生命周期、调度、资源管理等。以下是 OpenStack 计算服务的主要概念和操作。

1. Nova 计算服务简介

Nova 是 OpenStack 中的计算服务，负责创建、调度、管理和销毁虚拟机实例。Nova 通过调用底层虚拟化技术（如 KVM、Xen、VMware 或 Hyper-V）来实现计算资源的管理。

Nova 的主要功能包括：

• 创建、删除和管理虚拟机实例。
• 计算资源的调度（选择合适的计算节点）。
• 管理虚拟机的生命周期，包括启动、暂停、恢复、停止、重启等操作。
• 支持多种虚拟化技术和硬件资源（如 CPU、内存、磁盘等）。

2. 创建虚拟机实例

创建虚拟机实例是 OpenStack Nova 最常用的操作。你可以通过命令行工具或 OpenStack Horizon 控制面板来创建实例。

使用 OpenStack CLI 创建实例

使用 openstack server create 命令可以创建一个虚拟机实例。以下是一个例子：

openstack server create --flavor m1.small --image ubuntu-20.04 --network private-net --security-group default my-instance

在上面的命令中：

• --flavor m1.small ：指定虚拟机的规格（flavor）。 m1.small 是一个预定义的虚拟机规格，包含一定数量的 CPU、内存和磁盘。
• --image ubuntu-20.04 ：指定虚拟机的操作系统镜像，这里是 Ubuntu 20.04。
• --network private-net ：指定虚拟机所连接的网络， private-net 是一个私有网络。
• --security-group default ：指定虚拟机使用的安全组，这里使用默认的安全组。
• my-instance ：虚拟机实例的名称。

查看实例状态

创建完成后，你可以查看实例的状态：

openstack server list

这个命令会列出当前所有实例及其状态。

获取实例的详细信息

如果你需要查看某个实例的详细信息，可以使用以下命令：

openstack server show <实例 ID>

例如：

openstack server show my-instance

3. 启动、停止和重启实例

你可以管理实例的生命周期，常见的操作包括启动、停止、重启等。

• 启动实例 ：

  如果实例已停止，你可以使用以下命令启动它：

  openstack server start <实例 ID>

• 停止实例 ：

  停止实例的命令：

  openstack server stop <实例 ID>

停止实例后，你仍然可以保留其磁盘和网络配置，但实例将不会消耗计算资源。

• 重启实例 ：

  重启实例：

  openstack server reboot <实例 ID>

4. 调度和资源管理

Nova 使用调度器来决定在哪个计算节点上运行虚拟机实例。调度器基于可用资源（如 CPU、内存、存储、网络等）来选择一个最适合的计算节点。

查看计算节点

可以使用以下命令查看当前集群中的所有计算节点：

openstack compute service list

该命令将列出集群中所有计算节点的状态以及它们的服务。

列出所有实例的资源消耗

你可以使用以下命令查看所有实例的资源消耗（如 CPU、内存）：

openstack server show <实例 ID>

5. 虚拟机规格（Flavors）

在 OpenStack 中， Flavor 是指定虚拟机实例硬件资源配置（如 CPU 核数、内存大小和磁盘空间等）的模板。你可以根据不同的需求选择合适的 flavor 来创建实例。

查看所有可用的 flavors

你可以使用以下命令查看当前可用的 flavors：

openstack flavor list

创建自定义 flavor

如果现有的 flavors 不满足需求，你可以自定义一个新的 flavor。例如，创建一个包含 4 个 CPU 核心和 8 GB 内存的虚拟机规格：

openstack flavor create --vcpus 4 --ram 8192 --disk 40 custom-flavor

• --vcpus 4 ：指定虚拟机的 CPU 核心数。
• --ram 8192 ：指定虚拟机的内存大小（单位是 MB）。
• --disk 40 ：指定虚拟机的磁盘大小（单位是 GB）。

6. 镜像管理

在 OpenStack 中， 镜像（Image） 是指虚拟机的操作系统或应用程序模板。你可以使用预定义的镜像来创建实例，或者上传自定义的镜像。

查看镜像列表

可以使用以下命令查看当前可用的镜像：

openstack image list

上传镜像

如果你有自己的镜像文件，可以使用以下命令将其上传到 OpenStack：

openstack image create --file /path/to/your/image.qcow2 --disk-format qcow2 --container-format bare --public my-image

此命令将上传名为 my-image 的镜像，并设置为公开可用。

7. 快照（Snapshots）

快照（Snapshot） 是虚拟机实例的一个备份，你可以在实例的某个时间点创建快照。快照是基于现有虚拟机的磁盘状态和数据的副本，可以用于恢复数据或复制实例。

创建快照

创建虚拟机实例的快照：

openstack server snapshot create --name my-snapshot <实例 ID>

恢复快照

如果需要恢复实例，可以使用以下命令：

openstack server restore --snapshot my-snapshot --server <实例 ID>

8. 实例的迁移

在 OpenStack 中，你可以将一个正在运行的实例迁移到另一个计算节点。迁移可以帮助你平衡资源使用，或进行硬件维护。

迁移实例

迁移实例到另一个计算节点：

openstack server migrate <实例 ID>

强制迁移（Live Migration）

如果你的实例正在运行，并且你希望将其迁移到其他节点上，可以使用以下命令：

openstack server migrate --live <实例 ID> --host <目标节点>

9. 自动扩容和弹性计算

OpenStack Nova 还支持自动扩容（Auto-scaling）功能，它可以根据负载情况自动增加或减少计算实例的数量。

通过结合 Heat （OpenStack 的 Orchestration 服务）和 Auto-scaling 模块，你可以设置负载阈值，自动创建或删除实例以应对需求变化。

总结

在 OpenStack 中， Nova 提供了强大的计算管理功能，使你能够创建、管理、迁移和监控虚拟机实例。通过合理配置和管理实例的生命周期、规格、镜像以及调度，可以优化计算资源的使用效率并确保高可用性。你还可以通过快照、迁移和自动扩容等功能进一步提高灵活性和容错能力。