OpenStack Nova-scheduler组件的源码解析（1）

说实话，关于Nova-scheduler服务的资料已经很多，而且弄明白后其原理也是很简单的，实现选取最优目标主机实际上就是两个步骤，过滤和称重。

PS：上周针对Nova-scheduler的调度器算法和Nova-cell的调度器算法写了两个专利，后来才知道，加入某些协议的开源项目是不能申请专利的。希望时间不要白费啊，哈哈哈......

好啦，这篇博客先来说说Nova-scheduler组件的源码结构。

1.Nova-scheduler组件的源码结构图



2.Nova-scheduler组件的源码结构解析

/nova/scheduler/chance.py

这个文件中只有一个类ChanceScheduler，继承自类Scheduler，实现了基于随即选取主机节点的方式的调度器；

/nova/scheduler/filter_scheduler.py

这个文件中也只有一个类FilterScheduler，继承自类Scheduler，实现了基于主机过滤器选取主机节点方式的调度器；

/nova/scheduler/driver.py

这个文件中最重要的就是类Scheduler，是所有调度器实现都要继承的基类；

/nova/scheduler/host_manager.py

这个文件中有两个类的实现，都是描述了跟调度器操作相关的主机的实现，其中，类HostState描述了从主机获取相关数据和状态的一些实现，类HostManager描述了跟调度器操作相关的一些主机管理实现。

/nova/scheduler/manager.py

这个文件主要实现了一个类SchedulerManager，定义了若干需要通过调度器实现的主机管理操作。

/nova/scheduler/multi.py

这个文件主要实现了一个类MultiScheduler，实现了动态地选取调度器filter_scheduler.FilterScheduler或nova.scheduler.chance.ChanceScheduler。

/nova/scheduler/rpcapi.py

这个文件主要实现了一个类SchedulerAPI，实现了通过RPC通讯架构远程调用调度器相关的主机管理方法。

/nova/scheduler/schedeler_options.py

这个文件主要实现了一个类SchedulerOptions，实现了一些json格式文件的处理和时间戳的获取等方法。

/nova/scheduler/baremetal_host_manager.py

这个文件主要实现了当前域中主机的一些管理方法。

/nova/scheduler/filters/__init__.py

这个文件主要定义了一个类BaseHostFilter，描述了一个主机过滤器实现的基类；

/nova/scheduler/filters/affinity_filter.py

这个文件中定义了四个过滤器类：

DifferentHostFilter：选择与一个集合的虚拟机不同位置的主机；

SameHostFilter：选择与一组虚拟机相同位置的主机；

SimpleCIDRAffinityFilter：选择在同一IP段内的主机；

GroupAntiAffinityFilter：选择与一个集合的虚拟机不同位置的主机，集合中的每个元素都是一个虚拟机的组；

/nova/scheduler/filters/aggregate_instance_extra_specs.py

这个文件定义了一个过滤器类：AggregateInstanceExtraSpecsFilter

返回能够建立某一类型虚拟机的主机列表；

功能：将主机所属的aggregate的metadata属性，与创建虚拟机的instance_type中的extra_specs属性作比较；

同时，在extra_specs属性中，支持一些伪操作符（nova\scheduler\filters\extra_specs_ops.py），

比如extra_specs={'mem':'>= 512'}，那么host所属的aggregate的metadata={'mem':'1024'}时，就允许创建虚拟机；

/nova/scheduler/filters/aggregate_multitenancy_isolation.py

这个文件定义了一个过滤器类：AggregateMultiTenancyIsolation

实现在特定的聚集中隔离租户；

如果host在具有"filter_tenant_id"的key值的元数据的聚合中，

则仅能够在这个租户的节点上建立虚拟机实例；

如果host不在具有"filter_tenant_id"的key值的元数据的聚合中，

则能够在所有的租户的节点上建立虚拟机实例；

/nova/scheduler/filters/all_hosts_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：AllHostsFilter

不经过过滤，返回所有主机host；

/nova/scheduler/filters/availability_zone_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：AvailabilityZoneFilter

通过可用的区域来过滤主机host；

功能：保证虚拟机所属的availability_zone与host所属的availability_zone一致；

如果创建时没有指定availability_zone，那么允许；

否则就看是否与host所属aggregate的metadata['availability_zone']匹配；

/nova/scheduler/filters/compute_capabilities_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：ComputeCapabilitiesFilter

功能：根据host的capabilities判断是否允许创建虚拟机；

将host->capabilities与虚拟机的instance_type->extra_specs作比较，

比较方法类似于AggregateInstanceExtraSpecsFilter；

/nova/scheduler/filters/compute_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：ComputeFilter

功能：根据主机capabilities的状态和服务的可用性过滤；

/nova/scheduler/filters/core_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：CoreFilter

基于主机的CPU内核数进行过滤；

如果剩余的内核数大于建立实例需要的内核数，则返回TRUE；

功能：看host上的vcpu个数能否满足创建虚拟机的instance_type中的vcpu个数；

根据CONF.cpu_allocation_ratio（默认是16）确定host上当前的vcpus_total；

/nova/scheduler/filters/disk_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：DiskFilter

基于磁盘使用率的主机host过滤；

功能：看host上的disk大小能否满足创建虚拟机的instance_type中的(root_gb + ephemeral_gb)；

计算disk总量时，会根据CONF.disk_allocation_ratio计算；

/nova/scheduler/filters/image_props_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：ImagePropertiesFilter

通过符合实例镜像属性来进行计算节点主机的过滤；

功能：看虚拟机image->properties中某些属性是否在host的capabilities->supported_instances内；

属性包括：architecture、hypervisor_type、vm_mode；

如果image->properties中没有这些属性，则通过过滤；

如果有这些属性，而host->capabilities->supported_instances没有，返回False；

/nova/scheduler/filters/io_ops_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：IoOpsFilter

过滤掉有过多的I/O操作的主机host；

功能：根据主机的IO负载过滤；

IO负载由host->num_io_ops表示，与CONF.max_io_ops_per_host（默认是8）比较；

/nova/scheduler/filters/isolated_hosts_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：IsolatedHostsFilter

根据 “image_isolated”和 “host_isolated”标志选择主机；

这可以为一些特殊的hosts保留给指定的images；

这些hosts被称作isolated，所以运行在孤立hosts上的镜像也被称作isolated；

这个调度器检查是否image_isolated标志命名在实例规定和在host中的一致；

功能：如果没有配置CONF.isolated_images，当前host不在CONF.isolated_hosts中，返回True；

如果虚拟机image_ref在CONF.isolated_images中，且host在CONF.isolated_hosts中，返回True；

其他情况返回False；

/nova/scheduler/filters/json_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：JsonFilter

JsonFilter过滤器的实现；

根据简单的JSON字符串指定的规则选择主机；

这个过滤提供这个机会来写复杂的查询对于hosts能力过滤；

/nova/scheduler/filters/num_instances_filter.py

这个文件定义饿了一个过滤器类：NumInstancesFilter

过滤掉已经有太多实例的主机host；

选择那些host_state.num_instances < CONF.max_instances_per_host的主机；

/nova/scheduler/filters/ram_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：RamFilter

只返回有足够可使用的RAM主机host；

根据指定的RAM值选择资源足够的主机；

与CoreFilter类似，CONF.ram_allocation_ratio=1.5；

/nova/scheduler/filters/retry_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：RetryFilter

跳过已经尝试过的节点；

/nova/scheduler/filters/trusted_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：TrustedFilter

支持Trusted Computing Pools，根据instance_type-> extra_specs-> trust:trusted_host，校验主机是否可信；

/nova/scheduler/filters/type_filter.py

这个文件定义了一个过滤器类：TypeAffinityFilter

TypeAffinityFilter过滤器的实现，它不允许一个主机上运行多余一种类型的虚拟机；

如果该主机上存在规格不为instance_type的虚拟机，返回False，也就是保证一个主机上只允许创建相同规格的虚拟机；

/nova/scheduler/weights/__init__.py

这个文件主要定义了一个方法all_weighers，实现了选取主机称重方法的调用。

/nova/scheduler/weights/least_cost.py

这个文件实现了一个主机称重方法，即：get_least_cost_weighers；

/nova/scheduler/weights/ram.py

这个文件实现了一个主机称重类，即：RAMWeigher；