AMQP & Nova

 

OpenStack中的Nova各个服务之间以松耦合的方式使用AMQP进行通信（RPC）。使用AMQP的发布/订阅模式来进行RPC有如下优势：

         1) 客户端及服务端之间解耦：客户端不需要知道有哪些服务端以及服务端的地址；

         2) 客户端与服务端之间完全的同步性：客户端的RPC不需要服务端正好在运行；

         3) 远程调用的随机均衡：如果有多个服务端在运行，单向RPC会透明的分发到最一个可用的服务端。

 

         Nova用到了direct，fanout，topic三种类型的交换器（Exchange），整个架构图如下：

 

Nova基于AMQP实现了两种类型的RPC：

rpc.call：请求响应类型，一个请求发送出去以后，需要等待响应；调用需要指定目标服务结点；

rpc.cast：单向RPC，只将请求发送出去，不需要等待结果；不关心请求由哪个服务结点完成。

 

Nova RPC结构

       下图说明了Nova RPC机制的主要结成部分（以使用RabbitMQ为例）。从调用关系上来说，Nova服务要么以调用方（Invoker：API，Scheduler）角色来使用消息队列，要么以服务方（Worker：Compute，Volume，Network）角色来使用消息队列。调用方通过rpc.call和rpc.cast发送消息；服务方从消息队列接收消息，并对rpc.call请求做出响应。

         从生命周期上来说，TopicPublisher，DirectConsumer，DirectPublisher三部分是在rpc.call发起的时候创建的；而TopicConsumer是Nova的各个服务在启动时创建，并在服务结束时销毁。Nova中每一个服务在启动时会创建两个TopicConsumer：一个以NODE-TYPE为交换器键（Exchange Key），一个以NODE-TYPE.HOST为交换器键。

 

rpc.call调用流程

         1). 初始化一个TopicPublisher，发送消息到消息队列；在发送消息之前，初始化一个DirectConsumer（以消息ID为交换器的名称），用于等待响应消息；

         2). 消息被交换器分发到NODE-TYPE.HOST消息队列（下图中的topic.host），并被相应服务结点（根据host确定）的TopicConsumer获取到；

         3). 服务结点根据消息内容（调用函数及参数）调用相应服务；调用完成后，初始化一个DirectPublisher，并根据消息ID将响应消息发送到相应的消息队列；

         4). 响应消息被调用方的DirectConsumer获取到，调用完成。

 

rpc.cast调用流程

         1). 初始化一个TopicPublisher，并将消息发送到消息队列；

         2). 消息被交换器分发到NODE-TYPE消息队列（下图中的topic），并被相应服务的结点TopicConsumer获取到，然后根据消息内容调用相应服务完成调用。

 

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上面是OpenStack文档里的主要内容，详细内容见这里。消息队列还有两种用法未在上面文档里说明。

 

实际上，Nova每个服务在启动时，还有创建第三个消费者：FanoutConsumer，不过这个Consumer只有一个应用：scheduler更新服务功能，通过rpc.fanout_cast调用（参见$NOVA_ROOT/nova/scheduler/api. update_service_capabilities）。

 

         另一种用法是rpc.notify，基于消息队列做成的一个事件通知机制，当有事件发生时，比如有计算结点挂起和继续时，会通过notifier.notify发送类似compute.instance.suspend或者compute.instance.resume的事件。详见$NOVA_ROOT/nova/notifier/api.notify 及$NOVA_ROOT/nova/notifier/rabbit_notifier.notify。