Ceilometer详解（2）

淩亂°似流年 2022-07-28 01:38 269阅读 0赞

文将阐述 Ceilometer 中的数据收集机制。Ceilometer 使用三种机制来收集数据：

*  Notifications：Ceilometer 接收 OpenStack 其它服务发出的 notification message
 *  Polling：直接从 Hypervisor 或者 使用 SNMP 从host machine，或者使用 OpenStack 其它服务的 API 来获取数据。
 *  RESTful API：别的 application 使用 Ceilometer 的 REST API 创建 samples。

## 1. Notifications ##

### 1.1 被 Ceilometer 处理的 notifications ###

所有的 OpenStack 服务都会在执行了某种操作或者状态变化时发出 notification。一些 nofication message 会包含 metering 需要的数据，这部分消息会被ceilometer 处理并转化为samples。下表列出了目前 Ceilometer 所处理的各服务的notification：

（参考文档： [http://docs.openstack.org/admin-guide-cloud/content/section\_telemetry-notifications.html][http_docs.openstack.org_admin-guide-cloud_content_section_telemetry-notifications.html]）

<table style="border:1px solid silver; border-collapse:collapse; word-break:break-word"> Table&nbsp;8.1.&nbsp;Consumed event types from OpenStack services 
 <thead> 
 <tr> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> OpenStack service</td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> Event types</td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> Note</td> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> OpenStack Compute</td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> scheduler.run_instance.scheduled，scheduler.select_destinations compute.instance.* </td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> For a more detailed list of Compute notifications please check the&nbsp;<a href="https://wiki.openstack.org/wiki/SystemUsageData" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">System Usage Data wiki page</a>.</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> Bare metal module for OpenStack</td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> hardware.ipmi.*</td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> &nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> OpenStack Image Service</td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> image.update，image.upload，image.delete，image.send </td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> The required configuration for Image service can be found in the&nbsp;<a href="http://docs.openstack.org/juno/install-guide/install/apt/content/ceilometer-agent-glance.html" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">Configure the Image Service for Telemetry section</a>&nbsp;section in theOpenStack Installation Guide.</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> OpenStack Networking</td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> floatingip.create.end，floatingip.update.*，floatingip.exists network.create.end，network.update.*，network.exists port.create.end，port.update.*，port.exists router.create.end，router.update.*，router.exists subnet.create.end，subnet.update.*，subnet.exists l3.meter </td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> &nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> Orchestration module</td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> orchestration.stack.create.end，orchestration.stack.update.end orchestration.stack.delete.end，orchestration.stack.resume.end orchestration.stack.suspend.end </td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> &nbsp;</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> OpenStack Block Storage</td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> volume.exists，volume.create.*，volume.delete.* volume.update.*，volume.resize.*，volume.attach.* volume.detach.* snapshot.exists，snapshot.create.* snapshot.delete.*，snapshot.update.* </td> 
 <td style="color:rgb(69,69,69); font-family:Verdana,Geneva,Arial,Helvetica,sans-serif; border:1px solid silver; border-collapse:collapse; padding:3px"> The required configuration for Block Storage service can be found in the&nbsp;<a href="http://docs.openstack.org/juno/install-guide/install/apt/content/ceilometer-agent-cinder.html" style="color:rgb(26,139,200); text-decoration:none" rel="nofollow">Add the Block Storage service agent for Telemetry section</a>section in the&nbsp;OpenStack Installation Guide. </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 1.2 Cinder Volume Notificaitons 发出过程 ###

Cinder 中 /cinder/volume/util.py 的 notify\_about\_volume\_usage 函数负责调用 oslo.message 的方法来发出 volume usage 相关的 notificaiton message：

![复制代码][copycode.gif]

def notify_about_volume_usage(context, volume, event_suffix,
                                  extra_usage_info=None, host=None):
        if not host:
            host = CONF.host
        if not extra_usage_info:
            extra_usage_info = {}
        usage_info = _usage_from_volume(context, volume, **extra_usage_info)
        rpc.get_notifier("volume", host).info(context, 'volume.%s' % event_suffix, usage_info)

![复制代码][copycode.gif]

下图显示了该函数被调用的地方。可见：

*  Controller 节点上的 cinder-api 会发出 Info 级别的 volume.update.\* notificaiton
 *  Controller 节点上的 cinder-scheduler 会发出 Info 级别的volume.create.\* notification
 *  Volume 节点上的 cinder-volume 会发出 Info 级别的别的 volume.\*.\* notificaiton

![021212507324077.jpg][]

再看看 notification 发出的时机。以 volume.update.\* 为例：

![复制代码][copycode.gif]

@wsgi.serializers(xml=VolumeTemplate)
        def update(self, req, id, body):
            """Update a volume."""
           ...
    
            try:
                volume = self.volume_api.get(context, id, viewable_admin_meta=True)
                volume_utils.notify_about_volume_usage(context, volume, 'update.start') #开始更新前发出 volume.update.start notificaiton
                self.volume_api.update(context, volume, update_dict)
            except exception.NotFound:
                msg = _("Volume could not be found")
                raise exc.HTTPNotFound(explanation=msg)
    
            volume.update(update_dict)
            utils.add_visible_admin_metadata(volume)
            volume_utils.notify_about_volume_usage(context, volume, 'update.end') #更新结束后发出 volume.update.end notification
            return self._view_builder.detail(req, volume)

![复制代码][copycode.gif]

在来看看使用 notificaiton driver 是如何发出 notification 的：

![复制代码][copycode.gif]

// /oslo/messaging/notify/_impl_messaging.py，
    // notificaiton driver 由 cinder.conf 配置项 notification_driver = cinder.openstack.common.notifier.rpc_notifier 指定，它实际对应的是 oslo.messaging.notify._impl_messaging:MessagingDriver (对应关系由 cinder/setup.cfg 定义)
    def notify(self, ctxt, message, priority, retry):
            priority = priority.lower()
            for topic in self.topics:
                target = messaging.Target(topic='%s.%s' % (topic, priority)) #topic 是 notificaitons.info，因此会被发到同名的queue。使用默认的由 cinder.conf 中配置项 control_exchange 指定的exchange，其默认值为 openstack。而 topic 中的 "notifications" 由配置项 #notification_topics=notifications 指定。
                try:
                    self.transport._send_notification(target, ctxt, message, version=self.version, retry=retry) #Send a notify message on a topic
                except Exception:
                    ......

![复制代码][copycode.gif]

因此，为了 Cinder 能正确发出 notificaiton 被 Ceilometer 接收到，需要在 controller 节点和 cinder-volume 节点上的 cinder.conf 中做如下配置：

control_exchange = cinder #因为queue "notificaitons.info" 是 bind 到 "cinder" exchange 上的，所以 cinder 的 notificaiton message 需要被发到 “cinder” exchange。
    notification_driver = cinder.openstack.common.notifier.rpc_notifier #在某些时候 /oslo/messaging/notify/_impl_messaging.py 不存在，需要手工从别的地方拷贝过来

Cinder 还有会同样的方式发出别的资源的notification：

81: rpc.get_notifier("volume", host).info(context, 'volume.%s' % event_suffix,  
    113: rpc.get_notifier('snapshot', host).info(context, 'snapshot.%s' % event_suffix,  
    129: rpc.get_notifier('replication', host).info(context, 'replication.%s' % suffix,  
    145: rpc.get_notifier('replication', host).error(context, 'replication.%s' % suffix,  
    174: rpc.get_notifier("consistencygroup", host).info(context,'consistencygroup.%s' % event_suffix,  
    204: rpc.get_notifier("cgsnapshot", host).info(

但是目前 Ceilometer 只处理 volume 和 snapshot notificaiton message。

### 1.3 Ceilometer 处理 Volume notifications 的过程 ###

Ceilometer 从 AMQP message queue "notifications.info" 中获取 notificaiton 消息。该 queue 的名字由 ceilometer.conf 中的配置项 notification\_topics = notifications 指定。它会按照一定的方法将 notification 转化为 ceilometer event，然后再转化为 samples。

### 1.4 Cinder 到 Ceilometer 全过程 ###

（1） cinder-\* 发出 event-type 为 "volume.\*.\*" topic 为"<topic>.<priority>" 的消息 到 类型为 topic 名为 <service> 的exchange

（2）exchange <service> 和 queue "<topic>.<priority>" 使用 routing-key "<topic>.<priority>" 绑定

（3）notificaiton message 被 exchange 转发到 queue "<topic>.<priority>"

（4）ceilometer-agent-notification 从 queue "<topic>.<priority>" 中获取 message

![021331335147207.jpg][]

这里对cinder 来说：

* <service> 是 "cinder"。需要注意 cinder 默认的 control exchange 是 "openstack"，所以使用 ceilometer 时需要将其修改为 "cinder"。
 * <topic> 是 "notificaitons"，由 cinder.conf 中的配置项 notification\_topics=notifications 指定。
 * <priority> 是 "info"，由 cinder 代码中写死的。
 * notificaiton message 的数据内容可参考 [https://wiki.openstack.org/wiki/SystemUsageData][https_wiki.openstack.org_wiki_SystemUsageData]

## 2. Polling ##

Ceilometer 的 polling 机制使用三种类型的 agent：

*  Compute agent
 *  Central agent
 *  IPMI agent

在 Kilo 版本中，这些 agent 都属于 ceilometer-polling，不同的是，每种agent使用不同的 polling plug-ins (pollsters)

### 2.1 Central agent ###

该 agent 负责使用个 OpenStack 服务的 REST API 来获取 openstack 资源的各种信息，以及通过 SNMP 来获取 hardware 资源的信息。这些资源包括：

*  OpenStack Networking
 *  OpenStack Object Storage
 *  OpenStack Block Storage
 *  Hardware resources via SNMP
 *  Energy consumption metrics via [Kwapi][] framework

该 agent 收集到的 samples 会通过 AMQP 发给 Ceilometer Collector 或者外部系统。

### 2.2 Compute agent ###

Compute agent 安装在 compute node 上，负责收集在上面运行的虚机的使用数据。它是通过调用 hypervisor SDK 来收集数据的。到目前为止支持的hypervisor包括：

*  Kernel-based Virtual Machine (KVM)
 *  Quick Emulator (QEMU)
 *  Linux Containers (LXC)
 *  User-mode Linux (UML)
 *  Hyper-V
 *  XEN
 *  VMWare vSphere

除了虚机外，该 agent 还能够收集 compute 节点 cpu 的数据。这功能需要配置 nova.conf 文件中的 `compute_monitors` 项为 `ComputeDriverCPUMonitor。`

### 2.3 IPMI agent ###

IPMI agent 负责在 compute 节点上收集 IPMI 传感器（sensor）的数据，以及Intel Node Manager 的数据。

## 3. 使用 Ceilometer REST API 创建 samples ##

$ ceilometer sample-create -r 37128ad6-daaa-4d22-9509-b7e1c6b08697 -m memory.usage --meter-type gauge --meter-unit MB --sample-volume 48
    +-------------------+--------------------------------------------+
    | Property          | Value                                      |
    +-------------------+--------------------------------------------+
    | message_id        | 6118820c-2137-11e4-a429-08002715c7fb       |
    | name              | memory.usage                               |
    | project_id        | e34eaa91d52a4402b4cb8bc9bbd308c1           |
    | resource_id       | 37128ad6-daaa-4d22-9509-b7e1c6b08697       |
    | resource_metadata | {}                                         |
    | source            | e34eaa91d52a4402b4cb8bc9bbd308c1:openstack |
    | timestamp         | 2014-08-11T09:10:46.358926                 |
    | type              | gauge                                      |
    | unit              | MB                                         |
    | user_id           | 679b0499e7a34ccb9d90b64208401f8e           |
    | volume            | 48.0                                       |
    +-------------------+--------------------------------------------+

## 4. 收集 Neutron Bandwidth samples ##

Havana 版本中添加该功能。与 Ceilometer 其他采集方式不同的是，bandwidth 的采集是通过 neutron-meter-agent 收集，然后 push 到 oslo-messaging，ceilometer-agent-notification通过监听消息队列来收取bandwidth信息。

其实现是在 L3 router 层次来收集数据，因此需要操作员配置 IP 范围以及设置标签（label）。比如，我们加两个标签，一个表示内部网络流量，另一个表示外部网络流量。每个标签会计量一定IP范围内的流量。然后，每个标签的带宽的测量数据会被发到 MQ，然后被 Ceilometer 收集到。

参考链接：

[https://wiki.openstack.org/wiki/Neutron/Metering/Bandwidth][https_wiki.openstack.org_wiki_Neutron_Metering_Bandwidth]

[https://openstackr.wordpress.com/2014/05/23/bandwidth-monitoring-with-neutron-and-ceilometer/][https_openstackr.wordpress.com_2014_05_23_bandwidth-monitoring-with-neutron-and-ceilometer]

## 5. 收集物理设备samples ##

### 5.1 使用 kwapi kwapi 收集设备能耗数据 ###

有时候我们需要收集 OpenStack 集群中服务器的能耗数据。kwapi 是采集物理机能耗信息的项目，agent-central 组件通过kwapi暴露的api来收集物理机的能耗信息。目前 kwapi 提供两个类型的计量数据：

*  Energy (cumulative type): 表示 kWh.
 *  Power (gauge type): 表示 watts.

Ceilometer central agent 的 pollers 直接调用 kwapi 的 API 来获取 samples。

![021022002794095.jpg][]

参考文档：

[http://kwapi.readthedocs.org/en/latest/architecture.html][http_kwapi.readthedocs.org_en_latest_architecture.html]

[http://blog.zhaw.ch/icclab/collecting-energy-consumption-data-using-kwapi-in-openstack/][http_blog.zhaw.ch_icclab_collecting-energy-consumption-data-using-kwapi-in-openstack]

[http://perso.ens-lyon.fr/laurent.lefevre/greendayslux/GreenDays\_Rossigneux.pdf][http_perso.ens-lyon.fr_laurent.lefevre_greendayslux_GreenDays_Rossigneux.pdf]

### 5.2 使用 snmp 协议收集硬件的CPU、MEM、IO等信息 ###

在 IceHouse 中新增该功能。

参考文档：[http://www.cnblogs.com/smallcoderhujin/p/4150368.html][http_www.cnblogs.com_smallcoderhujin_p_4150368.html]

## 6. 基于 OpenDayLight 收集 SDN samples ##

OpenDayLight 是 SDN 解决方案的开源项目，它的规范中包括暴露 REST API 接口来提供SDN内部的一些信息，Ceilometer Central agent 正是通过这些 API 来收集网络组件的信息。

基本实现：

1.  Central agent 不直接调用 OpenDayLight 的 REST API，而是实现了一个 driver 来调用。
2.  Driver 调用 REST API 收集统计数据，返回 volume、resource id 和 metadata 给 pollster。
3.  Pollster 负责产生 samples。

实现代码在OpenStack 的 \\ceilometer\\network\\statistics 目录中。

参考链接：

[https://blueprints.launchpad.net/ceilometer/+spec/monitoring-network-from-opendaylight][https_blueprints.launchpad.net_ceilometer_spec_monitoring-network-from-opendaylight]

[https://wiki.openstack.org/wiki/Ceilometer/blueprints/monitoring-network][https_wiki.openstack.org_wiki_Ceilometer_blueprints_monitoring-network]

总结图：

![030946270451425.jpg][]

![030946496071064.jpg][]

分类: [Ceilometer][], [Cinder][], [MessageQueue][], [OpenStack][], [云Cloud][Cloud]

[http_docs.openstack.org_admin-guide-cloud_content_section_telemetry-notifications.html]: http://docs.openstack.org/admin-guide-cloud/content/section_telemetry-notifications.html
[copycode.gif]: /images/20220727/40392a57f1154099bd11f6ac4c631a42.png
[021212507324077.jpg]: /images/20220727/d3d334a1eb4a4423897bd921e3124cf5.png
[021331335147207.jpg]: /images/20220727/4723a1c954444b33bfc973d10865b252.png
[https_wiki.openstack.org_wiki_SystemUsageData]: https://wiki.openstack.org/wiki/SystemUsageData
[Kwapi]: https://launchpad.net/kwapi
[https_wiki.openstack.org_wiki_Neutron_Metering_Bandwidth]: https://wiki.openstack.org/wiki/Neutron/Metering/Bandwidth
[https_openstackr.wordpress.com_2014_05_23_bandwidth-monitoring-with-neutron-and-ceilometer]: https://openstackr.wordpress.com/2014/05/23/bandwidth-monitoring-with-neutron-and-ceilometer/
[021022002794095.jpg]: /images/20220727/989825d68ce04aeaa3fb1d06136b33da.png
[http_kwapi.readthedocs.org_en_latest_architecture.html]: http://kwapi.readthedocs.org/en/latest/architecture.html
[http_blog.zhaw.ch_icclab_collecting-energy-consumption-data-using-kwapi-in-openstack]: http://blog.zhaw.ch/icclab/collecting-energy-consumption-data-using-kwapi-in-openstack/
[http_perso.ens-lyon.fr_laurent.lefevre_greendayslux_GreenDays_Rossigneux.pdf]: http://perso.ens-lyon.fr/laurent.lefevre/greendayslux/GreenDays_Rossigneux.pdf
[http_www.cnblogs.com_smallcoderhujin_p_4150368.html]: http://www.cnblogs.com/smallcoderhujin/p/4150368.html
[https_blueprints.launchpad.net_ceilometer_spec_monitoring-network-from-opendaylight]: https://blueprints.launchpad.net/ceilometer/+spec/monitoring-network-from-opendaylight
[https_wiki.openstack.org_wiki_Ceilometer_blueprints_monitoring-network]: https://wiki.openstack.org/wiki/Ceilometer/blueprints/monitoring-network
[030946270451425.jpg]: /images/20220727/8d56ec2821df4184aedae782d246dd76.png
[030946496071064.jpg]: /images/20220727/cb956175e0834681af6d36149778aa82.png
[Ceilometer]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/category/673482.html
[Cinder]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/category/669012.html
[MessageQueue]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/category/660335.html
[OpenStack]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/category/636967.html
[Cloud]: http://www.cnblogs.com/sammyliu/category/636969.html