設計和實現私有云平臺的拓撲管理系統

邵有為

摘要：隨著互聯網高速發展，各種各樣的新興行業應運而生，其中包括研究方向主要為大數據、云管理等方面的云計算，云平臺的構建與管理是云計算行業最關鍵的部分。云的規模大小不一，主要可以分為公有云平臺和私有云平臺，為了幫助用戶管理眾多的虛擬資源，需要設計和實現一套高效的管理系統。對此，本文特地提出了一種新型管理方式，就是打造一個用戶的虛擬數據中心，先在拓撲中添加云防火墻等各種各樣的元素，然后通過拓撲對這些虛擬資源進行管理。本文簡要介紹了私有云管理平臺的定義和國內的應用實例，深入探討了如何設計和實現私有云平臺的拓撲管理系統，最后對整個系統進行了測試。

關鍵詞：虛擬資源；拓撲管理系統；私有云平臺；測試

與對外售賣的公有云平臺不同，私有云平臺是企業或者組織內部的內部云，主要包括企業或組織自身的計算資源和儲存資源，這些虛擬資源具有很強的彈性，可以根據公司或組織實際需要靈活分配。為了充分發揮資源的作用，這些虛擬化資源仍然需要有前臺頁面加以管理，之前社會上已經出現過云防火墻、云路由器、云主機等多種私有云平臺管理系統，但這些私有云平臺管理系統的虛擬化資源管理效率和應用過程中的安全性還有待提高，不能有效統一各個資源的管理操作，虛擬云資源不夠直觀，導致用戶使用和管理起來存在一定難度。私有云平臺拓撲管理系統的出現，輕而易舉地解決了這些問題，最大效率地利用了虛擬資源，成功打造了一個高效的虛擬數據中心管理系統。

1云計算平臺的定義及應用實例

云計算平臺可以簡稱為云平臺，根據功能主要可以將云計算平臺劃分為3類：存儲型云平臺、計算型云平臺和綜合云平臺。其中儲存型云平臺可以存儲大量的數據，計算型云平臺主要提供數據處理服務，而綜合云計算平臺則兼具這兩個功能。2009年7月22日，全球首個云計算平臺成功建立，隨著近年來信息科技技術的不斷發展，云計算平臺在我國也出現了較多應用實例。2011年07月，中國電信公司正式啟動星云計劃，加強云計算的合作發展，將云計算產業鏈完整化、規模化，努力將云計算平臺設計方、消費方以及其他相關合作伙伴緊密聯系起來；2010年10月，杭州市被列為全國云計算發展五大試點城市之一，為全國各地區云計算產業園的建設與發展提供創新型思路，隨后兩年杭州市的西湖區還建立了全市首個云計算產業園；2011年9月，深圳大學城管理辦和深圳市云景科技有限公司主辦了“探圳大學城云計算公共服務平臺”，這是國內是首個根據“社區云”模式建立的云計算服務平臺，為深圳大學城園區內的各大單位帶來了極大便利。

2私有云平臺的設計

基于我國目前的云平臺推行情況，設計私有云平臺主要的考慮因素是私有云平臺在管理企業時是否可以有效分享信息，現階段總體構建私有云平臺包括以下三個方面：首先是云平臺設計的第一階段即IaaS平臺，它主要包括服務器、互聯網和信息儲存等基礎設施，可以根據客戶的實際需求靈活提供服務，真正實現了資源的合理化配置，減少了企業的資源管理成本，有利于企業未來發展；其次是PaaS平臺，這個PaaS平臺主要負責開發軟件，為用戶提供一些容易操作的服務，以及合理調度企業現有資源。成功構建PaaS平臺，首先要開發服務，然后是構建云平臺數據庫，它本身包含多個服務器，可以滿足多人同時開發的需要，最大限度地開發利用了服務器；最后是SaaS平臺，研究人員可以把軟件系統的有關系統全部轉移到云平臺，以此為后臺幫助用戶處理數據，可以根據企業一系列的基本參數構建運營系統，從而促進企業的信息化發展。

3私有云的拓撲管理系統

3.1私有云拓撲管理系統的業務需求

私有云管理平臺可以分為資源管理平臺、運營管理平臺和白服務門戶三大部分，其中運營管理員主要負責創建服務模板、發布標準服務、管理訂單和用戶權限、處理服務實例，從而便于白服務門戶用戶查詢并訂購標準服務，隨時掌握訂單相關信息。

3.2私有云拓撲管理系統的非功能性需求

從信息安全方面考慮，只有相關組織管理員才能使用編排和資源控制功能，用戶只能查看自身權限范圍內的資源，不可以隨意更改用戶使用前的信息。一旦前后臺無法正常通信，拓撲顯示應該自動關閉，避免不必要的損失。各大功能模塊應該相互獨立，當其中一個功能報錯，盡量不要影響其他功能；從操作簡易方面考慮，私有云拓撲管理系統要能在圖形化拓撲上清晰地顯示各資源之間的內部聯系，盡量使用戶不需要自己手動填寫編排資源參數，就可以快速打開配置頁面配置相關資源，要大大縮短用戶查詢資源和讀取資源信息的時間，提高資源部署效率；從系統通用性方面考慮，系統要支持主流信息庫，能夠在各大流行操作系統中運行，可以通過通用接口調度資源以適應不同運行環境；從可擴展性方面考慮，系統設計、軟架結構以及數據庫都需要具備較好的可擴展性。

3.3私有云拓撲管理系統的實現

（一）拓撲展示實現

按照展示內容劃分，拓撲展示主要可以分為資源展示和功能展示兩種。首先由前后臺共同操作實現拓撲加載，后臺負責根據資源配置情況生成資源布局和拓撲結構，這里需要特別指出的是拓撲資源加載流程：從最底層資源開始，依次無重復無遺漏地查找滿足用戶要求的所有資源，同時查詢資源有沒有持久化坐標，如果查詢到了坐標，就使用該坐標，如果查詢不到坐標，就采用布局算法生成新坐標，之后結合坐標位置和相關資源信息，生成拓撲展示的節點和連線，把它們放進拓撲模型中去，累加一層后重新開始查詢資源是否已經可持續化坐標，一直循環操作直到讀取完各層操作。

（二）資源編排實現

為了能夠實現一鍵部署功能，用戶會在拓撲中編排一些虛擬資源，等用戶編排完資源，拓撲中以半透明的形式顯示這些虛擬資源，具體資源編排結果還沒有得到部署下發。

（三）自動部署實現

自動部署順延了資源編排，部署下發拓撲的編排結果，主要通過創建云平臺、創建監聽器、聯系家庭或者企業私有網絡與路由器等方法，向云平臺請求部署下發這些虛擬資源。

（四）模板實現

模板是拓撲管理系統的一大特色功能，可以有效提升資源編排與部署的效率，如果用戶需要在另一個組織快速復制本組織的資源部署，采用模板功能可以把本組織的資源信息按照一定順序排布整齊，從而為用戶減少了大量繁瑣操作，充分利用時間。用戶可以直接在頁面上管理模板，也可以下載模板并保存在本地文件中，等到需要使用模板時再調出。

4私有云拓撲管理系統的測試

私有云拓撲管理系統的需求涵蓋面廣，因而在正式投入使用前必須經過完備的測試，主要包括功能測試和性能測試、拓撲類模塊測試三大方面：

4.1功能測試

功能測試主要的目的是驗證程序是否可以創建虛擬機、變更虛擬機、退訂虛擬機，開機與關機功能是否正常，具體操作是進入服務申請頁面，選擇服務模板后提交服務申請，如果顯示成功創建虛擬機則第一部分功能正常，再進入服務管理頁面，選擇已經創建成功的虛擬機服務，依次進行變更、開機、關機和退訂操作。

4.2性能測試

性能測試的主要目的是驗證在大規模并發點擊服務查詢操作時，系統性能是否保持穩定。可以采用VB語言編寫，隨機選取用戶登錄自服務門戶，同時點擊服務查詢按鈕來查詢相關服務信息，用戶數量要體現一定的規律性，比如第一次選取100個用戶，第二次選取200個，第三次300個等。

4.3拓撲類模塊測試

拓撲類模塊測試分為云管理員拓撲展示與操作、組織管理員拓撲展示與操作，兩種操作員先使用各自身份登陸系統，查看并操作拓撲，最后查看各組織配額和部署歷史信息，如果一切操作正常則通過測試。

5結束語

私有云平臺的出現有效提高了企業業務管理效率，減少了企業運營成本，增強企業面對突發問題的解決能力。而新型拓撲管理系統的出現解決了之前云平臺運作時出現的許多問題，最大限度地利用了每一個數據，數據輸出形式更加直觀，給用戶帶來了更加舒適的使用體驗，同時避免了企業在管理過程中出現數據遺漏的問題，將企業運作與數據管理緊密結合起來，促進了企業的長足發展。endprint