開源云基礎設施平臺OpenStack的安裝實現

李玉斌++謝忠福

摘 要：近年來，OpenStack是一種具有代表性的開源計算機平臺。但是由于其發展速度較快，在發展中很多劣勢也凸顯出來，具體的問題集中于以下幾方面：對于云平臺中的內容監管力度不夠、沒有更好的人工部署配置、容易出錯且效率偏低等。本研究主要從計算機構件與管理的關鍵性技術為研究重點，主要解決OpenStack平臺管理上的不足之處，并設計以OpenStack云管理為主的平臺系統，先要以調用API應用程序為管理操作要點，然后根據腳本檢測的方式對功能模塊進行重點檢測，最后在完成部署以后集中編寫集群擴展模塊。

關鍵詞：開元云基礎；平臺；OpenStack；安裝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.128

云計算機是信息產業發展的新趨勢，在很多商業領域內已經取得較好的應用效果。根據當前的市場調研情況能獲悉，截止到2016年底云計算市場規模現在已經達到了140億美元。這一數字在將來一段時間內還會持續遞增，預計到2020年能達到1320億美元的產值。在開源領域內很多技術的研究主要是為數據提供更合理的解決方案。在09年谷歌公司提供開發引擎，已然成為云計算的平臺服務終端系統，其中具有代表性的開源平臺分別是OpenShift和CloudFoundary。

1 OpenStack開源云平臺的概述

（1）OpenStack云平臺。OpenStack的研發者為NASA與Rackspace，其是以Apache許可證授權的開放性源代碼項目。目前OpenStack的應用受到了業內廠商的大力支持，得到了非常快速的發展。OpenStack并非是一個特有的軟件，而是做為一個專業的云平臺管理項目而存在的。OpenStack的組件包括了六個部分，通過各個組件之間的組合來執行具體的工作。OpenStack誕生于2010年，并且達到了每半年更新一個版本的速度。其最大的特點便是具有非常強的開放性以及靈活性，對于后端技術的支持程度非常高，每一個模塊都可以與多種后端技術進行對接并良好運行，根據不同的選擇，可以進行多種模式的對接。當前OpenStack的整體架構依然在不斷的變化，技術的革新帶來了非常多的新組件。

（2）平臺架構。OpenStack做為Iaas系統的一種，能夠非常良好的與Amazon EC2進行兼容。由于技術的不斷進步，各項技術的更新速度非常快，OpenStack始終處于更新組件的過程之中，不斷擴充各類新組件以完善功能。各個模塊之間的信息具有嚴格的區分性，并不能進行模塊之間的信息共享，模塊之間的信息交互只能通過中間件進行。因此，不同的模塊在運行時，可以處于任何一臺服務器上，而沒有強制性要求。

（3）支持虛擬技術。云計算的基礎是分布式計算以及虛擬技術，虛擬技術能夠非常有效的幫助云計算平臺存在于網絡與現實之中。當前應用最為廣泛的集中虛擬技術分別是Xen、KVM、VMWare、LXC和openVZ。OpenStack對于虛擬技術的支持程度相當強，以上所有的主流虛擬技術都在其支持的范圍之內。

2 安裝實現

（1）總體設計。云管理平臺包含了很多模塊，譬如資源創建與管理、安全管理以及備份恢復等等。整體開發需要利用Java語言在Linux系統下進行，整體設計結構如圖1所示。

資源創建：云計算平臺所要計算的資源主要有四大類：1）虛擬機，2）存儲，3）網絡，4）物理主機。同時為多個租戶進行計算服務時，其工作包括了主機域、工作組等相關管理規則的創建。對于各類相關資源的計算工作，云管理平臺主要通過對OpenStack當中所提供的Rest API進行調用，從而實現目的。譬如在創建虛擬機的過程中，便需要調用Nova API，從而達到對Libvirt API的調用，以及nova-schedullar模塊的調用，同時也對計算節點的nova-compute模塊達到調用的目的，從而完成創建虛擬機的工作；在創建卷存儲工作時，需要調用Cinder模塊的API來完成。

資源監測：資源監測是平臺當中不可或缺的重要組成部分，其能夠有效的對OpenStack當中的所有環節進行監測，及時發現服務組件的運行故障。

（2）構建PssS平臺。通常來說IaaS為企業的私有云提供最為基礎的設施資源，開發者利用PaaS進行遠程部署工作，從而實現對于應用程序的有效管理。OpenStack在企業私有云的環境下運行時，僅僅能夠提供非常有限的一部分基礎設施資源，在OpenStack當中資源的計算需要通過虛擬機的形式才可以為用戶提供服務。而對于普通用戶而言，很難用比較簡單的方式和操作完成自己的使用目的。并且虛擬機能夠將計算和存儲等大量資源形成一個固定的集合，從而使得資源在利用上無法得到較高的利用率，造成了很大的浪費。

基于OpenStack建立PaaS應用時，需要利用云計算以及PaaS管理等等多方面的技術。PaaS平臺架構：在進行PaaS平臺架構時，需要服務器、網絡設備以及存儲設備等硬件，OpenStack提供了資源架構，針對不同的資源可以進行有效的計算，同時還提供了全套的服務組件，使得PaaS在部署時可以利用OpenStack的虛擬資源完成。

（3）OpenShift平臺架構。OpenShift的功能單元主要由兩部分組成，分別是Broker節點與Node節點，這兩個單元可以是物理主機，也可以是虛擬機，他們之間的信息交互，需要通過消息隊列這項服務實現。

Broker節點是重要的控制節點，能夠有效的對其他節點進行管理。用戶的登錄、DNS以及應用程序的運行狀態等等都受到其管轄。客戶若想與Broker進行信息交流，就必須要通過Web控制帶等等第三方媒介，而無法直接與Broker進行直接的信息交互。

Node節點的主要作用便是對用戶的程序進行存儲，其功能的實現需要依靠Gear和Cartridges這兩個功能組件來完成。其中Gear的主要作用是存放用戶的軟件和硬件資源。OpenShift可以有效的兼容多種Gear，并允許用戶進行只有選擇。Cartridges套件的主要功能是為用戶所使用的程序提供各類支持，譬如編程語言的支持或者數據庫的相關支持等等。

3 結語

本文主要以云計算與管理為背景，研究開源云平臺OpenStack設計中實現的資源管理平臺開發系統。在專用化水平受限的情況下，工

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（上接第142頁）

作中很多不足之處出現，具體的工作展望如下：相較于OpenStack，開源PaaS平臺的發布時間有限，其中有關OpenShift的研究也相較于OpenStack少很多，關于他們的研究內容還很少，研究深度也不足，多是停留在部署測試上，其實對于二次開發與優化還有很多待優化。在云計算管理方面，以資源監測構建數據信息平臺，為了便于研究故障處理與虛擬遷移，就需要先優化云管理平臺。

參考文獻：

[1]李劍平.基于單節點單網卡環境的OpenStack平臺搭建[J].電腦知識與技術，2014（23）：45-47.

[2]龔進峰，曹健，袁大宏.基于OpenStack的云計算環境關鍵問題研究[J].電力系統自動化，2015（30）：78-79.

[3]吳松飛.開源云計算管理平臺技術在電信運營商私有云建設中的應用研究[J].電信科學，2013（14）：34-36.

作者簡介：李玉斌（1982-），男，貴州凱里人，工學碩士，副教授，主要研究方向：微電子技術、物聯網技術、大數據應用。endprint