高校計算機公共機房的管理與維護

吳智勁，羅鍵新

（廣東創新科技職業學院 廣東 東莞 523000）

1 引言

近年來，隨著云計算技術的飛速發展，各種開源計算工具如雨后春筍般涌現。目前，開源云計算已成為計算機技術領域的第二股重要力量。它對云計算產業的結構和商業模式有著深遠的影響。開源云計算以其開源、低成本的優勢吸引了大量的用戶群體。在目前的高校機房中，傳統的物理計算仍然普遍作為評估的載體，這種模型的缺點日益明顯，主要針對機房封閉、管理人員少、位置分布、軟硬件更新滯后等諸多問題。因此，探索開源云計算技術的應用，構建一個虛擬機房是非常重要的，它將極大地促進機房的管理和應用效率。

2 云計算和開源云計算的概念

2.1 云計算

云計算是利用Internet技術實現公共資源之間的高度共享和對信息的訪問，這種計算模式主要是具體的共享資源，包括計算機設備、存儲設備、應用程序和其他內容[1]。云計算服務的核心自上而下大致可分為三個層次，每個層次及其含義如下：（1）基礎設施服務層(根據擴展基本硬件設施服務的需求)；（2）平臺服務層(部署相應的應用程序以提供運行相應事物的服務)；（3）軟件服務層(由提供商提供，可應用于云計算平臺、應用程序)。

2.2 開源云計算

目前在云計算開放源碼平臺行業中應用更為廣泛，其中包括Enomally、歐洲桉樹、OpenNebula、OpenStack等。根據相關研究表明，就目前開放源碼云計算平臺的市場份額而言，OpenStack已經超過65%，成為市場上使用最廣泛的開源云計算平臺。同時，在一家大型IT公司進行的調查顯示，超過59%的受訪者表示，未來將是開源云的部署，因此這一技術的市場前景極為廣闊。越來越多的大型IT公司已經從諸如微軟、IBM、谷歌等OpenStack應用程序中脫穎而出，這使得OpenStack的發展越來越受到市場的青睞。另一方面，OpenStack已經能夠在公共服務領域與AmazonEC 2競爭，它與遠程云中的傳統VMware虛擬機軟件不相上下[2]。

2.3 OpenStack結構

OpenStack是由NASA和Rackspace開發的，它是一個免費軟件，它有一個基于Apache許可的開放資源項目。OpenStack旨在為幾乎所有類型的云環境提供服務支持。該項目的目標是提供一個簡單、方便、高效的云計算管理平臺，其規模大、內容豐富、標準化。OpenStack通過互補服務向用戶提供基本服務，每個服務都可以集成到一個API基礎中。OpenStack的主要體系結構包括的主要組件系統，具體分析見下文[3]。

3 大規模網絡存儲

3.1 計算

一組控制裝置，主要用于單個用戶或組管理，使用整個生命周期過程的虛擬機實例，由用戶自己的需要發布，然后提供虛擬服務項目。主要用于虛擬機的創建、切換、掛起、加法、調整、遷移、重新啟動等具體操作，同時對CPU、內存等信息進行配置規范。通過奧斯汀版本集成到項目中。

3.2 對象存儲

一套完整的應用程序，用于可伸縮和可伸縮的系統，使用內置冗余和高度容錯機制來實現存儲或文件搜索的對象存儲系統。它可以提供灰渣容量備份服務。在這個項目中由奧斯汀版本共同完成。

3.3 網絡和地址管理

提供基于網絡虛擬化技術的云計算技術意味著賦予OpenStack其他服務內容以提供網絡連接服務。它可以配置為DNS的子網、網絡和路由器、DHCP、L3服務和負載平衡。該網絡體系結構可以同時支持VLAN和GRE。它的插件架構可以通過OpenvSwitch這樣的技術支持大多數主流網絡供應商，融入項目的福爾索姆版本[4]。

3.4 共享服務

這種服務主要包括兩個方面的內容、身份服務和鏡像服務，前者是一種身份服務，提供給用戶和訪問設備之間的認證。后一種鏡像服務是給虛擬機映像配準、存儲、傳輸和搜索等相關服務。

3.5 數據庫服務

為用戶提供基于OpenStack環境的服務，可以擴展到提供和穩定關系和非關系數據庫引擎服務，整合Thealehouse版本的項目[5]。

3.6 部署

在OpenStack部署工具中，主要包括云計算和云存儲兩部分，其中OpenStack云計算是基于用戶需要提供合理的計算資源分配給虛擬服務器來創建和管理服務內容；OpenStack云存儲主要是提供大規模、可伸縮的存儲內容，可以實現TB級數據信息的存儲。OpenStack云計算和云存儲——兩個項目可以單獨部署，也可以組合用于部署。對于私有云、公共云或混合云，所有這些都可以相對簡單地構建，OpenStack具有更好地開放性，因此它的組件更靈活，而且良好的包含性也使得OpenStack更廣泛。隨著計算、對象存儲、網絡和地址管理、共享服務、數據庫服務等服務群體的不斷涌現，其中一些服務可以根據各自的需要進行安裝，網絡體系結構具有很好地靈活性和多樣性。它可以支持VMware、QEMU、KVM、XenServer、LXC等主流虛擬機軟件設備的多種類型，也可以用于獨立插件和其他虛擬化軟件的開發。OpenStack是一組控制設備，用于為用戶或應用程序組啟動虛擬機的實例。它還可以應用于同時具有實例的特定項目網絡設置。在公共云處理方面，OpenStack甚至可以與AmazonEC 2相媲美；它在私有云性能方面也優于AmazonEC 2，而在VMware之后則不然。在公共傳輸中，這組管理機制有一個預先制作的鏡像，或者讓用戶創建鏡像來提供存儲，用戶也可以通過虛擬機啟動存儲。OpenStackObject存儲是一類使用內置冗余和容錯機制的系統，用于更大范圍和可擴展系統中的對象存儲[6]。

4 OpenStack用于大學機房

在機房中，高校教師在進行實驗教學時，向學生分發課程材料和歸檔學生工作的過程往往比較繁瑣，學校比較常見的做法是機房管理人員給一個或兩個教室設置一個單獨的存儲服務器，每個不同的課程都要劃分成一個單獨的空間，然后在申請中提供給教師和學生。例如，在電影和電視制作課程中，一個由幾十名學生組成的班級，被隔開的儲藏室所占用的人數將達到數百吉字節。這些單服務器的巨大工作量可能會被復制和傳輸的大量學生作業所超越，實現服務器集中管理的存儲空間更加困難。但是通過OpenStack工具的應用，它可以基于一種云計算技術，并且可以非常方便地建立大容量的存儲空間。現在，機房管理人員可以對存儲服務器中的現有房間進行集中管理。

5 結語

本文主要對OpenStack在機房中的部署和應用進行了深入的分析和探討，重點研究了OpenStack開源云計算工具的構建結構和功能。實驗結果表明，OpenStack更方便、更高效地進行云部署，性能相對穩定，滿足了高校云計算服務的基本需求。將OpenStackTool應用于高校機房，可以極大地支持資源的集成。同時，它將適用于虛擬實驗教學，具有很好地實用價值。