论文部分内容阅读
摘要：云计算是信息技术发展扣信息社会需求到达一定阶段的必然结果。校园云计算平台就是将云计算技术应用到高等教育的领域，为高等教育的信息化建设提供必需的基础架构。通过将高等教育所需的软硬件计算资源进行虚拟化，建设多种形式的软硬件计算资源池，并以资源租用和服务的形式通过校内网向学生、教师、各实验室和科研组织提供教学和科研环节必需的计算系统和服务。文章基于Openstack进行了校园云计算平台的构建。
关键词：OpenStack;校园云平台;基本架构
一、云平台基础架构
OpenStack是一个开源的云操作系统，所谓开源即任何组织、个人均可以贡献代码参与项目的开发与测试，因此OpenStack为构建一个云平台提供了一系列服务。用户可以通过该平台以租户或管理员的身份登录系统，根据自身的服务需求和权限进行操作。其宗旨在于：帮助组织运行为虚拟计算或存储服务的云，为公有云、私有云，也為大云、小云提供可扩展的、灵活的云计算。OpenStack开源项目由社区维护，包括OpenStack计算，OpenStack对象存储，OpenStack镜像服务的集合。
（一）openstack主要组件：Compute（Nova）计算服务，Identity Service （Keystone）认证服务，Image Service（Glance）镜像服务，Networking（Neutron）网络服务，Dashboard（Horizon）仪表板，Object Storage（Swift）对象存储，Block Storage（Cinder）块存储，Orchestration（Heat）编排，Telemetry（Ceilometer）监控，DatabaseService（Trove）数据库服务，Data Processing（Sahara）数据处理。
（二）openstack基本架构：
Keystone认证服务：Keystone是openstack的通信和控制核心，主要完成权限管理和服务登记。云计算中的所有服务在keystone中注册，服点，服务之间相互的调用也需keystone进行认证，以此获得相应的service和Endpoint;Nova计算服务：是云计算的结构控制器，通过各类云主机来管理整个云平台;Glanee镜像服务：存储和管理云平台中的镜像文件，提供镜像的查询等服务;Neutron网络服务：用户创建自己的网络对象，融合了SDN的设计思想，实现实例内外的所有基于IP的网络访问功能;Cinder块存储服务：实现存储功能及云硬盘的扩展功能;Swift对象存储服务：主要存储永久类型的静态数据;Heat模板服务：处理依赖关系的一个工具，可初始化云计算资源来完成系统的基本部署。
二、OpenStack的校园云计算平台的系统架构
高校的计算和存储等资源较丰富，但其资源的实际利用率并不高，主要表现在三个方面：安全性较低、软件资源利用率低、硬件资源利用不均衡。OpenStack的出现极大程度上解决了资源实际利用率低的问题。OpenStack的校园云计算平台的系统架构可以分成三层：云基础设施作为服务（IaaS），为用户提供存储资源;云平台作为服务（PaaS），借助云服务提供的工具，开发用户的能力;云软件作为服务（SaaS），用户借助终端设备通过Web浏览器访问云基础设施上的应用。
云平台搭建过程：
1.根据实际情况建立网络结构，并搭建和设置网络。在云平台部署了防火墙，再对防火墙进行内外接口配置、IP路由、访问规则等设置。开启防火墙的VPN功能，可实现远程用户的安全访问。
2.分别对控制节点和计算节点进行IaaS搭建。OpenStack是IaaS组件，使用OpenStack搭建云平台的过程，实际就是IaaS搭建过程。本文采用OpenStack源代码安装的方法进行搭建，使用的系统为Ubuntu 12.04版，OpenStack版本为Essex，首先部署Keystone与Glanee，部署流程为：安装Mysql的client服务组件、pip工具等组件，根据服务所处服务器的实际信息进行配置文件的修改，安装系统服务，在数据库中创建相应的数据表单，对表单中主要步骤予以同步。接下来部署Nova与Cinder，部署流程为：安装Mysql的client服务组件、pip工具等组件，Nova应包括KVM，Libvirt，Qume等虚拟化软件，Ciner则应包括tgt，Iscsi等网络设备协议管理。根据服务所处服务器的实际信息进行配置文件的修改，安装系统服务，在数据库中创建相应的数据表单，对表单中主要步骤予以同步。
3.创建虚拟机，挂载云硬盘。
4.在虚拟机中部署PaaS。登陆平台进行测试，测试通过即可创建应用。
三、总结
随着云计算技术的不断发展，其在资源调配、快速部署方面的优势越来越显著，也催生了一批云计算工具，开源云计算已成为业内的一个重点研究方向。OpenStack以服务为核心，将资源模块化、服务化，提供给最终用户;以自动化实现自动快速的任务分发、资源部署和服务响应，提高运维管理效率。与高校传统的计算资源构建相比，云计算以其安全保障、资源分配弹性计算的高效能力以及硬件要求简单便捷等特征，不断加速多样化需求下计算资源快速弹性构建的实现进程。
关键词：OpenStack;校园云平台;基本架构
一、云平台基础架构
OpenStack是一个开源的云操作系统，所谓开源即任何组织、个人均可以贡献代码参与项目的开发与测试，因此OpenStack为构建一个云平台提供了一系列服务。用户可以通过该平台以租户或管理员的身份登录系统，根据自身的服务需求和权限进行操作。其宗旨在于：帮助组织运行为虚拟计算或存储服务的云，为公有云、私有云，也為大云、小云提供可扩展的、灵活的云计算。OpenStack开源项目由社区维护，包括OpenStack计算，OpenStack对象存储，OpenStack镜像服务的集合。
（一）openstack主要组件：Compute（Nova）计算服务，Identity Service （Keystone）认证服务，Image Service（Glance）镜像服务，Networking（Neutron）网络服务，Dashboard（Horizon）仪表板，Object Storage（Swift）对象存储，Block Storage（Cinder）块存储，Orchestration（Heat）编排，Telemetry（Ceilometer）监控，DatabaseService（Trove）数据库服务，Data Processing（Sahara）数据处理。
（二）openstack基本架构：
Keystone认证服务：Keystone是openstack的通信和控制核心，主要完成权限管理和服务登记。云计算中的所有服务在keystone中注册，服点，服务之间相互的调用也需keystone进行认证，以此获得相应的service和Endpoint;Nova计算服务：是云计算的结构控制器，通过各类云主机来管理整个云平台;Glanee镜像服务：存储和管理云平台中的镜像文件，提供镜像的查询等服务;Neutron网络服务：用户创建自己的网络对象，融合了SDN的设计思想，实现实例内外的所有基于IP的网络访问功能;Cinder块存储服务：实现存储功能及云硬盘的扩展功能;Swift对象存储服务：主要存储永久类型的静态数据;Heat模板服务：处理依赖关系的一个工具，可初始化云计算资源来完成系统的基本部署。
二、OpenStack的校园云计算平台的系统架构
高校的计算和存储等资源较丰富，但其资源的实际利用率并不高，主要表现在三个方面：安全性较低、软件资源利用率低、硬件资源利用不均衡。OpenStack的出现极大程度上解决了资源实际利用率低的问题。OpenStack的校园云计算平台的系统架构可以分成三层：云基础设施作为服务（IaaS），为用户提供存储资源;云平台作为服务（PaaS），借助云服务提供的工具，开发用户的能力;云软件作为服务（SaaS），用户借助终端设备通过Web浏览器访问云基础设施上的应用。
云平台搭建过程：
1.根据实际情况建立网络结构，并搭建和设置网络。在云平台部署了防火墙，再对防火墙进行内外接口配置、IP路由、访问规则等设置。开启防火墙的VPN功能，可实现远程用户的安全访问。
2.分别对控制节点和计算节点进行IaaS搭建。OpenStack是IaaS组件，使用OpenStack搭建云平台的过程，实际就是IaaS搭建过程。本文采用OpenStack源代码安装的方法进行搭建，使用的系统为Ubuntu 12.04版，OpenStack版本为Essex，首先部署Keystone与Glanee，部署流程为：安装Mysql的client服务组件、pip工具等组件，根据服务所处服务器的实际信息进行配置文件的修改，安装系统服务，在数据库中创建相应的数据表单，对表单中主要步骤予以同步。接下来部署Nova与Cinder，部署流程为：安装Mysql的client服务组件、pip工具等组件，Nova应包括KVM，Libvirt，Qume等虚拟化软件，Ciner则应包括tgt，Iscsi等网络设备协议管理。根据服务所处服务器的实际信息进行配置文件的修改，安装系统服务，在数据库中创建相应的数据表单，对表单中主要步骤予以同步。
3.创建虚拟机，挂载云硬盘。
4.在虚拟机中部署PaaS。登陆平台进行测试，测试通过即可创建应用。
三、总结
随着云计算技术的不断发展，其在资源调配、快速部署方面的优势越来越显著，也催生了一批云计算工具，开源云计算已成为业内的一个重点研究方向。OpenStack以服务为核心，将资源模块化、服务化，提供给最终用户;以自动化实现自动快速的任务分发、资源部署和服务响应，提高运维管理效率。与高校传统的计算资源构建相比，云计算以其安全保障、资源分配弹性计算的高效能力以及硬件要求简单便捷等特征，不断加速多样化需求下计算资源快速弹性构建的实现进程。