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[摘 要]云计算技术是当今计算机领域内最重要的发展方向之一，其核心思想是通过网络（通常是Internet）远程访问可用的计算资源（硬件资源或软件资源）。云计算用户可以视需求，按供应商提供的单位购买计算资源（包括存储空间或计算能力）。本文通过对云计算现状的研究，描述如何利用云计算技术为公安工作构建一个云服务平台。在构建过程中深入分析了目前各种云计算平台，最终选择了OpenStack作为其服务平台的基础，并设计和说明了该信息服务平台的构建流程与使用方式，经过验证，达到了事先预期效果。
[关键词]云计算 OpenStack 公安信息服务平台
中图分类号：D035 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0267-01
一、 引言
自Google 2006年首次提出云计算（cloud computing）概念以来，云技术已经成为新兴的IT产业技术，各种各样传统软件工程技术都开始与云技术开始有机的结合在一起。云计算具有以下几个主要特征：
1） 资源配置动态化。根据使用需求以动态划分或释放不同的物理和虚拟资源。当增加一个需求时，就增加相匹配的可用资源，及时满足用户对资源的需求；如果用户不再使用这部分资源时，可释放这些资源。
2） 需求服务自助化，按需服务。用户根据所提供的应用服务目录，自助式选择满足自身需求的服务项目和内容，无需同提供商交互就可自动得到自助的计算资源能力。各种底层资源（计算能力、存储空间等）的异构性被屏蔽，所有的资源可以被统一管理和调度，为用户提供按需服务。
3） 服务可计量化，达到即付即用的服务模式。在提供云服务过程中，能够针对不同的服务类型，通过计量的方法来自动控制和优化资源配置。
4） 资源的透明化。这些资源是透明的，用户无须了解内部结构，选择自己的所需的资源即可。
这些特征，特别适合公安信息服务平台。作为公安系统，已经完全实现信息化，有上百个应用系统，各个系统对资源的需求差异很大，而且是动态变化的，这就需要可伸缩的计算能力或服务能力，而云计算服务正好满足这种需求，而过去在信息基础设施的环境配置上往往需要投入不少精力，而很多时候环境本身是有极高复用性的，但仅仅是出于对环境复用的考虑同时维护多台实体机器，实际上会造成大量资源的闲置甚至浪费，这种设计是不合理的。
二、 技术选型
近年来云技术发展迅速，但云的分类方式和云的服务模式在业内并没有一个统一的分类标准，但一般来说，云可以根据用户与其服务的连接方式分为三种类型：私有云，公有云，混合云。
1） 私有云意味着用户连接的是本地资源、本地连接，资源和连接都具有高度的安全性同时接受IT部门的管理。
2） 公有云意味着用户连接的是外部服务，这些外部服务由云服务供应商，如谷歌、微软或亚马逊提供，因此这些服务往往是商业化的。
3） 混合云模型则出于安全或某些特殊需求的考虑使用私有云服务，同时也可以使用公有云用于其它安全型需求较小的目的。
在基于云计算的信息服务平台建设中，有少数一部分对公众开放的公安信息系统对数据机密性、安全性要求不太高，但绝大多数各警种专用信息和办案系统则有较高要求，采用混合云模型比较好。少数一部分对公众公开的公安信息系统可以采用公有云，而对大部分各警种专用信息和办案系统，采用私有云。在构建网络和硬件环境时，可以采用不同的服务器集群来完成，确保公有云和私有云具有一定的独立性，公安内部少数用户账号（特别是管理员帐号）可以访问公有云和私有云的资源。
三、 平台结构设计与实现
在公安信息服务平台设计与实现中，将充分运用OpenStack的5个核心模块Nova、Swift、Glance、Keystone及Horizon等，分别实现中央控制与计算、虚拟机镜像管理、认证访问控制及web控制等功能。
* 中央控制与计算：Nova（即图1中compute部分），控制计算中心模块，对OpenStack云的计算资源、网络资源、授权认证及扩展性等进行管理。Nova被拆分为Volume与Compute两个部分，还包含其它一些组件或服务：RabbitMQ、nova-common、nova-doc、python-nova、nova-api、nova-network、nova-objectstore、nova-scheduler、euca2ools， unzip等。
1） 镜像存储： Swift（Object）、Glance（Image），Swift具有跨节点百级对象的存储能力，内建冗余和失效备援管理；Glance负责虚拟机镜像发现、注册、检索；
2） 访问控制：Keystone（Identity），提供对（但不限于）Swift、Glance、Nova等进行认证与授权服务，包括令牌服务、目录服务、策略服务，它依赖自身REST（基于Identity？API）系统进行工作；
3） Web管理：Horizon（Dashboard），用以管理、控制OpenStack服务的Web控制面板，以管理实例、镜像、创建密匙对，对实例添加卷、操作Swift容器等。
OpenStack模块Nova、Keystone与Glance需要配置数据库，可使用MySQL、PostgreSQL或SQLite，这里建议使用大家熟悉的MySQL数据库，并为它们设置相应的管理员角色novadbadmin、keystonedbadmin、glancedbadmin等。
OpenStack Nova 需要 NTP（Network Time Protocol）服务器来保持所有节点服务器（Cloud Compute）的时间同步，所以需要在前端控制服务器（Cloud Controller）上安装 NTP 服务器，然后在节点服务器上安装 NTP 客户端保持与前端的同步。为了更好地理解问题，这里设计一个最小化的云平台，它包含4台服务器，如图2所示：
1） 服务器1作为整个平台的控制节点，承担整个平台的控制管理功能，需要安装所有OpenStack所有的5个核心模块。采用双网卡配置，安装64位ubuntu server 12.04操作系统，配置IP地址、主机名（如Opstks1.com）、DNS等，并安装Openssh-server服务包。在该节点上，管理员可以通过命令行的方式对平台进行控制管理；
2） 服务器2、3作为平台的两个计算节点，虚拟机的宿主机，负责虚拟机的运行与存储，接受控制節点控制。需要安装OpenStack核心模块Nova，操作系统、网络配置要求同上。
3） 管理机1仅仅作为管理员管理平台及制作虚拟机镜像使用。
四、结论
云技术是计算机领域内未来最为重要的技术之一，基于云计算的公安信息服务平台具有极高的应用灵活性、扩展性和管理学，基于这样的云计算平台，可以实现资源的动态分配，完成服务所需的应用系统的自动安装，侦查办案和内部信息数据的云存储，满足不同警种和系统的需求。
基于我们实际的研究和实践工作，获得一些有益的经验，例如，对于云平台管理员而言，靠Nova、Swift、Glance及Keystone的命令行足以实现所有OpenStack功能，Horizon仅仅是WEB图形化界面，仍然有一些功能（例如镜像的制作）需要通过命令行实现，不可完全依赖于Horizon。其次，对于一般用户而言，Horizon足以实现其所需的所有基本功能，但这一切都建立在云平台正常的前提之下，Horizon并不足以解决可能出现的所有问题。
参考文献
[1] 陈康，郑纬民.云计算：系统实例与研究现状[N].软件学报，2009.
[2] 李乔，郑啸.云计算研究现状综述[J].计算机科学，2011.
[关键词]云计算 OpenStack 公安信息服务平台
中图分类号：D035 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）05-0267-01
一、 引言
自Google 2006年首次提出云计算（cloud computing）概念以来，云技术已经成为新兴的IT产业技术，各种各样传统软件工程技术都开始与云技术开始有机的结合在一起。云计算具有以下几个主要特征：
1） 资源配置动态化。根据使用需求以动态划分或释放不同的物理和虚拟资源。当增加一个需求时，就增加相匹配的可用资源，及时满足用户对资源的需求；如果用户不再使用这部分资源时，可释放这些资源。
2） 需求服务自助化，按需服务。用户根据所提供的应用服务目录，自助式选择满足自身需求的服务项目和内容，无需同提供商交互就可自动得到自助的计算资源能力。各种底层资源（计算能力、存储空间等）的异构性被屏蔽，所有的资源可以被统一管理和调度，为用户提供按需服务。
3） 服务可计量化，达到即付即用的服务模式。在提供云服务过程中，能够针对不同的服务类型，通过计量的方法来自动控制和优化资源配置。
4） 资源的透明化。这些资源是透明的，用户无须了解内部结构，选择自己的所需的资源即可。
这些特征，特别适合公安信息服务平台。作为公安系统，已经完全实现信息化，有上百个应用系统，各个系统对资源的需求差异很大，而且是动态变化的，这就需要可伸缩的计算能力或服务能力，而云计算服务正好满足这种需求，而过去在信息基础设施的环境配置上往往需要投入不少精力，而很多时候环境本身是有极高复用性的，但仅仅是出于对环境复用的考虑同时维护多台实体机器，实际上会造成大量资源的闲置甚至浪费，这种设计是不合理的。
二、 技术选型
近年来云技术发展迅速，但云的分类方式和云的服务模式在业内并没有一个统一的分类标准，但一般来说，云可以根据用户与其服务的连接方式分为三种类型：私有云，公有云，混合云。
1） 私有云意味着用户连接的是本地资源、本地连接，资源和连接都具有高度的安全性同时接受IT部门的管理。
2） 公有云意味着用户连接的是外部服务，这些外部服务由云服务供应商，如谷歌、微软或亚马逊提供，因此这些服务往往是商业化的。
3） 混合云模型则出于安全或某些特殊需求的考虑使用私有云服务，同时也可以使用公有云用于其它安全型需求较小的目的。
在基于云计算的信息服务平台建设中，有少数一部分对公众开放的公安信息系统对数据机密性、安全性要求不太高，但绝大多数各警种专用信息和办案系统则有较高要求，采用混合云模型比较好。少数一部分对公众公开的公安信息系统可以采用公有云，而对大部分各警种专用信息和办案系统，采用私有云。在构建网络和硬件环境时，可以采用不同的服务器集群来完成，确保公有云和私有云具有一定的独立性，公安内部少数用户账号（特别是管理员帐号）可以访问公有云和私有云的资源。
三、 平台结构设计与实现
在公安信息服务平台设计与实现中，将充分运用OpenStack的5个核心模块Nova、Swift、Glance、Keystone及Horizon等，分别实现中央控制与计算、虚拟机镜像管理、认证访问控制及web控制等功能。
* 中央控制与计算：Nova（即图1中compute部分），控制计算中心模块，对OpenStack云的计算资源、网络资源、授权认证及扩展性等进行管理。Nova被拆分为Volume与Compute两个部分，还包含其它一些组件或服务：RabbitMQ、nova-common、nova-doc、python-nova、nova-api、nova-network、nova-objectstore、nova-scheduler、euca2ools， unzip等。
1） 镜像存储： Swift（Object）、Glance（Image），Swift具有跨节点百级对象的存储能力，内建冗余和失效备援管理；Glance负责虚拟机镜像发现、注册、检索；
2） 访问控制：Keystone（Identity），提供对（但不限于）Swift、Glance、Nova等进行认证与授权服务，包括令牌服务、目录服务、策略服务，它依赖自身REST（基于Identity？API）系统进行工作；
3） Web管理：Horizon（Dashboard），用以管理、控制OpenStack服务的Web控制面板，以管理实例、镜像、创建密匙对，对实例添加卷、操作Swift容器等。
OpenStack模块Nova、Keystone与Glance需要配置数据库，可使用MySQL、PostgreSQL或SQLite，这里建议使用大家熟悉的MySQL数据库，并为它们设置相应的管理员角色novadbadmin、keystonedbadmin、glancedbadmin等。
OpenStack Nova 需要 NTP（Network Time Protocol）服务器来保持所有节点服务器（Cloud Compute）的时间同步，所以需要在前端控制服务器（Cloud Controller）上安装 NTP 服务器，然后在节点服务器上安装 NTP 客户端保持与前端的同步。为了更好地理解问题，这里设计一个最小化的云平台，它包含4台服务器，如图2所示：
1） 服务器1作为整个平台的控制节点，承担整个平台的控制管理功能，需要安装所有OpenStack所有的5个核心模块。采用双网卡配置，安装64位ubuntu server 12.04操作系统，配置IP地址、主机名（如Opstks1.com）、DNS等，并安装Openssh-server服务包。在该节点上，管理员可以通过命令行的方式对平台进行控制管理；
2） 服务器2、3作为平台的两个计算节点，虚拟机的宿主机，负责虚拟机的运行与存储，接受控制節点控制。需要安装OpenStack核心模块Nova，操作系统、网络配置要求同上。
3） 管理机1仅仅作为管理员管理平台及制作虚拟机镜像使用。
四、结论
云技术是计算机领域内未来最为重要的技术之一，基于云计算的公安信息服务平台具有极高的应用灵活性、扩展性和管理学，基于这样的云计算平台，可以实现资源的动态分配，完成服务所需的应用系统的自动安装，侦查办案和内部信息数据的云存储，满足不同警种和系统的需求。
基于我们实际的研究和实践工作，获得一些有益的经验，例如，对于云平台管理员而言，靠Nova、Swift、Glance及Keystone的命令行足以实现所有OpenStack功能，Horizon仅仅是WEB图形化界面，仍然有一些功能（例如镜像的制作）需要通过命令行实现，不可完全依赖于Horizon。其次，对于一般用户而言，Horizon足以实现其所需的所有基本功能，但这一切都建立在云平台正常的前提之下，Horizon并不足以解决可能出现的所有问题。
参考文献
[1] 陈康，郑纬民.云计算：系统实例与研究现状[N].软件学报，2009.
[2] 李乔，郑啸.云计算研究现状综述[J].计算机科学，2011.