信息通信INFORMATION&COMMUNICATIONS
2020 (Sum.No206)
2020年第02期
（总第206期）
基于OpenStack的云平台搭建研究
童林萍，张荻，严雄兵，肖继文，孙蓉
（武汉电力职业技术学院信息工程系，湖北武汉430000）
摘要：为解决计算、存储、网鑰等资源的合理分配及扩展的兼容性问题，同时为了集中管理和快速部署，采用OpenStack 技术进行平台搭建。文章主要解决基于OpenStack的云平台系统搭建复杂的问题。为了简化OpenStack*平台搭建的复杂度，通过对云计算中OpenStack技术体系结构的研究，结合现有服务器资源、网络架构规划云平台的架构选取相关组件，进而提出搭建的系统的有效方案，通过基于Fuel的自动化的方式，对OpenStack的云平台进行搭建和部署，降低了搭建的复杂度提高了系统扩展性。
关键词:OpenStack；体系结构；云平台；搭建
中图分类号:TP393.09文献标识码:A文章编号：1673-1131（2020）02-0143-02
0引言
随着计算机及相关科技技术的发展,CPU的计算能力、内存和硬盘的存储能力、网络的带宽等都在不断提高。一方面，新近购买的计算机性能较高，所有资源仅为个人使用，使得大量资源处于闲置状态，造成了资源的浪费。另一方面，旧有的计算机设备由于资源有限、设备老化等缺陷，已经难以满足日益增长的工作的需求。同时,CPU、存储、网络之间彼此分离，使得系统的安装、配置、部署和运维及其复杂，进行升级扩展时，新旧设备之间存在兼容性问题。OpenStack是一个开源的云计算平台，将计算、存储、网络等功能设计成各个服务组件，彼此之间松耦合，组合在一起，并且提供一套完整的管理方法和工具，可以解决以上问题。自2006年首个云产品上线开始，对云平台的定义叫特点18等理论研究和应用研究随着云计算技术的发展迅速展开，用户在越来越多的领域使用云平台冈提供的服务满足实验和成产的需求。云平台根据提供服务的方式的不同划分为IaaS、PaaS和SaaS删。OpenStack是具有代表性的IaaS开源云平台，目前已有187个多家的超过105000名成员加入OpenStack社区叫《中国信息化＞杂志在QpenStack 社区用户中开展了持续性调查，结果表明，主要的员面反馈意见是复杂度高、部署困难、一致性差、缺乏稳定性等叭本文主要解决OpenStack平台搭建问题。
1OpenStack体系
1.1OpenStack模块组成
OpenStack是面向Iaas服务的，即基础架构云平台，由多 个服务组件构成叭图1为OpenStack系统的概念架构图。其中,Keystone模块负责OpenStack的认证服务，用于对云平台系统的用户进行验证证和管理权限组件-Nova模块主要负责云平台中虚拟机实例的生成、监控、删除等管理。Glance模块为云平台中虚拟机实例提供镜像服务，同时用户也可以利用云平台中现有虚拟机实例来制作自定义的镜像。Neutron模块负责OpenStack虚拟实例的网络连接，不仅是实现了的创建子网、路由和为虚拟机实例分配IP网络地址基本功能，还可支持防火墙、虚拟网络中节点间VPN服务等。Cinder模块负责OpenStack存储块服务，是云平台中存储服务的调度监控模块，为虚拟机实例提供存储的块设备。Horizon模块为用户提供操作OpenStack平台的交互式界面的组件。这6个模块是搭建OpenStack平台的基本功能组件，通过增加用于面向对象存储的Swift模块；用于监控OpenStack系统资源的Ceilometer 模块；用于部署云平台系统的Heat模块，该平台的功能会更加完善。
图］概念架构图
1.2OpenStack逻辑架构
OpenSlack中各个组件包含相关的子组件，以模块化的方式来实现功能，逻辑图如图2所示。各模块之间通过消息队列和数据库，实现相互调用和通信。通过这种方式降低了组件的耦合性和项目间的依赖性，
可根据自身情况自行选取模块，灵活构建适合当前环境的系统架构（见图2）。
2云平台搭建
2.1系统网络架构
本平台系统的网络划分管理网络、业务网络、存储网络以及带外管理网络4个区域。其中，管理网络负责OpenStack各个组件间的通信；业务网络负责虚拟机之间的通信；存储网络员责OpenStack各组件与存储的通信。带外管理网络负责虚拟机的外部网络访问。为了保障系统的安全性，在业务网络和核心交换机间加入防火墙。
收稿日期：20204）1-13
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信息通信童林萍等：基于OpenStack的云平台搭建研究
-CLI cllencs(nova,cinder,neutron and&o on)
-Cloud marvagement tools
图3系统网络结构图
2.2节点规划
(1)控制节点：提供访问控制,API控制类的服务运行在此节点。员责各节点之间的数据传输和虚拟机实例的网络
连接。
(2)网络节点：提供网络资源，负责管理平台内部的虚拟机网络。员责对外网络与内部网络之间的通信。
(3)计算节点：提供计算所需的CPU和内存等资源，负责虚拟机运行。
(4)存储节点：提供块存储和对象存储资源，员责对虚拟机的自身以外存储的管理等。
结合当前资源环境,3台物理服务器，每台2颗CPU，每颗10核,256G内存,600G硬盘,2个集成电口,4个光口。本文规划采用]个控制节点,1个计算节点,1个块存储节点和2个对象存储节点的结构。
2.3自动化部署工具Fuel
本文采用自动化部署工具Fuel对M版的OpenStack进
行部署，部署流程如下图2.2所示.Fuel是一个开源的Open-Stack平台搭建安装和部署的工具，可通过网页的方式快速简单的对OpenStack云平台进行配置。它的主要功能包括PXE安装操作系统，master主节点提供DHCP,TFTP服务简化网络配置和文件传输，能够对openstack服务进行编排，此外还提供OpenStack关键服务健康检査和实时査看日志等服务。
如何搭建云平台
图4安装部署流程图
3结语
本文对云计算中OpenStack技术及其功能组件进行了简要的介绍，结合自身的现有资源环境，提出了基于OpenStack 的云平台部署的有效搭建方案，并详细对其各组件的工作原理及安装部署流程进行了说明。下一步的工作是监测此云平台的运行情况并评估性能，将相关系统迁移到此平台，保障运行的安全稳定。
参孝文献：
[1]唐红，徐光侠.云计算研究与发展综述[J].数字通信,2010,
37(3):23-2&
⑵Mell P M,Grance T.SP800-145.The NIST Definition of
Cloud Computing Ml.National Institute of Standards& Technology2011.
⑶孙香花•云计算研究现状与发展趋势[J]•计算机测量与控
制,2011,19(5):998-1001.
[4]%ng C T, Liu Y T,Liu JC,et al.Implementation of a Clo­
ud IaaS with Dynamic Resource Allocation Method Using OpenStack[C]//hitematiQnal Conference on Parallel&Dis­tributed Computing.IEEE,2014.
[5]周新宇.面向PaaS平台的资源动态调度研究[DJ.2016. 16]王紫璇》吕良观李肖坚迂天博.基于共享存储的OpenStack 虚拟机应用分发策略[J1.信息网络安全2019(09):125-129.
[7]熊伟.想做私有云的大型国企为什么适合啃OpenStack
[J].中国信MC2017(4).
[8]赵辉.基于OpenStack的中小机械加工企业开源云制造
平台的研究[D].
144