基于 OpenStack 高可用云计算平台研究与部署
摘要】云计算是继互联网、计算机后在信息时代有一种新的革新，云计算是信息时代的一个大飞跃，未来的时代可能是云计算的时代。随着云计算兴起与发展，对OpenStack的研究也风起云涌。不同的云平台也都研究openstack技术，在此基础上搭建各自的私有云或公有云，本文深入分析OpenStack技术，并给出搭建云平台的不同部署方案。
【关键词】OpenStack；高可用云计算平台；研究；部署
1. OpenStack技术概述
1.1什么是云计算
云计算（cloud computing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。云计算早期，简单地说，就是简单的分布式计算，解决任务分发，并进行计算结果的合并。因而，云计算又称为网格计算。通过这项技术，可以在很短的时间内（几秒种）完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务。云计算不是一种全新的网络技术，而是一种全新的网络应用概念，云计算的核心概念就是以互联网为中心，在网站上提供快速且安全的云计算服务与数据存储，让每一个使用互联网的人都可以使用网络上的庞大
【关键词】OpenStack；高可用云计算平台；研究；部署
1. OpenStack技术概述
1.1什么是云计算
云计算（cloud computing）是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。云计算早期，简单地说，就是简单的分布式计算，解决任务分发，并进行计算结果的合并。因而，云计算又称为网格计算。通过这项技术，可以在很短的时间内（几秒种）完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务。云计算不是一种全新的网络技术，而是一种全新的网络应用概念，云计算的核心概念就是以互联网为中心，在网站上提供快速且安全的云计算服务与数据存储，让每一个使用互联网的人都可以使用网络上的庞大
计算资源与数据中心。
1.2什么是openstack
OpenStack是一个开源的云计算管理平台项目，是一系列软件开源项目的组合。由NASA(美国国家航空航天局)和Rackspace合作研发并发起，以Apache许可证（Apache软件基金会发布的一个自由软件许可证）授权的开源代码项目。OpenStack为私有云和公有云提供可扩展的弹性的云计算服务。项目目标是提供实施简单、可大规模扩展、丰富、标准统一的云计算管理平台。
1.3Openstack组件类型
OpenStack覆盖了网络、虚拟化、操作系统、服务器等各个方面。下面介绍10个核心项目
1、计算（Compute）：Nova。一套控制器，用于为单个用户或使用组管理虚拟机实例的整个生命周期，根据用户需求来提供虚拟服务。负责虚拟机创建、开机、关机、挂起、暂停、调整、迁移、重启、销毁等操作，配置CPU、内存等信息规格。自Austin版本集成到项目中。
2、对象存储（Object Storage）：Swift。一套用于在大规模可扩展系统中通过内置冗余及高
1.2什么是openstack
OpenStack是一个开源的云计算管理平台项目，是一系列软件开源项目的组合。由NASA(美国国家航空航天局)和Rackspace合作研发并发起，以Apache许可证（Apache软件基金会发布的一个自由软件许可证）授权的开源代码项目。OpenStack为私有云和公有云提供可扩展的弹性的云计算服务。项目目标是提供实施简单、可大规模扩展、丰富、标准统一的云计算管理平台。
1.3Openstack组件类型
OpenStack覆盖了网络、虚拟化、操作系统、服务器等各个方面。下面介绍10个核心项目
1、计算（Compute）：Nova。一套控制器，用于为单个用户或使用组管理虚拟机实例的整个生命周期，根据用户需求来提供虚拟服务。负责虚拟机创建、开机、关机、挂起、暂停、调整、迁移、重启、销毁等操作，配置CPU、内存等信息规格。自Austin版本集成到项目中。
2、对象存储（Object Storage）：Swift。一套用于在大规模可扩展系统中通过内置冗余及高
容错机制实现对象存储的系统，允许进行存储或者检索文件。可为Glance提供镜像存储，为Cinder提供卷备份服务。自Austin版本集成到项目中。
3、镜像服务（Image Service）：Glance。一套虚拟机镜像查及检索系统，支持多种虚拟机镜像格式（AKI、AMI、ARI、ISO、QCOW2、Raw、VDI、VHD、VMDK），有创建上传镜像、删除镜像、编辑镜像基本信息的功能。自Bexar版本集成到项目中。
4、身份服务（Identity Service）：Keystone。为OpenStack其他服务提供身份验证、服务规则和服务令牌的功能，管理Domains、Projects、Users、Groups、Roles。自Essex版本集成到项目中。
5、网络&地址管理（Network）：Neutron。提供云计算的网络虚拟化技术，为OpenStack其他服务提供网络连接服务。为用户提供接口，可以定义Network、Subnet、Router，配置DHCP、DNS、负载均衡、L3服务，网络支持GRE、VLAN。插件架构支持许多主流的网络厂家和技术，如OpenvSwitch。自Folsom版本集成到项目中。
6、块存储 (Block Storage)：Cinder。为运行实例提供稳定的数据块存储服务，它的插件驱动架构有利于块设备的创建和管理，如创建卷、删除卷，在实例上挂载和卸载卷。自Folsom版本集成到项目中。
3、镜像服务（Image Service）：Glance。一套虚拟机镜像查及检索系统，支持多种虚拟机镜像格式（AKI、AMI、ARI、ISO、QCOW2、Raw、VDI、VHD、VMDK），有创建上传镜像、删除镜像、编辑镜像基本信息的功能。自Bexar版本集成到项目中。
4、身份服务（Identity Service）：Keystone。为OpenStack其他服务提供身份验证、服务规则和服务令牌的功能，管理Domains、Projects、Users、Groups、Roles。自Essex版本集成到项目中。
5、网络&地址管理（Network）：Neutron。提供云计算的网络虚拟化技术，为OpenStack其他服务提供网络连接服务。为用户提供接口，可以定义Network、Subnet、Router，配置DHCP、DNS、负载均衡、L3服务，网络支持GRE、VLAN。插件架构支持许多主流的网络厂家和技术，如OpenvSwitch。自Folsom版本集成到项目中。
6、块存储 (Block Storage)：Cinder。为运行实例提供稳定的数据块存储服务，它的插件驱动架构有利于块设备的创建和管理，如创建卷、删除卷，在实例上挂载和卸载卷。自Folsom版本集成到项目中。
7、UI 界面 (Dashboard)：Horizon。OpenStack中各种服务的Web管理门户，用于简化用户对服务的操作，例如：启动实例、分配IP地址、配置访问控制等。自Essex版本集成到项目中。
8、测量 (Metering)：Ceilometer。像一个漏斗一样，能把OpenStack内部发生的几乎所有的事件都收集起来，然后为计费和监控以及其它服务提供数据支撑。自Havana版本集成到项目中。
9、部署编排 (Orchestration)：Heat。提供了一种通过模板定义的协同部署方式，实现云基础设施软件运行环境（计算、存储和网络资源）的自动化部署。自Havana版本集成到项目中。
10、数据库服务（Database Service）：Trove。为用户在OpenStack的环境提供可扩展和可靠的关系和非关系数据库引擎服务。自Icehouse版本集成到项目中。
2.OpenStack云平台部署方案
2.1Fuel部署单节点OpenStack
这是Mirantis出品的部署安装工具，把Openstack所有的部署都web化。此方案先安装Oracle VM VirtualBox,设置全局变量，在其上安装Fuel Master虚拟机，安装前对网络等进行
8、测量 (Metering)：Ceilometer。像一个漏斗一样，能把OpenStack内部发生的几乎所有的事件都收集起来，然后为计费和监控以及其它服务提供数据支撑。自Havana版本集成到项目中。
9、部署编排 (Orchestration)：Heat。提供了一种通过模板定义的协同部署方式，实现云基础设施软件运行环境（计算、存储和网络资源）的自动化部署。自Havana版本集成到项目中。
10、数据库服务（Database Service）：Trove。为用户在OpenStack的环境提供可扩展和可靠的关系和非关系数据库引擎服务。自Icehouse版本集成到项目中。
2.OpenStack云平台部署方案
2.1Fuel部署单节点OpenStack
这是Mirantis出品的部署安装工具，把Openstack所有的部署都web化。此方案先安装Oracle VM VirtualBox,设置全局变量，在其上安装Fuel Master虚拟机，安装前对网络等进行
设置，再启动安装；打开web端新建OpenStack环境；关闭虚拟机Fuel Master，复制虚拟机，即导出、导入虚拟机电脑；增加Controller和Computer虚拟机节点，分别安装完成；进入web端，添加节点并对其配置端口，进行Openstack网络设置，然后开始部署节点，依次安装Ubuntu、Openstack，再进入Openstack管理Web界面（Horizon管理界面），即完成实验。其中，fuel_master节点作为pxe服务器和管理用；fuel_controllerz即openstack控制节点；fuel_computer就是计算节点，真正可使用的资源。
2.2Devstack部署双节点OpenStack如何搭建云平台
这是Openstack最早的安装脚本，可以通过直接git源码，进行安装，目的是让开发者可以快速搭建一个环境。目前这套脚本可以在Ubuntu和Fedora下跑的很好。此方案是在在VMware下创建两台虚拟机：devstack-controller：控制节点 + 网络节点 + 块存储节点 + 计算节点，devstack-compute：计算节点，然后利用Devstack部署OpenStack。
2.3kolla-ansible部署多节点OpenStack
此方案节点安装系统是centos 7.5，需要安装3个control节点、2个network节点、2个compute节点、1个storage节点、1个monitoring节点、1个deploy节点，每节点2核心4G + 1块100G硬盘，storage节点额外增加一个600G硬盘。所有节点安装docker。在deploy上安装
2.2Devstack部署双节点OpenStack如何搭建云平台
这是Openstack最早的安装脚本，可以通过直接git源码，进行安装，目的是让开发者可以快速搭建一个环境。目前这套脚本可以在Ubuntu和Fedora下跑的很好。此方案是在在VMware下创建两台虚拟机：devstack-controller：控制节点 + 网络节点 + 块存储节点 + 计算节点，devstack-compute：计算节点，然后利用Devstack部署OpenStack。
2.3kolla-ansible部署多节点OpenStack
此方案节点安装系统是centos 7.5，需要安装3个control节点、2个network节点、2个compute节点、1个storage节点、1个monitoring节点、1个deploy节点，每节点2核心4G + 1块100G硬盘，storage节点额外增加一个600G硬盘。所有节点安装docker。在deploy上安装
私有镜像仓库、安装kolla、安装openstack。
3结束语
本文探讨了OpenStack技术，介绍了几种不同云平台的实现方案，这些方案各有利弊，具体操作时需要结合其它客观条件因地制宜的实施。
【作者简介】: 闫新惠(1974-),女（汉）,山东省泰安市人,讲师，硕士,主要研究方向为计算机网络技术。
3结束语
本文探讨了OpenStack技术，介绍了几种不同云平台的实现方案，这些方案各有利弊，具体操作时需要结合其它客观条件因地制宜的实施。
【作者简介】: 闫新惠(1974-),女（汉）,山东省泰安市人,讲师，硕士,主要研究方向为计算机网络技术。
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