淺談基于OpenStack的云計算平臺的部署

摘要：本文介紹了OpenStack云平臺的基本功能及組成，闡述了其一般部署流程及部署特性，可為OpenStack云平臺部署的實際應用提供具有一定價值的參考。

關鍵詞：OpenStack；云平臺

1. 引言

隨著云計算技術的發展，無論是資源利用率還是彈性分配計算資源的能力，云計算架構都明顯優于傳統計算資源架構[1]。OpenStack作為一個開源的云計算管理平臺，在云服務中屬于基礎設施服務（IaaS），簡單地理解就是主要提供硬件資源方面的服務。OpenStack由美國國家宇航局和Rackspace合作研發，其主要目標是管理計算資源、存儲資源和網絡資源等。OpenStack云管理平臺對外向各個租戶即企業等機構提供服務，這些機構無需建設自己的機房，無需購買設備，更不需承擔設備升級維護的費用，只要向給它提供云服務的企業按需、定期支付云計算資源使用費用即可。這種IT資源使用模式在長遠看來將更加節約運營成本，因此這也使得云計算發展成為一個趨勢。由于OpenStack的開源特性及其對不同類型云環境的廣泛支持，使其被眾多廠家認可并逐漸成為云平臺架構中的主流[2]。

2. OpenStack的功能及組成

OpenStack采用模塊化設計， 其8大核心項目組件包括：提供計算服務的Nova；支持多租戶的分布式對象存儲組件--Swift；負責注冊、檢索、管理虛擬鏡像文件的Glance；提供組件間消息認證服務的Keystone；提供靈活物理網絡管理服務的Neutron；提供可預定義的云部署服務的Heat；執行volume等相關功能的塊存儲組件Cinder；提供用戶Web訪問界面的Dashboard組件Horizon。這些項目組件可組合在一起為租戶提供云架構服務，也可分開獨立工作，為用戶提供云存儲、鏡像、操作系統、虛擬化等服務[3]。

3. OpenStack的部署

3.1 部署的特點

部署OpenStack云平臺時需要考慮到實際的應用環境，一般需要滿足以下3個條件[4]：

（1）擴張容易：由于實際應用可能由于業務的增加而增加，擴張性的部署架構會帶來嚴重的后遺癥。此外，部署是否簡單方便也影響著擴張的難度。

（2）維護簡單：當節點呈數量級上升后，維護的難度亦會隨之增加。

（3）高穩定性：高可靠性的架構可提供持續穩定的服務。

為便于闡述，以下的部署主要在主控節點和計算節點兩種節點上進行。其中，主控節點運行Dashboard、Keystone、MySQL、RabbitMQ、Swift Proxy、Cinder API、Quantum Server、Glance和Nova API服務，這些服務僅提供Web UI、Restful API和安全認證等功能，不參與實際操作；計算節點運行Nova Compute、Quantum Agent、Cinder Volume和Swift Storage Node服務，這些服務完成創建虛擬機、建立存儲設備及虛擬網絡等實際操作。

以上部署的優點在于：

（1）結構清晰：只有兩種節點，每種節點固定運行某些服務。

（2）部署容易：新加入的計算節點只需部署相應的4種服務即可。

（3）維護簡單：只需要知道節點類型，即可測試相應的服務。

3.2 部署流程

實際情況下部署通常涉及多個節點，即多個物理機與虛擬機，因此應準備足夠的物理資源以供使用。主控節點由于需要運行更多服務，其配置應略高于計算節點。

3.2.1 準備工作

首先，為創建虛擬機應在物理節點上做好相應準備：在物理節點上安裝虛擬化所需要的一系列軟件包，下載安裝包并建立目錄樹，準備好虛擬機磁盤，即將虛擬磁盤文件復制到/cloud/_base目錄下，形成相應的目錄樹結構。檢查主機網絡配置保證主機網絡的正常運行。

3.2.2 創建Repo Server

接下來建立虛擬機Repo Server，運行如下腳本：

cd/cloud

./vm.sh repo-server -d

腳本運行成功之后，將會自動運行創建的虛擬機。如有需要，可適當修改vcpu的數量和虛擬內存的大小，vcpu的數量應根據物理CPU的核與線程數來決定，通過cat/proc/cpuinfo可查看物理CPU的詳細參數。

完成以上步驟后使用$virsh list -all 和$virsh vncdisplay repo-server檢查虛擬機是否正常啟動運行。

在同一節點上搭建小型的apt-get系統包源以及python包源，以避免apt-get因節點無法正常訪問網絡而不能使用，隨后修改相關配置即可。

3.2.3 創建控制節點

首先利用cd /cloud和 ./easy.sh m-controller -d創建控制節點的虛擬機并設置網卡，配置成功后修改localrc配置文件中的PHP_HOST項值為192.168.111.4。

為方便局域網節點復制安裝包，統一配置文件，在repo-server上建立一個供局域網節點使用的NFS目錄。

后期的工作則是針對MySQL、RabbitMQ、Keystone、Swift Proxy、Glance、Cinder、Quantum Server、Nova API、Dashboard服務配置localrc文件，并安裝相應的服務。

3.2.4 創建計算節點

創建計算節點的前期工作與創建控制節點一樣，包括創建虛擬機和配置網卡。其后則是安裝Nova Compute、Quantum Agent、Cinder Volume、Swift Storage服務。

4. 結論

OpenStack相較其他的開源云計算平臺而言，具備模塊松耦合、組件配置靈活、二次開發容易等優勢，其未來在各行各業的發展空間不容小覷，有著廣闊的發展前景。然而，若要更好地滿足不同階段、不同用戶的要求，仍需對OpenStack如何提供更具彈性的計算服務的問題進行深入研究，以便為不同的實際需求提供軟硬件資源、系統架構與實際環境相匹配并能最大限度提高資源利用率的云計算環境。

參考文獻：

[1] 萬宏鳳. 基于OpenStack的教學云計算平臺的構建與應用[J]. 中國高新技術企業， 2015（20）： 45-46.

[2] 金永霞， 孫寧. 基于OpenStack的云計算實驗平臺建設與應用[J]. 實驗技術與管理， 2016（6）： 145-149.

[3] 武佳寧. 基于OpenStack的云平臺虛擬集群部署設計[J]. 微型電腦應用， 2016（32）： 15-17.

[4] 戢友. OpenStack開源云王者歸來--云計算、虛擬化、Nova、Swift、Quantum與Hadoop[M]. 北京： 清華大學出版社， 2014.

作者簡介；

游俊慧（1983.11--），女，漢族，廣東佛山人，講師，碩士，主要從事計算機教學