基于-OpenStack-高可用云計算平臺研究與部署

基于OpenStack高可用云計算平臺研究與部署摘要】云計算是繼互聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)后在信息時代有一種新的革新，云計算是信息時代的一個大飛躍，未來的時代可能是云計算的時代。隨著云計算興起與發(fā)展，對OpenStack的研究也風(fēng)起云涌。不同的云平臺也都研究openstack技術(shù)，在此基礎(chǔ)上搭建各自的私有云或公有云，本文深入分析OpenStack技術(shù)，并給出搭建云平臺的不同部署方案。

【關(guān)鍵詞】OpenStack；高可用云計算平臺；研究；部署

1.OpenStack技術(shù)概述

1.1什么是云計算

云計算（cloudcomputing）是分布式計算的一種，指的是通過網(wǎng)絡(luò)“云”將巨大的數(shù)據(jù)計算處理程序分解成無數(shù)個小程序，然后，通過多部服務(wù)器組成的系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析這些小程序得到結(jié)果并返回給用戶。云計算早期，簡單地說，就是簡單的分布式計算，解決任務(wù)分發(fā)，并進(jìn)行計算結(jié)果的合并。因而，云計算又稱為網(wǎng)格計算。通過這項技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)（幾秒種）完成對數(shù)以萬計的數(shù)據(jù)的處理，從而達(dá)到強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。云計算不是一種全新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而是一種全新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用概念，云計算的核心概念就是以互聯(lián)網(wǎng)為中心，在網(wǎng)站上提供快速且安全的云計算服務(wù)與數(shù)據(jù)存儲，讓每一個使用互聯(lián)網(wǎng)的人都可以使用網(wǎng)絡(luò)上的龐大計算資源與數(shù)據(jù)中心。

1.2什么是openstack

OpenStack是一個開源的云計算管理平臺項目，是一系列軟件開源項目的組合。由NASA(美國國家航空航天局)和Rackspace合作研發(fā)并發(fā)起，以Apache許可證（Apache軟件基金會發(fā)布的一個自由軟件許可證）授權(quán)的開源代碼項目。OpenStack為私有云和公有云提供可擴(kuò)展的彈性的云計算服務(wù)。項目目標(biāo)是提供實施簡單、可大規(guī)模擴(kuò)展、豐富、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的云計算管理平臺。

1.3Openstack組件類型

OpenStack覆蓋了網(wǎng)絡(luò)、虛擬化、操作系統(tǒng)、服務(wù)器等各個方面。下面介紹10個核心項目

1、計算（Compute）：Nova。一套控制器，用于為單個用戶或使用群組管理虛擬機(jī)實例的整個生命周期，根據(jù)用戶需求來提供虛擬服務(wù)。負(fù)責(zé)虛擬機(jī)創(chuàng)建、開機(jī)、關(guān)機(jī)、掛起、暫停、調(diào)整、遷移、重啟、銷毀等操作，配置CPU、內(nèi)存等信息規(guī)格。自Austin版本集成到項目中。

2、對象存儲（ObjectStorage）：Swift。一套用于在大規(guī)模可擴(kuò)展系統(tǒng)中通過內(nèi)置冗余及高容錯機(jī)制實現(xiàn)對象存儲的系統(tǒng)，允許進(jìn)行存儲或者檢索文件?？蔀镚lance提供鏡像存儲，為Cinder提供卷備份服務(wù)。自Austin版本集成到項目中。

3、鏡像服務(wù)（ImageService）：Glance。一套虛擬機(jī)鏡像查找及檢索系統(tǒng)，支持多種虛擬機(jī)鏡像格式（AKI、AMI、ARI、ISO、QCOW2、Raw、VDI、VHD、VMDK），有創(chuàng)建上傳鏡像、刪除鏡像、編輯鏡像基本信息的功能。自Bexar版本集成到項目中。

4、身份服務(wù)（IdentityService）：Keystone。為OpenStack其他服務(wù)提供身份驗證、服務(wù)規(guī)則和服務(wù)令牌的功能，管理Domains、Projects、Users、Groups、Roles。自Essex版本集成到項目中。

5、網(wǎng)絡(luò)&地址管理（Network）：Neutron。提供云計算的網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，為OpenStack其他服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。為用戶提供接口，可以定義Network、Subnet、Router，配置DHCP、DNS、負(fù)載均衡、L3服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)支持GRE、VLAN。插件架構(gòu)支持許多主流的網(wǎng)絡(luò)廠家和技術(shù)，如OpenvSwitch。自Folsom版本集成到項目中。

6、塊存儲(BlockStorage)：Cinder。為運(yùn)行實例提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)塊存儲服務(wù)，它的插件驅(qū)動架構(gòu)有利于塊設(shè)備的創(chuàng)建和管理，如創(chuàng)建卷、刪除卷，在實例上掛載和卸載卷。自Folsom版本集成到項目中。

7、UI界面(Dashboard)：Horizon。OpenStack中各種服務(wù)的Web管理門戶，用于簡化用戶對服務(wù)的操作，例如：啟動實例、分配IP地址、配置訪問控制等。自Essex版本集成到項目中。

8、測量(Metering)：Ceilometer。像一個漏斗一樣，能把OpenStack內(nèi)部發(fā)生的幾乎所有的事件都收集起來，然后為計費(fèi)和監(jiān)控以及其它服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。自Havana版本集成到項目中。

9、部署編排(Orchestration)：Heat。提供了一種通過模板定義的協(xié)同部署方式，實現(xiàn)云基礎(chǔ)設(shè)施軟件運(yùn)行環(huán)境（計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源）的自動化部署。自Havana版本集成到項目中。

10、數(shù)據(jù)庫服務(wù)（DatabaseService）：Trove。為用戶在OpenStack的環(huán)境提供可擴(kuò)展和可靠的關(guān)系和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫引擎服務(wù)。自Icehouse版本集成到項目中。

2.OpenStack云平臺部署方案

2.1Fuel部署單節(jié)點(diǎn)OpenStack

這是Mirantis出品的部署安裝工具，把Openstack所有的部署都web化。此方案先安裝OracleVMVirtualBox,設(shè)置全局變量，在其上安裝FuelMaster虛擬機(jī)，安裝前對網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行設(shè)置，再啟動安裝；打開web端新建OpenStack環(huán)境；關(guān)閉虛擬機(jī)FuelMaster，復(fù)制虛擬機(jī)，即導(dǎo)出、導(dǎo)入虛擬機(jī)電腦；增加Controller和Computer虛擬機(jī)節(jié)點(diǎn)，分別安裝完成；進(jìn)入web端，添加節(jié)點(diǎn)并對其配置端口，進(jìn)行Openstack網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，然后開始部署節(jié)點(diǎn)，依次安裝Ubuntu、Openstack，再進(jìn)入Openstack管理Web界面（Horizon管理界面），即完成實驗。其中，fuel_master節(jié)點(diǎn)作為pxe服務(wù)器和管理用；fuel_controllerz即openstack控制節(jié)點(diǎn)；fuel_computer就是計算節(jié)點(diǎn)，真正可使用的資源。

2.2Devstack部署雙節(jié)點(diǎn)OpenStack

這是Openstack最早的安裝腳本，可以通過直接git源碼，進(jìn)行安裝，目的是讓開發(fā)者可以快速搭建一個環(huán)境。目前這套腳本可以在Ubuntu和Fedora下跑的很好。此方案是在在VMware下創(chuàng)建兩臺虛擬機(jī)：devstack-controller：控制節(jié)點(diǎn)+網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)+塊存儲節(jié)點(diǎn)+計算節(jié)點(diǎn)，devstack-compute：計算節(jié)點(diǎn)，然后利用Devstack部署OpenStack。

2.3kolla-ansible部署多節(jié)點(diǎn)OpenStack

此方案節(jié)點(diǎn)安裝系統(tǒng)是centos7.5，需要安裝3個control節(jié)點(diǎn)、2個network節(jié)點(diǎn)、2個compute節(jié)點(diǎn)、1個storage節(jié)點(diǎn)、1個monitoring節(jié)點(diǎn)、1個deploy節(jié)點(diǎn)，每節(jié)點(diǎn)2核心4G+1塊100G硬盤，storage節(jié)點(diǎn)額外增加一個600G硬盤。所有節(jié)點(diǎn)安裝docker。在deploy上安裝私有鏡像倉庫、