基于OpenStack平台的云计算系统设置研究

2015-12-28芮坤坤

重庆科技学院学报（自然科学版） 2015年1期

芮坤坤

(安徽商贸职业技术学院电子信息工程系，芜湖安徽 241002)

1 云计算简介

云计算是一种通过网络统一组织和灵活调用各种ICT信息资源，实现大规模计算的信息处理方式，云计算可以利用分布式计算和虚拟资源等技术，通过网络将分散的ICT信息资源(如计算与存储、运作应用程序、软件等)集中起来形成共享的资源池，并以动态按需和可度量的方式向用户提供网络资源服务，用户也可以通过网络获取大量的ICT信息资源［1］。

按照云计算服务的资源所在层次，可以分为基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)、软件即服务(SaaS)等，云计算可以面向机构内部提供网络服务的私有云，也可以面向公众提供服务的公共云，以及二者相结合的混合云。

基础设施即服务(IaaS):消费者使用“基础计算资源”，如处理能力、存储空间、运作的网络组件或中间件，消费者可以掌控操作系统、存储空间、已部署的网络应用程序和网络组件(如防火墙、负载平衡器等)，但不能掌控云基础架构［2］。

平台即服务(PaaS):消费者使用主机运作应用程序，消费者可以掌控运作应用程序的环境(同时也拥有了部分主机的掌控权)，消费者不能掌控操作系统、存储空间、运作的网络基础架构，平台是应用程序的基础架构。

软件即服务(SaaS):消费者使用应用程序，消费者不能掌控操作系统、存储空间、运作的网络基础架构，SaaS是一种以提供服务观念为基础的平台，软件服务提供商，是以租赁的概念向用户提供服务，而非购买，较为常见的一种方式是向用户提供一组账号和密码。

2 云计算系统设置

2.1 设计方案

本文的设计方案是搭建云计算IaaS平台，选用的是OpenStack项目。该平台基于云计算基础架构(IaaS)，基于行业内最成熟、最流行的OpenStack扩展的云计算架构系统，OpenStack以 Apache许可证授权，是一个自由软件和开放源代码项目，目前已经吸引了超过 190家公司和 2 500个开发者，得到IBM、HP、微软、Dell、Intel、Red hat、思科、Oracle 等公司的支持和应用。国内已知的研发和应用单位有:中科院计算所、华为、百度、新浪、京东、携程及爱奇艺等［3］。

安徽商贸职业技术学院网络中心建设私有云应用服务，选择搭建安全的云计算平台是首要任务，通过云安全平台实现计算资源的池化弹性管理，实现学校应用的集中管理，实现统一安全认证、授权管理。作为系统管理和应用维护人员，需要进行云计算架构的设计、部署和管理。

安徽商贸职业技术学院云计算系统由两台服务器部署IaaS平台，两台服务器均运行CentOS 6.5 64位操作系统。其中一台服务器部署IaaS控制节点(Controller)，另一台服务器部署 IaaS计算节点(Compute Node)，最后通过IaaS部署虚拟机VM。

2.2 IaaS控制节点部署

IaaS控制节点需要安装NTP服务，用来完成与计算节点之间的时间同步，同时NTP协议采用了加密方式来防止恶意的协议攻击。IaaS控制节点服务器需要配置系统环境变量，我们编辑了openrc.sh脚本文件，设置了如 OS_USERNAME、OS_PASSWORD、OS_TENANT_NAME等变量的值，将脚本内容追加到.bash_profile文件中，使系统开机之后可以自动加载变量值。

IaaS平台的运行依赖MySQL数据库，同时为了安全考虑我们进行了mysql_secure_installation，删除数据库首次安装时创建的匿名用户。

IaaS平台控制节点的部署包含了 KeyStone、Glance、Nova、Dashboard服务的安装和配置。

IaaS平台最为关键的是部署KeyStone(身份服务)。KeyStone(Identity Service)是云计算安全框架重要组件，负责身份验证、服务规则和服务令牌的功能，它实现了云安全框架的 Identity API。KeyStone类似一个服务总线，或者说是整个云平台框架的注册表，其他服务通过KeyStone来注册其服务的Endpoint(服务访问的 URL)，任何服务之间相互的调用，需要经过 KeyStone的身份验证，来获得目标服务的Endpoint以此来找到目标服务。

KeyStone 包含了 User、Tenant、Role、Service、Endpoint等概念。User即用户，他们代表可以通过KeyStone进行访问的人或程序;Tenant即租户，它是各个服务中的一些可以访问的资源集合;Role即角色，代表一组用户可以访问的资源权限;Service即服务，如 Nova、Glance、Swift服务;Endpoint，翻译为“端点”，我们可以理解它是一个服务暴露出来的访问点，如果需要访问一个服务，则必须知道他的Endpoint，在 KeyStone 中包含一个 Endpoint模板［4］。

我们在部署KeyStone时通过ADMIN_TOKEN=$(openssl rand-hex 10)生成随机令牌，通过keystone-manage pki_setup--keystone-user keystone--keystone-group keystone创建签名密钥和证书。通过keystone user-create--name=admin--pass=$ADMIN_PASS--email=$MAIL_ADMIN_ADDR，keystone role-create--name=admin，keystone tenant-create--name=admin--description="Admin Tenant"，keystone user-roleadd--user=admin--tenant=admin--role=admin创建身份认证服务的管理员、角色等信息。

Glance项目的主要功能是IaaS中提供虚拟机镜像的发现、注册和检索服务。它通过提供标准的REST接口，接受对不同后端存储的镜像的查询请求和返回镜像的相关信息。我们通过keystone user-create--name=glance--pass=$GLANCE_PASS--email=$MAIL_GLANCE_ADDR创建用户镜像服务，对镜像服务的 glance-api.conf、glance-registry.conf文件相关参数进行配置。

Nova组件的主要功能是提供按需分配的虚拟机。它类似于 Rackspaces的 Cloud Servers和亚马逊的Amazon Elastic Compute Cloud(EC2)。我们通过keystone user-create--name=nova--pass=$NOVA_PASS在身份认证服务中创建了Nova服务用户，对 nova 服务的“/etc/nova/api-paste.ini”文件设置相应参数。

Dashboard是一个 Web前端控制台，用来展示OpenStack的功能。一个Dashboard通常情况下由4个组件组成，分别为 panel、tab(可选)、table和view。其中panel、tab和 table用于导航，真正数据存放在 view中。安装完Dashboard之后，对“etc/openstack-dashboard/local_settings”文件进行参数设置，将Caches选项功能打开，同时对ALLOWED_HOSTS、OPENSTACK_HOST参数进行正确设置。

经过上述几个服务的设置之后，我们的IaaS控制节点搭建成功，通过浏览器可以访问到前端界面，如图1所示。

2.3 IaaS计算节点部署

IaaS计算节点的部署需要对系统环境变量进行配置，包含 HOSTNAME_CONT、HOST_IP_CONT等参数的配置。在计算节点中对“/etc/nova/nova.conf”文件中的参数进行多项设置，如openstackconfig--set/etc/nova/nova.conf keystone_authtoken admin_password$NOVA_PASS配置，由于配置步骤较多在此不进行赘述。