私有云计算平台的设计

付杨洋 刘音 严紫薇 王琦

摘要 随着应用需求的不断提高和计算机先进技术的不断发展，一批新型技术的概念和应用涌现出来，在此背景下，谷歌公司提出“云计算”，私有云作为云计算的一种部署类型，具有较高的安全性和可靠性。本文主要介绍了一种基于OpenStack搭建私有云计算平台架构以及OpenStack的核心组件之间的关系。

【关键词】私有云 OpenStack 架构部署

1 0penStack简述

OpenStack是美国国家航空航天局（NASA）和Rackspace合作研制的云计算管理软件，最初目的是存储大量的空间视频、图片等信息，随着云计算需求的增长逐渐成长起来。现如今对现有虚拟化技术较为全面的支持使得OpenStack可以被广泛部署在多种场景，其长期设计目标为同时服务公有云和私有云，提供统一的开源资源管理平台。

2 私有云计算平台的前景与优势

基于OpenStack的私有云计算平台作为一种典型的开源云计算管理平台项目，是基于基础设施即服务（IaaS）的解决方案。它由Python语言编写的，主要通过命令行（CLI）、程序接口（API）或者基于Web界面（GUI）实现对底层的计算资源、存储资源和网络资源的集中管理功能。近年来，Openstack作为开源云计算平台中的佼佼者，已经超越Cloudstack、Opennebula、Eucalyptus，成为活跃度最高、生态支持最广的开源云平台。

私有云计算平台可以通过增加管理层来实现应用搭建、文件检索以及资源的创建和分配等功能，还可以基于API接口进行二次开发。随着越来越多的企业和个人加入，已经通过强强联合形成了丰富的解决方案和完善的生态系统，推动私有云地不断发展壮大。

3 私有云计算平台的架构部署

整个云计算平台包括控制节点、计算节点和存储节点。其中，控制节点负责对其余节点的控制，包含虚拟机建立，迁移，网络分配，存储分配等，计算节点负责虚拟机运行，存储节点负责对虚拟机的额外存储管理等。

虚拟机中包含三类网卡，外网，内部管理网络、内部实例私网（用于节点之间的通信）。

3.1 控制节点架构部署

控制节点包括管理支持服务、基础管理服务和扩展管理服务。管理支持服务包含MySQL数据库与Qpid消息代理两个服务;基础管理服务包含Keystone（认证管理服务），（镜像管理服务）Glance，Nova（计算管理服务），Neutron（网络管理服务），Dashbord（控制臺服务）五个服务。扩展管理服务涉及了Cinder（块存储服务）等。

Keystone提供了其余所有组件的认证信息和令牌的创建、管理、修改等等，使用MySQL作为统一的数据库。Glance提供了对虚拟机部署的时候所能提供的镜像的管理，包含镜像的导入、格式以及制作相应的模板。Nova提供了对计算节点的Nova的管理，使用Nova-API进行通信。Neutron提供了对网络节点的网络拓扑管理，同时提供Neutron在Dashbord的管理面板。Dashbord提供了以Web的形式对所有节点的所有服务的管理。Cinder提供在Dashbord中的管理面板以及为存储节点提供块存储管理支持。

搭建Maria dB数据库管理系统，设置相关配置文件;安装Rabbit MQ装开源消息对列系统。创建Rabbit MQ用户，并赋予超级管理员的角色。

安装并配置Keystone组件，创建管理员admin及其环境变量脚本，为客户端操作加载合适的凭证;创建非特权租户和用户demo及其环境变量脚本，供非管理员任务使用;创建包含所有服务唯一账号的servlce项目，便于日后集中管理所有服务。

安装并配置Glance组件，创建glance用户并添加admin角色和servlce租户;创建glance服务实体和镜像服务的API端点，设置相关配置文件。

安装并配置nova组件，创建nova用户并添加admin角色和servlce租户;

安装并配置neutron组件，创建neutron用户并添加admin角色和servlce租户;

安装和配置Dashboard组件，修改配置文件;

安装并配置cinder组件，创建cinder用户并添加admin角色和servlce租户;创建cinder服务实体和计算服务的API端点。

3.2 计算节点架构部署

计算节点包含Nova（计算管理），Neutron（网络&地址管理），Telemeter（监控代理）三个服务。

安装nova、neutron相关软件包，修改neutron配置文件：配置Rabbit MQ消息队列访问信息、身份服务访问信息;配置Linuxbridge agent建立二层虚拟网络基础;配置计算服务使用neutron网络。修改nova配置文件：配置Rabbit MQ消息队列访问信息、身份服务访问信息、启用和配置远程控制台访问、配置镜像服务API的位置等。

3.3 存储节点架构部署

存储节点包含Cinder，提供相应的块存储，安装LVMf逻辑盘卷管理）工具，创建物理卷和卷组，编辑lvm配置文件和cinder配置文件。4结束语

本文提出了一种基于OpenStack构建私有云计算平台的方案，现如今，OpenStack逐渐成为企业构建私有云平台的首选架构，它能够将资源以自适应伸缩方式提供给不同用户，并满足不同阶段的需求。在未来的研究方向上，OpenStack需要稳定其核心，优化其网络性能，简化其部署难度。

参考文献

[1]周洪波.云计算：技术、应用、标准和商业模式[M].北京：电子工业出版社，2011.

[2]沈建国，陈永.OpenStack云计算基础架构平台技术与应用.北京：人民邮电出版社.2017.

[3]李小宁，李磊，金连文，黎德生，基于OpenStack构建私有云计算平台[J].电信科学，2012 （09）：1-8

[4]姜毅，王伟军，曹丽，刘凯，陈桂强.基于开源软件的私有云计算平台构建[J].电信科学，2013（01）.