文/青云團隊

VMware云計算創(chuàng)意大賽作品選登基于Web的云環(huán)境管理系統(tǒng)

文/青云團隊

作品介紹

這是一款基于Web的面向校園的云環(huán)境管理系統(tǒng)。要實現(xiàn)的主要目標是：用戶通過Web訪問系統(tǒng)，系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬機的操作，同時還能在云存儲系統(tǒng)中進行文件操作。青云實驗平臺建立在分布式集群的基礎(chǔ)上，通過采用VMware、Hadoop作為底層支撐技術(shù)，從而實現(xiàn)云存儲和虛擬機管理。青云實驗平臺的地址：http://202.117.10.253:8080/cloud。

獎項團隊 西安交通大學(xué)青云團隊（三等獎）作品 基于Web的面向校園實驗室級云環(huán)境的管理系統(tǒng)指導(dǎo)教師 桂小林——教授、博士生導(dǎo)師，陜西省計算機網(wǎng)絡(luò)重點實驗室主任成員 黃汝維，余思，莊威——西安交通大學(xué)電信學(xué)院計算機系

價值主張

在高校中，實驗室的工作人員往往要對上百臺計算機的軟硬件進行維護，這是一項艱巨的工作；同時學(xué)校希望能給每個同學(xué)都配備一臺電腦，可是沒有這樣的資金；但是，即使每個同學(xué)都配備了電腦，卻不是時時刻刻在用，這樣就造成了資源的浪費；學(xué)生希望能在別的地方訪問自己的數(shù)據(jù)，目前只能通過把數(shù)據(jù)拷貝到光盤或U盤上隨身攜帶，這樣很不方便；老師和學(xué)生在進行科研實驗時，往往會同時需要多臺計算機或者功能比PC機強大的計算機，但這樣的環(huán)境不易構(gòu)建，而且實驗完畢后，可能就要將這樣一個費勁搭起來的環(huán)境拆除，而下次需要的時候又要重建搭建，這是極其浪費時間和精力的。與此同時，學(xué)校的一些實驗室中往往有一些功能強大的、閑置的服務(wù)器，如何提高這些服務(wù)器的利用率也是一個亟待解決的問題。

云計算能夠很好地解決以上的問題。本設(shè)計的目標是要構(gòu)建校園級的實驗云環(huán)境。通過分析，我們歸納出了構(gòu)建面向校園級實驗云環(huán)境要滿足的要求：

1.虛擬機的管理：可以根據(jù)用戶的需要和服務(wù)器的情況創(chuàng)建、修改、刪除、遷移虛擬機，其中要解決的關(guān)鍵問題是虛擬機資源的動態(tài)調(diào)度。

2.數(shù)據(jù)的存儲管理：為用戶提供存儲資源，用戶可以使用上網(wǎng)設(shè)備在任何時候、任何地點訪問其數(shù)據(jù)，并可以對數(shù)據(jù)進行上傳、下載、刪除等操作。

3.基于Web的訪問：為了支持易用性和兼容性，系統(tǒng)要提供Web接口，讓用戶通過瀏覽器訪問云環(huán)境，從而可以方便地使用虛擬機和存儲資源。

根據(jù)以上需求，我們設(shè)計并實現(xiàn)了青云實驗平臺。該平臺以VMware和Hadoop的HDFS為底層支撐技術(shù)，通過SpringSource Tool Suite建立了基于Java、JSP和MySQL的上層管理系統(tǒng)，并部署在Ubuntu9.04上，如圖1所示。

Vmware作為虛擬機管理程序，實現(xiàn)了對虛擬機的創(chuàng)建、部署、刪除操作，可以在一臺物理機器上同時運行多個Windows、DOS、Linux系統(tǒng)；多個操作系統(tǒng)可以像Windows應(yīng)用程序那樣進行自由切換，無論在 Windows 還是 Linux 操作系統(tǒng)上。

Hadoop是Apache開源組織的一個分布式計算開源框架，在很多大型網(wǎng)站上都得到了應(yīng)用，如亞馬遜、Facebook和Yahoo等。H a d o o p框架中最核心的設(shè)計就是：MapReduce和HDFS。HDFS(Hadoop Distributed File System , Hadoop分布式文件系統(tǒng))是Hadoop的分布式文件管理系統(tǒng)，它具有高容錯性，并且可以被部署在低價的硬件設(shè)備之上。HDFS很適合那些有大數(shù)據(jù)集的應(yīng)用，并且提供了對數(shù)據(jù)讀寫的高吞吐率。H D F S是一個master/slave的結(jié)構(gòu)，就通常的部署來說，在master上只運行一個Namenode，而在每一個slave上運行一個Datanode。HDFS 支持傳統(tǒng)的層次文件組織結(jié)構(gòu)，同現(xiàn)有的一些文件系統(tǒng)在操作上很類似，例如創(chuàng)建和刪除一個文件，把一個文件從一個目錄移到另一個目錄，重命名等等操作。Namenode管理著整個分布式文件系統(tǒng)，對文件系統(tǒng)的操作（如建立、刪除文件和文件夾）都是通過Namenode來控制。Namenode將整個文件分為若干個數(shù)據(jù)塊，將這些數(shù)據(jù)塊(block)分布到各個Datanode節(jié)點上。

青云實驗平臺包括基于VMware的虛擬機管理子系統(tǒng)和基于HDFS的分布式文件子系統(tǒng)。虛擬機管理子系統(tǒng)實現(xiàn)了虛擬機的自動分配、關(guān)閉、啟動以及撤銷，而且實現(xiàn)了虛擬機的分用戶管理，有效地將各個用戶進行隔離，增強安全性。同時本系統(tǒng)實現(xiàn)了虛擬機資源的自動調(diào)整，在啟動虛擬機前先判斷虛擬機最近一次操作所消耗的CPU、內(nèi)存資源，若返回動態(tài)信息中存在一半以上的項值超過75%，則增加相應(yīng)的靜態(tài)信息，增強靈活性，減少資源的浪費。分布式文件子系統(tǒng)能夠按照用戶的習(xí)慣保存用戶的數(shù)據(jù)，并提供上傳、下載、刪除、創(chuàng)建文件夾等功能，方便用戶對自己數(shù)據(jù)的管理。為了保障用戶數(shù)據(jù)的安全，本系統(tǒng)還提供了數(shù)據(jù)備份功能。

用戶只需要具有基本的操作系統(tǒng)和瀏覽器，就能夠登錄青云實驗平臺，然后通過平臺提供的接口使用存儲資源和虛擬機資源。

但青云實驗平臺還有許多需要完善的地方，例如實現(xiàn)數(shù)據(jù)的批量上傳、下載、平臺的安全性，虛擬機的動態(tài)調(diào)整算法的改進，具有簡單上網(wǎng)功能的硬件設(shè)備的設(shè)計等，這些將是下一步工作目標。

圖2 青云系統(tǒng)功能模塊

圖3 青云實驗平臺網(wǎng)絡(luò)拓撲

系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)主要要實現(xiàn)的功能模塊如圖2所示。

虛擬機管理模塊：實現(xiàn)虛擬機的創(chuàng)建、啟動、關(guān)閉等功能。

存儲管理模塊：部署云存儲管理系統(tǒng)，并且用戶在系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)建自己的目錄、上傳、下載、刪除文件（夾）等操作。

系統(tǒng)管理模塊：管理員對系統(tǒng)的相關(guān)信息進行管理，包括對用戶的管理、對物理機和虛擬機的管理、對文件系統(tǒng)的管理等。

系統(tǒng)輔助功能模塊：包括用戶的注冊、登錄、注銷等，以及用戶個人信息更新等。

系統(tǒng)設(shè)計采用Web模式設(shè)計，客戶端只需要安裝基本的操作系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器就可以使用本系統(tǒng)。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖3所示。

惠普發(fā)布ProLiant BL 600系列刀片服務(wù)器

本刊訊 日前，惠普最新發(fā)布了ProLiant BL620c G7與BL680c G7刀片服務(wù)器。前者是當(dāng)前擴展能力最高的雙插槽刀片服務(wù)器，而后者則率先在刀片服務(wù)器中提供了1TB的內(nèi)存容量。

據(jù)了解，在對性能影響明顯的I/O與網(wǎng)絡(luò)帶寬方面，ProLiant BL680c G7提供了20倍的嵌入式網(wǎng)絡(luò)帶寬以及7個支持PCI-E 2.0的Mezzanine擴展插槽，總I/O帶寬達到了驚人的192GB/s，同時通過10Gb級虛擬網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)將傳統(tǒng)的存儲網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)絡(luò)徹底融合。而新一代的iLO 3集成管理方案為用戶提供了強大的遠程全局硬件管理的手段。

據(jù)悉，根據(jù)最新的IDC數(shù)據(jù)，在2010年第二季度，刀片服務(wù)器的出貨量同比增長13.6%，工廠收入同比增長30.9%，而服務(wù)器市場總收入同比增長率只有11%。這其中惠普刀片服務(wù)器占到了55.8%的市場份額。