楊澤平， 顧春華， 萬(wàn)　鋒， 羅　飛， 常耀輝

(華東理工大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院， 上?！?00237)

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基于OpenStack的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)的研究

楊澤平， 顧春華， 萬(wàn)鋒， 羅飛， 常耀輝

(華東理工大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院， 上海200237)

提出了一個(gè)基于OpenStack云計(jì)算框架的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)。該平臺(tái)總體架構(gòu)分為基礎(chǔ)軟硬件資源層、OpenStack云管理層、通信中間件層、應(yīng)用業(yè)務(wù)層和應(yīng)用表現(xiàn)層，能夠滿(mǎn)足高校中各專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬資源的不同需求，減少實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作量，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率。該平臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定，功能設(shè)計(jì)合理，為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了有效的支撐。

云平臺(tái)； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)；OpenStack

ResearchofinnovativeexperimentalcloudplatformbasedonOpenStack

1　開(kāi)發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)的目的

隨著大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)及計(jì)算機(jī)各類(lèi)競(jìng)賽的開(kāi)展，越來(lái)越多不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生需要不同的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，現(xiàn)有的普通實(shí)驗(yàn)設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的環(huán)境需求。主要的矛盾體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1) 計(jì)算機(jī)權(quán)限問(wèn)題。出于安全及上機(jī)人數(shù)考慮，在進(jìn)行普通計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，不需要把實(shí)驗(yàn)所用的計(jì)算機(jī)全部權(quán)限開(kāi)放給學(xué)生。實(shí)驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)管理人員已經(jīng)預(yù)安裝了所需要的全部軟件，學(xué)生不需要自己安裝軟件，即使學(xué)生自己安裝了軟件，計(jì)算機(jī)在重新啟動(dòng)后也會(huì)恢復(fù)為預(yù)安裝狀態(tài)，使自主安裝的軟件丟失。在大多數(shù)情況下，實(shí)驗(yàn)管理人員會(huì)把非系統(tǒng)盤(pán)的權(quán)限開(kāi)放給學(xué)生，但是在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生有自主安裝軟件的需求，希望保存上一次的安裝環(huán)境，以避免重復(fù)安裝操作，而現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)權(quán)限設(shè)置無(wú)法滿(mǎn)足學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的需求。

(2) 計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)問(wèn)題。普通計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是對(duì)某一軟件或者某一操作系統(tǒng)的教學(xué)，在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上就可以完成操作；但創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)通常會(huì)涉及到某一類(lèi)問(wèn)題的研究，往往要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要使用多臺(tái)計(jì)算機(jī)，而一人一臺(tái)計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式無(wú)法滿(mǎn)足這一需求。

(3) 計(jì)算機(jī)環(huán)境問(wèn)題。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)與普通實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境要求不同[1]：普通實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)硬件環(huán)境要求相對(duì)比較低，而創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)對(duì)硬件環(huán)境要求較高。另外，普通實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般會(huì)指定所需要的環(huán)境，在一學(xué)期中某一段時(shí)間內(nèi)使用某一特定操作系統(tǒng)(例如：Windows、Ubuntu、Android等)，一般極少出現(xiàn)在某一時(shí)間內(nèi)同時(shí)使用兩種操作系統(tǒng)的情況；而在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中，使用兩種操作系統(tǒng)的需求經(jīng)常發(fā)生，需要有更好的計(jì)算機(jī)環(huán)境。

云計(jì)算作為一種新的資源使用模式，使得用戶(hù)可以按照需求獲取計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)帶寬等資源，很多學(xué)者也開(kāi)始采用云計(jì)算技術(shù)來(lái)解決高校的計(jì)算機(jī)資源緊張問(wèn)題[2]，例如直接采用虛擬技術(shù)構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室、基于桌面云搭建多媒體計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室[3]、采用Hadoop構(gòu)建機(jī)房云計(jì)算中心[4]、利用云計(jì)算和虛擬化技術(shù)構(gòu)建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)驗(yàn)室等[5]。

在眾多的云平臺(tái)中，OpenStack是一個(gè)開(kāi)源的云計(jì)算管理平臺(tái)，有著良好的可控性、兼容性和擴(kuò)展性，在微軟、思科等很多企業(yè)及高校得到廣泛的應(yīng)用[6-7]。例如基于OpenStackGrizzly版本部署了科研教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)以節(jié)省硬件資源[8]；基于OpenStack部署虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室來(lái)提高資源利用率[9]；基于OpenStack研究解決云計(jì)算中資源調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)[10]。

為了解決創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)所面臨的問(wèn)題，本文基于OpenStackHavana版本做二次開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)，以滿(mǎn)足創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)對(duì)硬件資源的彈性需求。

2　Openstack開(kāi)源框架

云計(jì)算利用分布式計(jì)算、虛擬化等技術(shù)，將分散的軟硬件資源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、按照用戶(hù)需求集中提供服務(wù)。云計(jì)算平臺(tái)的服務(wù)類(lèi)型分為3種：PaaS(平臺(tái)即服務(wù))、SaaS(軟件即服務(wù))和IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù))。PaaS主要是將開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、部署和測(cè)試的整個(gè)平臺(tái)作為一種服務(wù)，用戶(hù)在此平臺(tái)上定制和搭建自己的應(yīng)用系統(tǒng)；SaaS主要是將軟件應(yīng)用系統(tǒng)作為一種服務(wù)，用戶(hù)可以租用這些軟件來(lái)使用，這些軟件應(yīng)用包括：郵件系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)等；IaaS服務(wù)類(lèi)型主要是將虛擬機(jī)、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)等虛擬的硬件資源作為一種服務(wù)，用戶(hù)可以直接訪(fǎng)問(wèn)這些資源并搭建自己的應(yīng)用環(huán)境[11]。

在IaaS服務(wù)類(lèi)型中，需要云計(jì)算管理系統(tǒng)(也稱(chēng)云操作系統(tǒng))來(lái)管理整個(gè)硬件資源，以備用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)。這些開(kāi)源的云平臺(tái)包括OpenNebula、Eucalyptus、CloudStack和OpenStack等，其中OpenStack在授權(quán)許可、是否完全免費(fèi)使用、組件配置是否靈活、二次開(kāi)發(fā)的難易等方面比其他開(kāi)源云平臺(tái)有明顯的優(yōu)勢(shì)，成為使用率最高的云平臺(tái)[6，11]。

OpenStack是美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)和Rackspace聯(lián)合研發(fā)的開(kāi)源云計(jì)算管理項(xiàng)目，旨在實(shí)現(xiàn)實(shí)施簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展性良好的云服務(wù)。OpenStack底層可以采用Xen、KVM和VMWare等虛擬化軟件，對(duì)KVM的支持相對(duì)比較完善[7]。因此，在構(gòu)建本創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)時(shí)，采用的是KVM虛擬化軟件。

OpenStack以A—Z的字母表順序來(lái)標(biāo)識(shí)它的眾多版本，其中H版的主要組件包括：提供控制臺(tái)服務(wù)的Horizon、提供計(jì)算服務(wù)的Nova、提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的Neutron、提供對(duì)象存儲(chǔ)的Swift、提供塊存儲(chǔ)的Cinder、提供身份認(rèn)證等服務(wù)的Keystone、提供鏡像服務(wù)的Glance、提供監(jiān)控服務(wù)的Ceilometer以及提供自動(dòng)化部署服務(wù)的Heat[12]。其中Nova組件是OpenStack的核心模塊，它通過(guò)nova-api模塊實(shí)現(xiàn)RESTfulAPI功能，向外提供接口；通過(guò)nova-compute模塊管理虛擬機(jī)；通過(guò)nova-scheduler模塊提供虛擬機(jī)的調(diào)度；各模塊通過(guò)消息隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。

3　云平臺(tái)運(yùn)行環(huán)境的配置

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)采用OpenStackH版，結(jié)合本校計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境和需求，在同時(shí)滿(mǎn)足150個(gè)并發(fā)用戶(hù)的情況下，采用了4個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)、1個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)和1個(gè)控制節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬件均為64GBRAM、1TB硬盤(pán)、24核CPU、3個(gè)千兆網(wǎng)卡。

由于采用了多節(jié)點(diǎn)云平臺(tái)部署形式，只有運(yùn)行在控制節(jié)點(diǎn)的nova-network控制網(wǎng)絡(luò)，因此在計(jì)算節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建的虛擬機(jī)實(shí)例都要通過(guò)控制節(jié)點(diǎn)與外網(wǎng)連接。

各節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)安裝均包括網(wǎng)絡(luò)配置、NTP和HavanaPackage的安裝，而控制節(jié)點(diǎn)還有MySQL和Rabbitmq的安裝，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)還有MySQLClient的安裝。除了基礎(chǔ)安裝，控制節(jié)點(diǎn)還需要對(duì)keystone、nova-services、glance數(shù)據(jù)庫(kù)、horizon等進(jìn)行安裝配置。

在安裝keystone時(shí)，首先要安裝認(rèn)證服務(wù)，包括創(chuàng)建keystone數(shù)據(jù)庫(kù)以及相關(guān)信息的配置，其中，keystone.conf的配置信息設(shè)置如下：

vi/etc/keystone/keystone.conf

…

[sql]

#設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)連接字符串用以連接數(shù)據(jù)庫(kù)

connection=mysql://keystone:admin@10.10.10.32/keystone

…

其次，需要對(duì)users、tenants和roles進(jìn)行定義，包括設(shè)置環(huán)境變量；然后創(chuàng)建service和endpoint，最后來(lái)驗(yàn)證keystone。在安裝nova控制服務(wù)時(shí)，也要?jiǎng)?chuàng)建nova數(shù)據(jù)庫(kù)、nova服務(wù)、endpoint、keypair及安全組規(guī)則等，其中nova.conf配置文件中一些重要的配置信息如下：

vi/etc/nova/nova.conf

…

[database]

#設(shè)置數(shù)據(jù)庫(kù)連接字符串用以連接數(shù)據(jù)庫(kù)

connection=mysql://nova:admin@10.10.10.32/nova

[keystone_authtoken]

#keystone認(rèn)證信息

auth_host= 10.10.10.32

auth_port= 35357

auth_protocol=http

admin_tenant_name=service

admin_user=nova

admin_password=ADMIN

[DEFAULT]

#RabbitMQ消息服務(wù)設(shè)置，openstack中默認(rèn)kombu連接RabbitMQ服務(wù)器

rpc_backend=nova.rpc.impl_kombu

rabbit_host= 10.10.10.32

rabbit_password=openadmin

#鏡像服務(wù)設(shè)置

glance_host=10.20.20.33

#vnc相關(guān)設(shè)置，用以遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)

my_ip=10.10.10.32

vncserver_listen=10.10.10.32

vncserver_proxyclient_address=10.10.10.32

#設(shè)置認(rèn)證策略

auth_strategy=keystone

存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)除了基礎(chǔ)安裝外，還要安裝glance，計(jì)算節(jié)點(diǎn)還需要對(duì)nova-compute、nova-network安裝，其中，對(duì)nova.conf配置文件中的信息設(shè)置如下：

vi/etc/nova/nova.conf

…

[DEFAULT]

…

#設(shè)置使用FlatDHCP網(wǎng)絡(luò)管理模式

network_manager=nova.network.manager.FlatDHCPManager

#防火墻驅(qū)動(dòng)程序

firewall_driver=nova.virt.libvirt.firewall.IptablesFirewallDriver

#設(shè)置子網(wǎng)的地址數(shù)

network_size=254

#該配置強(qiáng)制虛擬機(jī)間隔離，除非使用安全組策略

allow_same_net_traffic=False

#高效網(wǎng)絡(luò)

multi_host=True

send_arp_for_ha=True

share_dhcp_address=True

#該項(xiàng)設(shè)置為true，表明終止發(fā)送DHCP釋放

force_dhcp_release=True

#設(shè)置連接虛擬機(jī)的網(wǎng)卡網(wǎng)橋

flat_network_bridge=br100

flat_interface=eth0

#公網(wǎng)網(wǎng)卡

public_interface=br100

…

然而，如果依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行云平臺(tái)硬件運(yùn)行環(huán)境的安裝，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了問(wèn)題，不管是操作系統(tǒng)，還是OpenStack自身開(kāi)發(fā)運(yùn)行環(huán)境，都將無(wú)法正常搭建。因此，制作本地安裝包源是至關(guān)重要的。本地安裝包源將有利于整個(gè)開(kāi)發(fā)運(yùn)行環(huán)境的再現(xiàn)，也有利于系統(tǒng)本身運(yùn)行的穩(wěn)定，避免由于系統(tǒng)版本不同而對(duì)整個(gè)平臺(tái)性能產(chǎn)生影響。在搭建本創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)的硬件環(huán)境中，采用的是本地安裝包源。

4　云平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

4.1創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)的主要特點(diǎn)

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)主要是根據(jù)華東理工大學(xué)計(jì)算中心創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)際需求而定制的，它可以滿(mǎn)足大多數(shù)高校創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的要求。該云平臺(tái)既能保證資源的共享，又能實(shí)現(xiàn)物理機(jī)配置的個(gè)性化，主要體現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)。

(1) 定制個(gè)性化實(shí)驗(yàn)環(huán)境。指導(dǎo)教師和學(xué)生都可以定制自己所需的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，安裝所需的軟件。與公共機(jī)房不同的是，用戶(hù)不會(huì)因?yàn)槊看侮P(guān)機(jī)而丟失所安裝的軟件或其他實(shí)驗(yàn)環(huán)境，避免了每次開(kāi)機(jī)重復(fù)安裝軟件和重新部署實(shí)驗(yàn)環(huán)境的問(wèn)題。

(2) 共享創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)境。指導(dǎo)教師可以定制安裝基礎(chǔ)操作系統(tǒng)、軟件等創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生可以在此環(huán)境之上安裝自己所需的軟件，搭建自己的實(shí)驗(yàn)環(huán)境并保存。學(xué)生也可以把自己的實(shí)驗(yàn)環(huán)境共享給其他學(xué)生和指導(dǎo)教師。

(3) 隨時(shí)隨地獲取實(shí)驗(yàn)環(huán)境。只要在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，學(xué)生或者指導(dǎo)教師隨時(shí)隨地都可以在安裝了云平臺(tái)客戶(hù)端的終端獲取和保存實(shí)驗(yàn)環(huán)境、進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，突破了地域和時(shí)域的限制，增加了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的靈活性。

4.2創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)管理系統(tǒng)的主要模塊

云平臺(tái)管理系統(tǒng)是B/S架構(gòu)，功能模塊包括人員角色管理、創(chuàng)新課程管理、云主機(jī)管理和定制系統(tǒng)。系統(tǒng)中的角色分為超級(jí)管理員、管理員、教師和學(xué)生4種角色。

在人員角色管理模塊中，超級(jí)管理員的權(quán)限是創(chuàng)建管理員、維護(hù)管理員信息；管理員的權(quán)限是創(chuàng)建教師、維護(hù)教師信息。

在創(chuàng)新課程管理模塊中，教師的權(quán)限是申請(qǐng)創(chuàng)新課程信息，包括創(chuàng)建課程、導(dǎo)入學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名等學(xué)生信息；管理員的權(quán)限是審核課程信息。由于虛擬機(jī)的數(shù)量一定，因此需要根據(jù)創(chuàng)新課程開(kāi)設(shè)的時(shí)間范圍、學(xué)生人數(shù)及權(quán)重來(lái)設(shè)置優(yōu)先級(jí)進(jìn)行審核；一般設(shè)定一位教師的虛擬機(jī)數(shù)量是10臺(tái)，根據(jù)具體情況再作調(diào)整。

在云主機(jī)管理模塊，教師的權(quán)限是為其創(chuàng)新課程下的學(xué)生創(chuàng)建、開(kāi)啟和關(guān)閉云主機(jī)。為方便管理，這一權(quán)限不下放給學(xué)生；管理員的權(quán)限是可以創(chuàng)建、開(kāi)啟和關(guān)閉所有課程的云主機(jī)。

在定制系統(tǒng)模塊中，分為原始鏡像、公共鏡像和私有鏡像，原始鏡像和公共鏡像是所有用戶(hù)可見(jiàn)，而私有鏡像僅自己可見(jiàn)。原始鏡像一般僅安裝操作系統(tǒng)，管理員、教師和學(xué)生都可以上傳鏡像并設(shè)置鏡像屬性。云平臺(tái)桌面客戶(hù)端包括可移動(dòng)設(shè)備管理、本地盤(pán)映射配置、虛擬機(jī)登錄及信息維護(hù)等模塊。在虛擬機(jī)登錄模塊由于操作系統(tǒng)不同，又分為RDP協(xié)議和SSH協(xié)議兩種連接方式。

4.3創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)架構(gòu)

從使用者的角度出發(fā)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)分為管理系統(tǒng)和客戶(hù)端兩部分，總體架構(gòu)分為5層。

(1) 基礎(chǔ)軟硬件資源層?；A(chǔ)硬件資源包括計(jì)算資源(CPU、內(nèi)存等)、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源等，采用的虛擬化技術(shù)是KVM，操作系統(tǒng)采用的是Ubuntu。

(2)OpenStack云管理層。主要通過(guò)各組件來(lái)提供、管理虛擬機(jī)等資源，這些組件包括Nova、Glance、Neutron、Keystone、Swift等。

(3) 通信中間件層。主要用以連接云管理層和應(yīng)用業(yè)務(wù)層，通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)。接口分為公用接口(Publicinterface)和私有接口(Privateinterface)，對(duì)不同的業(yè)務(wù)邏輯應(yīng)用調(diào)用不同的接口。

(4) 應(yīng)用業(yè)務(wù)層。是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)或者客戶(hù)機(jī)的不同請(qǐng)求，給出不同的業(yè)務(wù)處理，包括課程、用戶(hù)、鏡像、快照和虛擬機(jī)等不同的處理。

(5) 應(yīng)用表現(xiàn)層。針對(duì)不同的用戶(hù)，應(yīng)用表現(xiàn)層有不同的表現(xiàn)形式。教師和管理員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)管理整個(gè)系統(tǒng)，業(yè)務(wù)邏輯部分采用J2EE中的SSH架構(gòu)，中間通信部分通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)；學(xué)生主要通過(guò)云平臺(tái)桌面客戶(hù)端來(lái)獲取資源，面向客戶(hù)的服務(wù)主要處理與用戶(hù)使用虛擬機(jī)相關(guān)需求的業(yè)務(wù)，面向服務(wù)端的處理請(qǐng)求業(yè)務(wù)主要通過(guò)接口來(lái)處理客戶(hù)端的請(qǐng)求，連接應(yīng)用業(yè)務(wù)層，在該層中會(huì)對(duì)用戶(hù)的請(qǐng)求進(jìn)行封裝，封裝成與服務(wù)端提供的接口一致的格式，并且該層也負(fù)責(zé)接收服務(wù)端的響應(yīng)消息，再傳遞至客戶(hù)端。

4.4創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)使用流程

以一學(xué)期同時(shí)滿(mǎn)足15位教師指導(dǎo)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程、每門(mén)課程10名學(xué)生為例，本創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)的使用流程包括：

(1) 超級(jí)管理員創(chuàng)建本學(xué)期負(fù)責(zé)該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)的管理員(主要是實(shí)驗(yàn)室相關(guān)負(fù)責(zé)人)；

(2) 管理員初始化系統(tǒng)，上傳原始鏡像(指僅安裝了操作系統(tǒng)，未裝其他軟件的鏡像)，并創(chuàng)建本學(xué)期需要開(kāi)設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程的15位教師；

(3) 這15位教師將在網(wǎng)上分別創(chuàng)建自己的實(shí)驗(yàn)課程，并導(dǎo)入自己的學(xué)生；待管理員審核通過(guò)后，針對(duì)原始鏡像創(chuàng)建自己的虛擬機(jī)，并可以通過(guò)云平臺(tái)桌面客戶(hù)端安裝該課程所需的軟件，保存成快照，并據(jù)此分別為自己的10名學(xué)生創(chuàng)建虛擬機(jī)，每位學(xué)生均可見(jiàn)教師已安裝好的軟件；

(4) 學(xué)生開(kāi)啟裝有云平臺(tái)桌面系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，登錄虛擬機(jī)，可以隨意安裝所需軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并可以自由切換虛擬機(jī)與本地軟硬系統(tǒng)，每次結(jié)束后保存退出即可，下次可以繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

(5) 待學(xué)期結(jié)束，管理員負(fù)責(zé)回收資源。

5　結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)類(lèi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)無(wú)法滿(mǎn)足創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用需求。本文給出的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)采用OpenStack開(kāi)源框架，并進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了滿(mǎn)足創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)的業(yè)務(wù)流程。該平臺(tái)方便了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)，減少了實(shí)驗(yàn)室管理人員的工作量，同時(shí)也節(jié)約了硬件資源、提高了實(shí)驗(yàn)資源的利用率。

致謝：感謝云計(jì)算團(tuán)隊(duì)的孫寒玉、楊巍巍、李小可、丁瑋超、趙琳瑩、張凱旋、張勛、文賡、戴智明等同學(xué)對(duì)云平臺(tái)的構(gòu)建和實(shí)施所作的努力！

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YangZeping,GuChunhua,WanFeng,LuoFei,ChangYaohui

(SchoolofInformationScienceandEngineering,EastChinaUniversityofScience

andTechnology,Shanghai200237,China)

TheinnovativeexperimentalcloudplatformbasedonOpenStack,anopensourceframework,isgiven.Thearchitectureofthecloudplatformconsistsoffivelayers,includinginfrastructurelayer,cloudmanagementlayer,communicationmiddlewarelayer,applicationbusinesslayerandapplicationpresentationlayer.Theplatformisdesignedtomeetthedifferentneedsofthecomputersoftwareandhardwareresourcesofdifferentmajors,reducetheworkloadoflaboratorymanagement,andimprovetheutilizationrateoftheexperimentalequipment.Moreover,theplatformisstableandreasonable,andprovidesaneffectivesupportfortheinnovativeexperimentalteaching.

cloudplatform;experimentalteaching;OpenStack

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.05.038

2015- 10- 13

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61472139)；2013年度上海高校實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目“人工智能和虛擬化技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用研究”；2015年度華東理工大學(xué)繼續(xù)教育教學(xué)研究項(xiàng)目“成人高等教育中實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及輔助平臺(tái)的研究”

楊澤平(1980—)，女，河南桐柏，博士，工程師，主要研究方向?yàn)槟Ｊ阶R(shí)別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù).

TP393.07

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1002-4956(2016)5- 0147- 04