摘要：本文介紹了OpenStack云平臺的基本功能及組成，闡述了其一般部署流程及部署特性，可為OpenStack云平臺部署的實際應用提供具有一定價值的參考。

關鍵詞：OpenStack；云平臺

1. 引言

隨著云計算技術的發(fā)展，無論是資源利用率還是彈性分配計算資源的能力，云計算架構都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)計算資源架構[1]。OpenStack作為一個開源的云計算管理平臺，在云服務中屬于基礎設施服務（IaaS），簡單地理解就是主要提供硬件資源方面的服務。OpenStack由美國國家宇航局和Rackspace合作研發(fā)，其主要目標是管理計算資源、存儲資源和網絡資源等。OpenStack云管理平臺對外向各個租戶即企業(yè)等機構提供服務，這些機構無需建設自己的機房，無需購買設備，更不需承擔設備升級維護的費用，只要向給它提供云服務的企業(yè)按需、定期支付云計算資源使用費用即可。這種IT資源使用模式在長遠看來將更加節(jié)約運營成本，因此這也使得云計算發(fā)展成為一個趨勢。由于OpenStack的開源特性及其對不同類型云環(huán)境的廣泛支持，使其被眾多廠家認可并逐漸成為云平臺架構中的主流[2]。

2. OpenStack的功能及組成

OpenStack采用模塊化設計， 其8大核心項目組件包括：提供計算服務的Nova；支持多租戶的分布式對象存儲組件--Swift；負責注冊、檢索、管理虛擬鏡像文件的Glance；提供組件間消息認證服務的Keystone；提供靈活物理網絡管理服務的Neutron；提供可預定義的云部署服務的Heat；執(zhí)行volume等相關功能的塊存儲組件Cinder；提供用戶Web訪問界面的Dashboard組件Horizon。這些項目組件可組合在一起為租戶提供云架構服務，也可分開獨立工作，為用戶提供云存儲、鏡像、操作系統(tǒng)、虛擬化等服務[3]。

3. OpenStack的部署

3.1 部署的特點

部署OpenStack云平臺時需要考慮到實際的應用環(huán)境，一般需要滿足以下3個條件[4]：

（1）擴張容易：由于實際應用可能由于業(yè)務的增加而增加，擴張性的部署架構會帶來嚴重的后遺癥。此外，部署是否簡單方便也影響著擴張的難度。

（2）維護簡單：當節(jié)點呈數(shù)量級上升后，維護的難度亦會隨之增加。

（3）高穩(wěn)定性：高可靠性的架構可提供持續(xù)穩(wěn)定的服務。

為便于闡述，以下的部署主要在主控節(jié)點和計算節(jié)點兩種節(jié)點上進行。其中，主控節(jié)點運行Dashboard、Keystone、MySQL、RabbitMQ、Swift Proxy、Cinder API、Quantum Server、Glance和Nova API服務，這些服務僅提供Web UI、Restful API和安全認證等功能，不參與實際操作；計算節(jié)點運行Nova Compute、Quantum Agent、Cinder Volume和Swift Storage Node服務，這些服務完成創(chuàng)建虛擬機、建立存儲設備及虛擬網絡等實際操作。

以上部署的優(yōu)點在于：

（1）結構清晰：只有兩種節(jié)點，每種節(jié)點固定運行某些服務。

（2）部署容易：新加入的計算節(jié)點只需部署相應的4種服務即可。

（3）維護簡單：只需要知道節(jié)點類型，即可測試相應的服務。

3.2 部署流程

實際情況下部署通常涉及多個節(jié)點，即多個物理機與虛擬機，因此應準備足夠的物理資源以供使用。主控節(jié)點由于需要運行更多服務，其配置應略高于計算節(jié)點。

3.2.1 準備工作

首先，為創(chuàng)建虛擬機應在物理節(jié)點上做好相應準備：在物理節(jié)點上安裝虛擬化所需要的一系列軟件包，下載安裝包并建立目錄樹，準備好虛擬機磁盤，即將虛擬磁盤文件復制到/cloud/_base目錄下，形成相應的目錄樹結構。檢查主機網絡配置保證主機網絡的正常運行。

3.2.2 創(chuàng)建Repo Server

接下來建立虛擬機Repo Server，運行如下腳本：

cd/cloud

./vm.sh repo-server -d

腳本運行成功之后，將會自動運行創(chuàng)建的虛擬機。如有需要，可適當修改vcpu的數(shù)量和虛擬內存的大小，vcpu的數(shù)量應根據物理CPU的核與線程數(shù)來決定，通過cat/proc/cpuinfo可查看物理CPU的詳細參數(shù)。

完成以上步驟后使用$virsh list -all 和$virsh vncdisplay repo-server檢查虛擬機是否正常啟動運行。

在同一節(jié)點上搭建小型的apt-get系統(tǒng)包源以及python包源，以避免apt-get因節(jié)點無法正常訪問網絡而不能使用，隨后修改相關配置即可。

3.2.3 創(chuàng)建控制節(jié)點

首先利用cd /cloud和 ./easy.sh m-controller -d創(chuàng)建控制節(jié)點的虛擬機并設置網卡，配置成功后修改localrc配置文件中的PHP_HOST項值為192.168.111.4。

為方便局域網節(jié)點復制安裝包，統(tǒng)一配置文件，在repo-server上建立一個供局域網節(jié)點使用的NFS目錄。

后期的工作則是針對MySQL、RabbitMQ、Keystone、Swift Proxy、Glance、Cinder、Quantum Server、Nova API、Dashboard服務配置localrc文件，并安裝相應的服務。

3.2.4 創(chuàng)建計算節(jié)點

創(chuàng)建計算節(jié)點的前期工作與創(chuàng)建控制節(jié)點一樣，包括創(chuàng)建虛擬機和配置網卡。其后則是安裝Nova Compute、Quantum Agent、Cinder Volume、Swift Storage服務。

4. 結論

OpenStack相較其他的開源云計算平臺而言，具備模塊松耦合、組件配置靈活、二次開發(fā)容易等優(yōu)勢，其未來在各行各業(yè)的發(fā)展空間不容小覷，有著廣闊的發(fā)展前景。然而，若要更好地滿足不同階段、不同用戶的要求，仍需對OpenStack如何提供更具彈性的計算服務的問題進行深入研究，以便為不同的實際需求提供軟硬件資源、系統(tǒng)架構與實際環(huán)境相匹配并能最大限度提高資源利用率的云計算環(huán)境。

參考文獻：

[1] 萬宏鳳. 基于OpenStack的教學云計算平臺的構建與應用[J]. 中國高新技術企業(yè)， 2015（20）： 45-46.

[2] 金永霞， 孫寧. 基于OpenStack的云計算實驗平臺建設與應用[J]. 實驗技術與管理， 2016（6）： 145-149.

[3] 武佳寧. 基于OpenStack的云平臺虛擬集群部署設計[J]. 微型電腦應用， 2016（32）： 15-17.

[4] 戢友. OpenStack開源云王者歸來--云計算、虛擬化、Nova、Swift、Quantum與Hadoop[M]. 北京： 清華大學出版社， 2014.

作者簡介；

游俊慧（1983.11--），女，漢族，廣東佛山人，講師，碩士，主要從事計算機教學