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私有云计算集成化平台设计方案
作者:管理员    发布于:2013-06-11 13:59:55    文字:【】【】【

云计算的应用越来越广泛,对相关问题的研究也逐渐深入,不少公司和研究机构需要构建自己的私有云计算平台。商业解决方案存在价格高、授权模式复杂等问题,并且无法获得系统源代码,很多情况下并不适合采用。开源云计算技术具有成本低、灵活性高等优势。能够方便地获得源代码进行深入研究,因此很多机构都采用开源软件构造私有云计算平台。目前主要的开源云计算项目有EucalyptusOpenStackOpenNebulaNimbus,本文在对比这些项目的基础上,分析了OpenStack的架构,阐述了利用OpenStack构建私有云平台的方法。

  2、私有云平台概述

  2.1私有云概念

  从用户使用的角度来看.云计算平台可以分为公共云和私有云。公共云部署在互联网中,用户通过网络获得计算资源和存储资源,并按照“即用即付”(pay-as-you-go)的方式付费。私有云是企业或组织内部数据中心的资源,只提供给机构内部人员使用,不对外面向公众。私有云计算平台一般构建在机构的防火墙内部.相对于公共云,其安全性更高.服务质量更有保证。私有云能够充分利用现有的硬件资源和软件资源,可以有效地降低信息化成本。

  2.2私有云计算平台构建模式

  私有云平台的构建可以采用3种模式:研究机构自行开发,这种方式需要企业或研究机构有很强的技术实力。比较典型的是清华大学的透明计算平台:采用商业解决方案,不少商业公司提供了较为成熟的私有云整体解决方案,比较典型的是IBM的“蓝云”计算平台;使用开源解决方案。这种方案是利用开源系统构造企业或组织的私有云平台,比较典型的是使用EucalyptusOpenStack等开源系统。3种构造方式的比较见表1

  2.3开源私有云计算平台优势

  在自行开发、商业解决方案和开源解决方案3种私有云的构建模式中,开源方案具有如下多个优势。

  (1)使用成本低

  用户只需要购买硬件设备和网络设备,无需为开源软件的使用付费。即使用户需要开源软件开发商提供服务,其需要付出的费用也相对比较低廉。例如,Ubuntu帮助用户构建基于OpenStack的私有云平台的服务费用是9 000美元。相关工作在5天内完成。

  (2)开放源代码

  开放源代码,有利于研究人员对系统内部的实现机制进行深入研究。开源软件使用Apache或其他授权协议,用户能够获得系统的源代码.并且可以通过社区、讨论组等多种形式,与开发人员和其他用户深入探讨各种技术问题。

  (3)平台可扩展性强

  由于现有的云计算技术尚在快速发展中.没有形成统一的技术标准和规范,一旦选择了一种商业解决方案,就很难转换到其他平台。而开源云平台在设计时一般会保持对主流云计算技术(如亚马逊EC2S3)的兼容性,同时提供转换工具,有效地避免了厂商锁定问题,增强了系统的可扩展性。

3、开源云计算项目现状

  3.1 主流开源云计算项目介绍

  目前已经有多个云计算平台的开源实现,主要的开源云计算项目有EucalyptusOpenStackCloudStackOpenNebula等,基本介绍如下。

  (1)Eucalyptus

  Eucalyptusl6l是加州大学圣芭芭拉分校计算机科学系Rich Wolski领导的项目组完成的开源软件项目,该项目开发和应用较早,目前占有最大的市场份额。其组件无需修改即可使用。可以运行在没做修改的GNU Linux内核上。Eucalyptus提供了与Amazon云计算平台EC2S3接口的兼容性,可以使客户应用方便地从私有云平台迁移到公共云平台。

  (2)OpenStack

  OpenStack是美国国家航空航天局(NASA)Rackspace合作研发的开源云计算平台项目.整合了NASANebula PlatformRackspaceCloud Files Platform技术。OpenStack得到了多个商业公司和开源组织的支持,被认为是未来开源云计算平台最具有潜力的技术。从Ubuntu11.04版本开始,已经把OpenStack作为内置集成的云计算技术。

  (3)CloudStack

  CloudStacktS源于2008年成立的VMOps公司,2010年改名为Cloud.com,分为社区版本和商业版本。20117月思杰系统(Citrix System)公司收购了Cloud.com,把以前维护的商业分支全部合并到了开源分支,并把该软件加入Apache软件基金会.成为了一个完全开源的项目。目前全球已经有多个大规模应用实例,如ZyngaGoDaddy等。

  (4)OpenNebula

  ODenNebul源于2005Ignacio M LlorenteRub6nS Montero创立的一个研究项目,于20087月发布了第一个公开版本。OpenNebula是一个虚拟化企业数据中心和云基础设施建设和管理的行业开源解决方案,具有开放性、模块化和可扩展的架构,目前已成为欧盟云计算项目RESERVOIR中虚拟执行环境管理器VEEM的核心组件。

  3.2开源云计算项目对比

  EucalyptusOpenStackCloudStackOpenNebula4个主流的开源云计算项目各有特点。表2从多个方面对这4个项目进行了对比。

  在主流的开源云计算项目中,OpenStack目前已经获得英特尔、惠普、戴尔、Ubuntu、思科等多个重要公司和开源组织的支持,是目前最热门的开源云计算项目,因此本文选择OpenStaek构造私有云平台。

4OpenStack平台架构

  4.1 OpenStack服务架构

  OpenStack中有ComputeStorageImageIdentityDashboard 5个子项目,其服务架构如图1所示。

  其中,ComputeStorageImage是核心的3个子项目,提供计算、对象存储和镜像管理服务,其他的子项目包括提供身份认证的Identity、基于Web的管理控制台Dashboard等。OpenStack需要通过虚拟化技术使用基础硬件平台,客户应用系统可以通过OpenStack提供的接口(API)访问各个云服务实例。

  4.2 OpenStack主要实现

  OpenStack云计算平台管理系统目前有NovaSwiftGlaneeKeystoneHorizon 5个主要的具体实现。NovaCompute的具体实现.主要功能是计算资源管理和云平台控制服务管理,运行和管理虚拟服务器实例等;SwiftObject Storage的具体实现.提供分布式云存储服务,是一个可扩展的对象存储系统;GlanceImage Service的具体实现,提供虚拟机镜像的发现、注册、获取服务;KeystoneIdentity的具体实现,提供统一的身份认证服务;HorizonDashboard的具体实现。提供通过Web用户界面管理云计算平台的方式。NovaGlanceKeystone的安装和使用都需要使用数据库。可以采用开源的MySQLPostgreSQLSQLite等数据库系统。

  NovaSwift是核心的两类服务实现。Nova组件是云平台的计算模块,提供多种服务,包括API服务(nova.api)、消息队列、计算服务(nova.compute)、网络控制(nova.network)、卷服务(nova.volume)和调度管理(nova.scheduler);Swirl组件提供云存储服务。适合存储大量、长期、需要备份的数据。Swift通过“账户一容器一对象”(account.container.object)的形式提供对象存储服务,一个账户下可有多个容器.每个容器中可存储多个对象。环服务是Swift最重要的组件,用于记录存储对象与物理位置间的映射关系。

  5、基于OpenStack的私有云平台构建

  5.1 总体说明

  本文选择OpenStack来构造私有云平台实例,并采用UbuntuKVM等开源软件作为平台的基础操作系统和虚拟化工具。私有云平台使用的主要开源软件说明见表3

  本文讨论的私有云平台实例主要应用在科研实验室环境中.服务器采用x86架构,硬件设备初始的投入成本较低,并可以根据需要动态扩展各种资源。私有云平台的初始硬件配置见表4

 


 
脚注信息
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