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基于openstack 与kvm 的云计算平台的构建 汪志鸿，詹舒波** 作者简介：汪志鸿，(1989- )，男，硕士研究生，主要研究方向：电信网络管理及下一代增值业务的研究与 开发。 通信联系人：詹舒波，(1965- )，男，北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室教授，主要研究方向： 电信增值系统、智能网及多媒体技术在电信网络中的应用研究与开发。E-mail: zhanshubo@cincc.cn （北京邮电大学网络技术研究院，北京 100876） 5 摘要：云计算时代，计算能力成为一种抽象的，可以度量的商品。而虚拟化技术将计算能力 与具体的物理计算机相分离，提供了计算机在逻辑上的抽象。正是以虚拟化技术为代表的 IaaS 服务，为云计算提供了底层实现上的可能。本文探讨的是如何利用现有的kvm 虚拟化 技术和openstack 云平台套件，构建真正的虚拟化云计算平台，以对外提供IaaS 的云计算服 务。 10 关键词：Openstack；KVM；云计算；IaaS 中图分类号：TP311 Build cloud computing platform based on Openstack and KVM 15 WANG Zhihong, ZHAN Shubo (Beijing University of Post and Telecommunication, Beijing 100876) Abstract: In the era of cloud computing, the ability of computing becomes a kind of abstract and measurable commodity. The technology of virtulization sepearates computing performance from the details of physical computers. It provides a logic layer between users and computers. The 20 IaaS,which is represented by virtulization technology,provides the possibility of implementing cloud computing. The article shows how to build a cloud computing platform based on the kvm and the openstack suite. The aim is to provide IaaS service to the users. Keywords: Openstack; kvm; cloud_computing; IaaS 25 0 引言 本研究进行的实际背景是云计算技术的发展，给信息产业带来了深刻而又显著的变化， 云计算技术将计算能力抽象成一种逻辑上的商品[1]，将企业与用户从具体的物理计算机，物 理存储等各种物理设备的繁琐细节中解放出来，通过资源的高效管理与高度整合，提高计算 与存储的效率，推动整个社会生产力的发展。 30 研究目的是利用现有的kvm虚拟化技术和openstack 套件构建一个分布式的高可用的虚 拟化云计算平台，这样的平台包括若干台服务器组成的集群，按照功能不同分为控制节点和 计算节点两类，所有的节点通过网络连接到一起，作为整体的一个云，为云外的用户提供 IaaS 服务，在云端，用户可以创建，运行，管理一个个的计算机实例，就如同拥有一台台真 正的计算机一样。 35 1 openstack 体系结构 我们使用openstack 作为虚拟化计算的框架，统一管理与整合虚拟机的所有相关资源。 而openstack 是由五个相对独立的组件构成，每个组件的名称和功能分别如表1 所示： 40 表1 openstack 各部分及作用 组件名称 作用 Keystone 用户鉴权与资源管理 Glance 虚拟机镜像管理 Nova 虚拟机计算，操作虚拟机实例 Horizon 基于web 网页的图形化管理前端 Swift 以对象为单位的存储系统，类似于amazon S3 其中swift 作为Object Storage 是可选项[2]，在我们的研究中不做配置。 各个组件之间的调用关系如图1 所示，Idenity 对应keystone，dashboard 对应horizon， compute 对应nova，image 45 对应glance，object 对应swift。 图1 Openstack 组件间数据流图 构建基于openstack 与kvm 的云计算平台，系统中分控制节点与计算节点两类节点。 50 其中：控制节点运行openstack 的keystone 组件，glance 组件，nova 组件与horizon 组 件；而计算节点则只需要运行nova 组件，并同时运行keystone-client 与控制节点上的keystone 保持连接。 2 单个节点的结构设计 55 图2 单节点linux 服务框架图 一个完整的openstack 节点，即兼具控制节点与计算节点功能的openstack 节点，需要整 合一系列的linux 服务进程以实现功能完全的云计算平台[3]，如图2 所示。 60 Openstack-dashboard 需要用到诸如apache 的web 服务器，horizon 通过novnc 与kvm 虚 拟机连接，使用户可以在web 浏览器中通过vnc 方式访问虚拟机桌面， 而nova-compute 部分通过libvirt 中间件与底层的kvm 虚拟机通信，操作虚拟机的启动， 暂停，修改与关闭。而在存储部分，nova-compute 通过nova-volume 访问宿主服务器的LVM 存储卷资源。 65 另一方面，虚拟机网络采用linux 下的网卡桥接技术[4]，将kvm 虚拟机实例接入到云计 算的平台网络。nova-network 为创建的kvm 虚拟机提供iptables 的网络包过滤功能，和 dnsmasq 一起使用，为虚拟机实例提供DHCP 功能，动态分配虚拟机实例的ip 地址，结合 支持VLAN 的网络交换机，虚拟机实例可以任意组建虚拟局域网， 3 网络拓扑结构 70 3.1 控制节点与计算节点连接组织方式 对于云计算平台中的所有服务器节点，采用单个控制节点连接多个计算节点的连接方 式，呈中心辐射状的网络拓扑结构[5]，其中控制节点ip 地址为192.168.56.201，如图3： 图3 服务器网络拓扑图 75 3.2 虚拟机实例之间的网络连接 构建云计算平台的所有物理服务器均有2 块物理网卡，分别为eth0 与eth1，eth0 用于 连接真实的服务器网络，而所有虚拟机实例则通过br100 虚拟网卡桥接到eth1，不同服务器 之间的eth1 再以网络相连接。这样做到了物理服务器网络与虚拟机实例网络之间的隔离， 80 更加安全[6]。 虚拟机实例对应的网络为10.0.0.1/8，采用flatDHCP 的网络连接方式，控制节点运行 dnsmasq 服务，负责为所有相连接的计算节点上运行的虚拟机实例以DHCP 的方式分配ip 地址。而物理服务器网络则为192.168.56.1/24。具体的虚拟机网络连接的拓扑结构如下面的 图4 所示： 图4 虚拟机实例网络连接拓扑图 4 服务器节点的安装配置 4.1 操作系统准备 90 所有服务器需要运行在支持kvm 虚拟机的内核之上，内核需要打开如下功能的支持： nbd,iptables full NAT 与filter 功能，服务器操作系统需要为此重新编译专门的linux 内核。 所有服务器需运行qpidd 服务。此外，控制节点还需要开启如下的系统服务：NTP Server， Mysqld，httpd，libvirtd。 而计算节点则需要开启ntp server，mysql client 与libvirtd 服务。 95 4.2 软件安装 使用的服务器操作系统为ubuntu 12.04，使用apt-get 在线安装如下的软件包： 控制节点安装keystone，glance，nova，horizon，apache，ntpd-server，kvm，mysql-server， libvirt。 计算节点安装nova，keystone-client，ntpd-client，kvm，mysql-client，libvirt。 100 4.3 软件配置 4.3.1 数据库初始化 在mysql 中为keystone，nova，horizon，glance 创建各自的数据库，用户名与密码。这 里以keystone 为例： 学术论文网Tag：代写论文 代写代发论文 论文发表 |
