dandelion-openstack云平臺(tái)的快速部署機(jī)制

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1、Dandelion：OpenStack云平臺(tái)的快速部署機(jī)制摘要：提出了一種快速、自動(dòng)部署OpenStack云平臺(tái)的解決方案，以提高OpenStack的部署效率。該方案首先創(chuàng)建不同節(jié)點(diǎn)類型的鏡像模板文件；接著根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型（如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、計(jì)算節(jié)點(diǎn)）將已制作好的鏡像模板進(jìn)行復(fù)制，并依照節(jié)點(diǎn)的屬性（如IP地址、hostname標(biāo)識(shí)等）使用腳本自動(dòng)修改配置文件，完成單個(gè)節(jié)點(diǎn)的部署；之后，利用相同的策略實(shí)現(xiàn)其他節(jié)點(diǎn)的快速部署。在部署的基礎(chǔ)上，通過管理服務(wù)器提供的預(yù)啟動(dòng)執(zhí)行環(huán)境（PXE）、動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）及簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議（TFTP）等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)掛載節(jié)點(diǎn)的鏡像塊文件，最終完成節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)。此外

2、，建立了性能評(píng)價(jià)模型用于確定源鏡像副本和存儲(chǔ)服務(wù)器的最佳數(shù)量，以優(yōu)化存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無論是使用相同存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)部署不同大小的云平臺(tái)，還是使用不同大小的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)部署相同大小的云平臺(tái)，與Cobbler、網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）等部署方案相比，所提解決方案大大減少了部署時(shí)間，提高了部署效率。關(guān)鍵詞：云計(jì)算；OpenStack；快速部署；鏡像塊文件;網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)中圖分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A0引言隨著云計(jì)算的發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(InfrastructureasaService,IaaS)逐漸得以廣泛部署，越來越多的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)開始自建云計(jì)算平臺(tái)［1］。0penStack［2］

3、作為一個(gè)開源的云計(jì)算管理平臺(tái)，以其節(jié)約用戶成本、有利于企業(yè)創(chuàng)新等特點(diǎn)在很多行業(yè)得到了廣泛的部署和應(yīng)用。然而部署OpenStack云計(jì)算大規(guī)模集群是一項(xiàng)非常繁重而艱巨的任務(wù)，其部署過程涉及到大量軟件的安裝、組件間依賴關(guān)系處理以及眾多配置參數(shù)的設(shè)置，加之集群服務(wù)器硬件、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)性等特點(diǎn)，部署需要花費(fèi)大量時(shí)間，其過程由于過多的人工操作和重復(fù)性工作導(dǎo)致集群部署失敗的概率很高，因此很有必要實(shí)現(xiàn)一種自動(dòng)化的部署機(jī)制。傳統(tǒng)集群自動(dòng)化部署中比較著名的工具軟件有OSCAR(OpenSourceClusterApplicationResources)［3］、Rocks［4］和Kadep1oy2

4、［5］等，利用它們可以大大提高一些集群的部署效率。OSCAR與Rocks兩款工具主要為同構(gòu)系統(tǒng)服務(wù)，它集成了大量專用軟件包，需要人工參與等問題不適合大規(guī)模部署OpenStack的集群；Kadeploy2提供了一個(gè)集群部署的基本模型，用戶可以依據(jù)該模型快速部署同質(zhì)的集群系統(tǒng)，模型可以根據(jù)需求進(jìn)行定制，它的應(yīng)用場(chǎng)景是主要針對(duì)網(wǎng)格集群系統(tǒng)，用于OpenStack的部署不太適合；另外，OpenStack集群部署現(xiàn)有的方案：1)OpenStack官方提供了集群部署和配置的文檔，根據(jù)文檔用戶可以手動(dòng)實(shí)現(xiàn)部署任務(wù)。但是，當(dāng)集群規(guī)模較大時(shí)，這種方法帶來工作量將會(huì)劇增，出錯(cuò)概率非常大；2)DevStac

5、k是官方維護(hù)的一個(gè)部署腳本工具，利用它可以快速部署一個(gè)OpenStack的開發(fā)和測(cè)試環(huán)境，它僅限于部署簡(jiǎn)單的云計(jì)算平臺(tái)，在系統(tǒng)重啟必須手動(dòng)啟動(dòng)各種服務(wù)，不適合部署生產(chǎn)環(huán)境的集群；3)Dodaideplay[6]是一款OpenStack集群自動(dòng)化部署工具，基于傳統(tǒng)的配置管理框架Puppet[7]管理OpenStack組件的軟件安裝、配置文件修改和資源依賴關(guān)系的處理等，提供面向終端用戶的Web接口和面向開發(fā)者的RESTfulAPI以方便第三方集成，它缺乏對(duì)OpenStack各組件后端實(shí)現(xiàn)的定制化處理，無法應(yīng)對(duì)實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境；且由于整體架構(gòu)是傳統(tǒng)的單一Master的C/S模型，隨著OpenS

6、tack集群規(guī)模的增長(zhǎng)，Master服務(wù)器負(fù)載過重，部署工具的單點(diǎn)故障和效率將成為新的瓶頸。此外，許多的公司也推出了它們的自動(dòng)化部署工具，像Mirantis公司的Fuel[8]、Dell公司開發(fā)的Crowbar[9],這些部署工具底層都采用配置管理框架安裝和配置集群，功能都基本類似，主要關(guān)注的是部署穩(wěn)定性和正確性，在部署的靈活性與部署效率上考慮較少。上述幾種工具或方法重點(diǎn)解決了集群系統(tǒng)安裝的問題，有其各自優(yōu)缺點(diǎn)。本文在保證部署穩(wěn)定性和正確性的前提下，重點(diǎn)考慮部署效率與管理方便而提出一種快速部署方案：首先管理服務(wù)器通過自定義腳本/程序復(fù)制鏡像文件塊，完成集群中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的操作系統(tǒng)及云平臺(tái)所

7、需軟件的安裝及配置；接著節(jié)點(diǎn)通過PXEClient獲取引導(dǎo)文件，并掛載網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)中相應(yīng)的鏡像文件塊；最后節(jié)點(diǎn)獲取啟動(dòng)過程所需的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的啟動(dòng)。整個(gè)部署過程僅需對(duì)鏡像塊文件進(jìn)行復(fù)制產(chǎn)生同類節(jié)點(diǎn)的鏡像塊文件，無需對(duì)實(shí)際節(jié)點(diǎn)進(jìn)行獨(dú)立安裝及配置，很大程度上提升了部署效率。當(dāng)節(jié)點(diǎn)硬件出現(xiàn)故障時(shí)，管理服務(wù)端對(duì)相應(yīng)故障節(jié)點(diǎn)的配置標(biāo)識(shí)稍作修改（如：節(jié)點(diǎn)網(wǎng)卡MAC地址更新），新節(jié)點(diǎn)就可以使用舊節(jié)點(diǎn)鏡像塊文件啟動(dòng)系統(tǒng)，維護(hù)簡(jiǎn)單方便。1快速部署實(shí)現(xiàn)機(jī)制1