本科毕业设计论文
基于OpenStack企业私有云的设计与部署Design and Deployment of OpenStack EnterprisePrivate Cloud
院 系 计算机学院
专 业 网络工程
班 级 三班
学 号 16210220318
学生姓名 陈露
指导教师 冼敏仪
提交日期 2019年4月 19 日
毕业设计论文原创性声明
本人郑重声明所呈交的毕业设计论文 是本人在指导老师的指导下独立进行的设计研究工作及取得的成果论文中引用他人的文献、数据、 图件、资料均已明确标注出论文中的结论和结果为本人独立完成不包人已含他经发表或撰写的作品及成果。对本文的研究作出贡献的个人和集体均已在论文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
毕业论文作者签字 签字日期 年 月 日
成绩评定
注毕业设计论文成绩按百分制评定。答辩成绩不及格的评分低于60分的 则该毕业设计论文总评成绩为答辩成绩。
摘要
为了解决传统数据中心经常需要采购服务器、 网络、存储、负载均衡、安全设备等大量的网络设备资源利用率不高动化程度比较低等问题提出了部署企业私有云的方案。应用目前比较成熟的主流的开源云技术——Op enS tack设计与部署基于Op enS tack的企业私有云。本文详细介绍了虚拟化技术以及如何使用Op enS tack的主要组件搭建私有云平台为此设计了一套基于Op enS tack构建企业私有云的方案。通过尝试从添加ceph存储后端、网络设计、负载均衡、动态迁移、数据库备份计划等方面对私有云进行设计与部署深入了解构建企业私有云所应该具备哪些条件。最后从部署地过程中掌握私有云的知识提出对私有云的发展看法和建议。
关键词 云计算虚拟化 Op enS tac k私有云
Abstract
In order to solve the problems that traditional data centers often need topurchase a large number of equipment such as servers,networks, storage,load balancing,and security equipment, the source utilization rate is not high,and the degree of automation is relatively low.A solution for deploying anenterprise private cloud is proposed.Design and deploy an enterprise privatecloud based on OpenStack using the relatively mature mainstream opensource cloud technology-OpenStack.This article details the virtualizationtechnology and how to use the main components of OpenStack to build aprivate cloud platform.For this purpose, I designed a set of solutions to buildan enterprise private cloud based on OpenStack.By trying to design anddeploy a private cloud from the aspects of adding ceph storage backend,network design, load balancing, dynamic migration, database backup plan,etc.,we have an in-depth understanding of what conditions should be inplace to build an enterprise private cloud.And from the deployment processto master the private cloud knowledge, the development of private cloudviews and Suggestions.
Keywo rds C loudComputingVirtualiz ationOp enS tac kPrivateC loud
Des ignanddep loyment
目录
第一章绪论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
1. 1课题背景和意义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
1.2企业私有云现状. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
1.2. 1国外现状. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
1.2.2国内现状. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
1.2.3现有的搭建私有云技术. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
1.3章节安排. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
第二章虚拟化技术与OpenStack的介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
2. 1云计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
2. 1. 1云计算的基本概念. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
2. 1.2云计算的分类及特点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
2.2虚拟化技术. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
2.2. 1什么是虚拟化. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
2.2.2虚拟化的特点和分类. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
2.3 OpenStack. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2.3. 1 OpenStack背景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2.3. 2 OpenStack各个组件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
2.4本章小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
第三章OpenStack企业私有云设计与部署. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
3. 1部署高可用平台准备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
3. 1. 1硬件资源准备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9
3. 1. 2 OpenStack环境准备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
3.2 MariaDB Galeria集群. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
3.2. 1安装与配置Mar iaD B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
3.3 HAProxy......................................................................................13
3.3. 1 HAProxy性能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
3.3. 2 HAProxy配置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
3.4部署Keystone. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
3.4. 1 Keystone的配置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
3.4. 1. 1安装Keys tone与修改配置文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
3.4. 1.2创建域,项目,用户和角色结果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
3.5部署Glance镜像服务. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
3.5. 1配置Glance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.5.2启动Glance服务、测试镜像. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.5. 2. 1启动Glance服务. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.5. 2.2镜像测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
3.6控制节点配置Nova集群. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
3.6. 1 Nova 计算资源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
3.6. 1. 1 Nova的基本概念和特点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
3.6. 1.2 Nova架构包括以下主要组件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
3.6.2部署No va节点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
3.6. 2. 1控制节点No va部署. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
3.6. 2.2 Nova部署在计算节点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
3.7 Neutro n部署. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
3.7.2控制节点Neutro n部署. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
3.7. 1计算节点Neutro n部署. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
3.8 Ho rizo n集群. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
3.8. 1 Horizon部署. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
3.9 Cinder集群. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
3.9. 1控制节点部署. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
3.9.2存储节点部署. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
3. 10 Ceph集群. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
3. 10. 1各个节点安装C ep h. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
3. 10.2创建C ep h集群. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
3. 10.3 OpenStack集成Ceph. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
3. 10.3. 1 Glance集成Ceph. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
3. 10.3. 2 Cinder集成Ceph. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
3. 10.3. 3 Nova集成Ceph. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
3. 11热迁移. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
3. 11. 1热迁移配置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
3. 12本章小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
第四章私有云平台测试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
4. 1测试环境与测试方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
4. 1. 1测试环境. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
4. 1.2测试方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
4. 1.3测试结果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
4.2本章小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
第五章总结与展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
5. 1工作总结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
5.2展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
广东东软学院本科生毕业设计论文
第一章绪论
1.1课题背景和意义
在大数据的时代传统的企业数据中心需要负荷的应用越来越多。比如在2G信号的时代人们使用手机只是打电话或者发信息传统地数据中心应付这些数据是搓搓有余。但是随着4G信号的覆盖人们对于手机的使用已经不仅仅是打电话和发信息这些简单的操作了上网购物观看视频等等网上活动使得现在的数据量越来越庞大传统的数据中需要不断地增加硬件设备网络、 内存、服务器等等和软件设备数据库、负载均衡器等等才可以处理这些日益增长地数据。这就带来一个些新的问题这些设备非常的昂贵这样就大大地曾加了企业的成本。有些时候只是某一个时刻用户量突然增加之后又会降低如淘宝的双十一 如果按照这个峰值来购买设备的话就会造成资源的浪费。企业还需要专门组建一支专业团队来维护这些昂贵硬件设备和软件设备正常运行。需要进行维护的工作包括安装软件、测试软件的性能、升级软件的版本还有硬件的维修和维护。从经济效益角度来说这样会大幅度地增加了企业的运营成本光用在购买设备就是一笔巨大的资金而且会随着数据中的规模的扩大费用也会增加。然而对于中小企业或者创业者来说这是一笔无法承担地费用。基于此云计算就应运而生了它更加强大更加大量更加快速。用户只需要将应用部署到云端上不需要头痛那些硬件软件地问题更加重要地一点它是按用户地需求来支付费用这样就大大降低了企业的部署应用的成本。
OpenStack是现在最有影响力的云计算管理工具同时也是一种开源的云计算标准所以它成为了大多数企业和个人搭建企业私有云的首选。Op enS tack简单点来说就是一个操作系统一套开源的软件。所谓的开源就是见将源码公开所有人都可以查看 因此很多公司在此基础上做了二次开发如先电云平台。它为用户提供了部署云的操作平台或工具集其主要特点是用虚拟机作为载体完成对全部计算、网络和存储资源的分配与管理。 目前开源的O p enS tack与商业的Vmware解决方案占了全球私有云绝大部分市场在不断创新和发展中 Op enStack正在变得成熟、可靠、简单和方便。
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