部署16210220318_陈露_基于OpenStack企业私有云的设计与部署

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 loudComputingVirtualiz ationOp enS tac kPrivateC 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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