基于OpenStack云平臺的彈性資源配置系統(tǒng)

王侃 劉釗遠(yuǎn) 西安郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院

前言：OpenStac隸屬于開源軟件范疇，發(fā)揮基礎(chǔ)性平臺的功能，強(qiáng)化云平臺的部署與構(gòu)建，對虛擬機(jī)的管理意義重大，是虛擬計(jì)算與存儲服務(wù)的云類型，既可以是公有云，也可以是私有云。OpenStac服務(wù)類型多樣，Nova虛擬計(jì)算、Swift存儲服務(wù)等都包含其中。

1 基于專業(yè)角度對OpenStac系統(tǒng)描述

1.1 OpenStac架構(gòu)彰顯系統(tǒng)性特征，由多個功能組件構(gòu)成

對于OpenStac平臺，其功能組件涉及七個組成部分。首先，Nova計(jì)算組件，其屬于整個平臺的核心部分，主要功能是執(zhí)行計(jì)算功能，借助Nova，實(shí)現(xiàn)與相關(guān)組件之間的合理調(diào)度，同時(shí)，提供多種訪問功能，如網(wǎng)絡(luò)管理、用戶控制以及云訪問等方面；Swift對象存儲組件，采取分布式對象存儲模式，主要功能是進(jìn)行和創(chuàng)建虛擬機(jī)的鏡像文件；Glance鏡像管理組件，主要涉及三個組成部分，即glance-api，作用是對API 的調(diào)用進(jìn)行有效接收。Glance-registry，作用是對鏡像元數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。Image store，主要功能是進(jìn)行image blob的存儲；Cinder塊存儲組件，作用是滿足虛擬機(jī)永久性存儲的要求。這種存儲提供的是具有基礎(chǔ)性質(zhì)的數(shù)據(jù)卷，實(shí)現(xiàn)與OpenStac計(jì)算功能的交互作用；Quantum網(wǎng)絡(luò)組件，其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)領(lǐng)域，有助于虛擬機(jī)進(jìn)行IP地址的創(chuàng)建，同時(shí)，借助API實(shí)現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的整體性管理；Keystone認(rèn)證組件，主要進(jìn)行權(quán)限的管控，強(qiáng)化服務(wù)目錄的實(shí)現(xiàn)，涉及用戶授權(quán)，關(guān)乎多種類型客戶；Horizon組件提供的是可視化GUI圖形界面，發(fā)揮操作平臺的功能，促使用戶能夠進(jìn)行平臺資源的有效利用。

1.2 OpenStac命令行管理工具使用步驟

OpenStack云平臺之所以能夠?qū)υ瀑Y源進(jìn)行有效管理，主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，一種是借助Web 的GUI界面Horizon來完成，一種是借助OpenStack命令行接口實(shí)現(xiàn)。具體講，首先對OpenStack云平臺服務(wù)進(jìn)行查詢，而后結(jié)合需要創(chuàng)建虛擬機(jī)實(shí)例，在應(yīng)用結(jié)束后，對虛擬機(jī)進(jìn)行停止或者刪除操作。

2 基于OpenStack云平臺的彈性資源配置系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)彰顯層次化特征，功能各異

在整個彈性資源配置系統(tǒng)中，主要涉及三個層次，即底層以O(shè)penStack云平臺為基礎(chǔ)構(gòu)建彈性資源池，承擔(dān)的是基礎(chǔ)性設(shè)施服務(wù)。中間層主要發(fā)揮OpenStack自身開放的API編程接口作用，促進(jìn)組件封裝環(huán)節(jié)的完成，同時(shí)，為上層系統(tǒng)提供功能服務(wù)。上層主要依托J2EE技術(shù)以及B/S架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對資源池內(nèi)部多種資源的合理配置。

2.2 OpenStack云平臺資源池強(qiáng)化對邏輯資源的有效管理與調(diào)度

OpenStack云平臺的搭建得益于服務(wù)器集群效應(yīng)，將抽象底層硬件資源作為邏輯資源，實(shí)現(xiàn)對虛擬資源的全面管控與合理調(diào)度分配。處于集群內(nèi)部的資源池涵蓋其中所有資源總和。另外，邏輯資源池能夠?qū)崿F(xiàn)對API編程接口的支持作用，同時(shí)，在中間件的功能中提供基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)用功能。

2.3 JAVA本地中間件強(qiáng)化動態(tài)鏈接庫的構(gòu)建，推動系統(tǒng)模塊功能的實(shí)現(xiàn)

中間件的形成主要得益于OpenStack平臺對API接口功能的開發(fā)，以JNI技術(shù)為依托，構(gòu)建動態(tài)鏈接庫，加快上層系統(tǒng)功能模塊的實(shí)現(xiàn)。具體講，首先，對彈性資源配置系統(tǒng)功能模塊提出的調(diào)用請求進(jìn)行接收；其次，結(jié)合請求，寫入腳本并執(zhí)行操作，其中，腳本中需要涵蓋OpenStack相關(guān)調(diào)度指令；再次，以平臺指令為前提，促使云集群平臺發(fā)出響應(yīng)，及時(shí)進(jìn)行信息反饋，通知中間件；第四，針對來自云平臺的數(shù)據(jù)，中間件進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，滿足系統(tǒng)傳遞原則，及時(shí)傳遞給系統(tǒng)模塊。

2.4 彈性資源配置系統(tǒng)是多種模塊功能的集合體

首先，立足虛擬機(jī)資源整體，管理模塊主要實(shí)現(xiàn)鏡像創(chuàng)建虛擬機(jī)，強(qiáng)化虛擬機(jī)管控以及查詢功能；其次，鏡像的作用是派生虛擬機(jī)母版文件，結(jié)合OpenStac云平臺標(biāo)準(zhǔn)鏡像制作要求，進(jìn)行鏡像文件的創(chuàng)新，同時(shí)，上傳至云平臺。在鏡像管理模塊功能的支持下，能夠進(jìn)行相關(guān)上傳、創(chuàng)建以及查詢操作，借助快照功能，在進(jìn)行虛擬機(jī)保存的前提下，實(shí)現(xiàn)相同內(nèi)容虛擬機(jī)的克??；再次，在彈性資源配置系統(tǒng)中，單一虛擬機(jī)對應(yīng)兩個IP，分別為固定狀態(tài)的內(nèi)網(wǎng)IP以及浮動狀態(tài)的IP，后者需要與虛擬機(jī)進(jìn)行綁定操作。也就是說，網(wǎng)絡(luò)管理模塊的主要功能是進(jìn)行IP的批量創(chuàng)建與綁定；第四，用戶信息管理模塊，實(shí)現(xiàn)云平臺信息的批量處理，涉及創(chuàng)建、修改以及查詢等。這一功能的實(shí)現(xiàn)能夠查詢用戶綁定的虛擬機(jī)的相關(guān)信息；第五，對于輔助管理模式，其主要作用是進(jìn)行后臺資源運(yùn)行使用狀態(tài)的查看，以便實(shí)現(xiàn)對服務(wù)器運(yùn)行情況的準(zhǔn)確掌握，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的科學(xué)分配。

結(jié)束語：綜上，對于彈性資源配置系統(tǒng)而言，其以O(shè)penStack云平臺為技術(shù)，強(qiáng)化虛擬資源的合理調(diào)配與管控，推動虛擬機(jī)管控、網(wǎng)絡(luò)資源管理等功能的實(shí)現(xiàn)，更顯服務(wù)界面的人性化特征，實(shí)現(xiàn)對資源平臺虛擬資源的合理分配，為用戶高效使用提供強(qiáng)大技術(shù)支持。

[1]趙德民. 基于OpenStack的工業(yè)實(shí)時(shí)云控制系統(tǒng)的研究[D].北方工業(yè)大學(xué),2017.

[2]王彬. 基于OpenStack的云平臺管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京交通大學(xué),2016.