基于openstack的云端自动化部署机制研究与实现

摘要

云计算是近年来IT领域非常热门的研究方向。它将分布在不同地理位置的基础设施资源虚拟化为一个庞大的资源池，用户只需通过网络连接就可以使用云计算提供的各种云服务，并可以按需获取云计算平台中的计算、存储和网络等资源。OpenStack是云计算领域最主流的开源IaaS平台。所以本文选择OpenStack开源项目作为开发平台。
　　随着计算机信息化技术的飞速发展，高校实验室的用户日益增加，导致实验室软硬件资源的共享与个性化矛盾逐渐突出。为满足高校实验室软硬件设备的高资源利用率和批量配置个性化实验环境的需求，本文基于开源OpenStack项目构建一个适合高校实验室的私有云计算平台，为用户提供了按需使用计算机硬件资源的云服务，而且支持用户个性化定制实验环境和批量创建虚拟机的服务。本文主要展开了以下工作：
　　（1）结合OpenStack的安装源码和文档设计一套可以自动化部署云计算平台的Shell脚本，然后使用脚本搭建一个适合高校实验室的云计算平台，这种脚本部署方式简化了部署云计算平台的繁琐安装流程，并节省了安装时间。为满足高校实验室个性化实验环境配置的需求，还研究了通过虚拟机配置文件定制虚拟机镜像的方法，为后续批量创建虚拟机的解决方案奠定良好的基础。
　　（2）针对高校实验室经常大规模配置实验环境的需求，设计一种基于qcow2镜像来快速生成虚拟机（即用户的实验环境）的方案。该方案主要通过复制和修改qcow2镜像实现虚拟机名称、MAC地址和IP信息的自动化生成，并修改定义虚拟机配置的 xml文件，然后采用 Shell脚本实现批量创建虚拟机的功能，很大程度降低了实验云平台批量创建和管理虚拟机的工作难度。
　　（3）通过分析OpenStack默认资源调度算法的不足之处，提出一种优化的OpenStack资源调度策略。在主机过滤阶段，为第一次不够创建虚拟机资源的计算节点提供二次选择的机会；在权值计算阶段，将负载因子扩展到CPU、内存和磁盘三方面，采取多个成本函数计算权值；最后提出改进的调度策略，通过实验分析和对比证明改进的调度策略可以有效提高实验室硬件设备的利用率，并降低配置实验环境的失败几率，促进实验云平台的稳定性和可靠性。

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1 引言

1.1 选题研究背景与意义

1.2 研究现状

1.3 研究内容

1.4 本文的组织结构

2 相关理论和技术介绍

2.1 云计算的概述

2.2 开源云计算平台OpenStack

2.3 小结

3 脚本化构建实验云平台和定制镜像的研究

3.1 基于OpenStack云计算平台的架构设计

3.2 脚本化自动部署云计算平台

3.3 详解定制虚拟机镜像的研究

3.4 小结

4 脚本化实现批量创建虚拟机的方案研究

4.1 raw和qcow2镜像格式的比较

4.2 基于qcow2快速创建虚拟机的脚本方案

4.3 小结

5 提出一种OpenStack默认调度算法的改进策略

5.1 OpenStack虚拟机调度策略和迁移机制的分析

5.2 云计算平台资源调度策略的改进

5.3 实验分析对比

5.4 小结

6 总结和展望

6.1 总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的论文