本書系統(tǒng)介紹了云平臺的概念、類型、架構,并以開源云平臺 OpenStack 為例,介紹了OpenStack 云平臺各組件的架構、部署安裝和管理使用。本書注重云平臺基礎概念的講解,同時又注重實踐部署和應用,內容具有一定的前瞻性。本書共 6 章,主要內容包括云平臺的架構、開源云管理平臺 OpenStack、 OpenStack 的安裝和配置、 OpenStack 平臺的管理等。本書適合作為計算機相關專業(yè)云計算方向的云平臺課程教材,也可作為云平臺開發(fā)、云計算研發(fā)和運維的相關技術人員參考書。
隨著云計算時代的到來,云計算服務已經(jīng)成為各行業(yè)實現(xiàn)信息化的基礎性服務。這種
日漸流行的技術,正推動著這個行業(yè)的革命性變化和第三次 IT 浪潮。當下一些完備的云
計算商業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈已逐漸形成,如亞馬遜的 EC2、VMware 公司的一系列產(chǎn)品等,使得云
計算不僅成為一項優(yōu)秀的 IT 技術,也逐漸成為一種新的商業(yè)計算模型和 IT 服務運營模式,
特別是在移動互聯(lián)網(wǎng)日漸成熟的今天,云計算使人們像使用自家的水、電一樣方便快
捷地使用運營商提供的任何形式的計算、網(wǎng)絡等資源,而不需要在這些硬件等基礎設備上
增加投入。
在諸多云計算相關產(chǎn)品中,云平臺是一種相對典型而成熟的云產(chǎn)品。它采用云計算 3
種模式中的基礎設施即服務(IaaS)模式,能夠靈活地配置用戶需要的計算資源等基礎
設施,用戶能夠按需使用云平臺上的一切虛擬資源。OpenStack 是由 NASA(美國國家
航空航天局)和 Rackspace 合作研發(fā)并發(fā)起的一個開源的云計算管理平臺項目,它是
IaaS 云計算解決方案。通過使用 KVM 等虛擬化技術,將服務器的硬件進行虛擬,根據(jù)用
戶的需求可以隨意配置,從而能夠對外提供強大的計算能力。用戶通過網(wǎng)絡可以使用
OpenStack 平臺中的虛擬計算機,平臺管理員可以通過后臺或管理頁面進行整個云平臺
資源的管理和配置。
OpenStack 的部署是一個較為煩瑣的過程,其本身包含的組件是以插件的形式組合
后部署在 OpenStack 的計算節(jié)點和控制節(jié)點上,對于初學者完成這一階段的學習較為困
難。本書針對 OpenStack 架構進行深入分析,對 OpenStack 組件的構成及協(xié)作流程進行
介紹,
從 N 版 OpenStack 的各個組件的工作原理出發(fā),
介紹不同組件的作用及工作過程。
書中以 N 版 OpenStack 的部署過程為分析案例,同時本書還介紹云平臺底層使用的虛擬
化技術的原理和實踐。
本書主要適用于云平臺初學者對云平臺的技術的理解與認識,培養(yǎng)學員 OpenStack
部署的實踐能力,在實踐中提高學員對理論的理解與認識,培養(yǎng)初學者的工程部署經(jīng)驗和
習慣,使其能夠進行云計算其他領域的技術使用與開發(fā)。云平臺構建與管理
2
本書內容主要涵蓋 OpenStack 核心組件的工作原理和云管理平臺的部署安裝,為了
遵循教、學、做一體化教學模式,在每章內容的編排上,能夠按照學以致用,理論
結合實踐,以培養(yǎng)實踐能力為目標,在保證 OpenStack 基本理論的認知基礎上,注重
OpenStack 工程實踐中的配置、安裝及虛擬化技術的使用和理解。
本書共 6 章,主要內容包括云平臺架構、開源云管理平臺 OpenStack、OpenStack
的安裝和配置、OpenStack 平臺的管理等。在第 1 章和第 2 章的學習過程中,通過云計
算與云平臺的基本概念、云平臺的整體架構,使讀者對云平臺具有一個初步的整體認識;
第 3 章至第 5 章,針對 OpenStack 的計算組件 Nova、認證組件 Keystone、鏡像組件
Glance、存儲組件 Cinder、網(wǎng)絡組件 Quantum
以及儀表盤組件 Horizon 進行介紹,特別
是在對每個組件的介紹過程中,首先從原理上對 OpenStack 的各個核心組件進行分析,
然后通過具體的部署、配置和管理,使讀者在了解相關理論基礎的同時培養(yǎng)讀者的實際動
手能力。第 6 章通過一個綜合實例,講解使用 OpenStack 搭建多節(jié)點私有云的方法。
本書由李永鋼、尚鵬、王丁磊任主編,劉銘、劉軍、蔡曉龍、賈偉峰、田喜平任副主
編。編寫分工如下:第 1 章由尚鵬編寫,第 2 章由劉銘編寫,第 3 章由王丁磊編寫,第 4
章由李永鋼編寫,第 5 章由劉軍和蔡曉龍編寫,第 6 章由賈偉峰和田喜平編寫。全書由
南京大學徐潔磐教授主審,由李永鋼統(tǒng)稿。
由于編者水平有限,加之時間倉促,書中難免存在疏漏和不足之處,懇請讀者批評和
指正。
編
者
2018 年 1 月
第 1 章
云平臺概述 ............................. 1
1.1 云平臺簡介
............................. 1
1.1.1 云計算
.................................1
1.1.2 云計算的服務模式...............3
1.1.3 云平臺的發(fā)展
......................4
1.1.4 云平臺的特點
......................4
1.1.5 云平臺的優(yōu)勢與劣勢
...........5
1.2 云平臺的類型..........................
7
1.2.1 數(shù)據(jù)密集型云平臺...............7
1.2.2 計算密集型云平臺...............7
1.2.3 綜合云平臺..........................8
1.3 云管理平臺
............................. 8
1.3.1 商用云管理平臺 ..................9
1.3.2 開源云管理平臺
................ 10
小結 .............................................. 14
習題 .............................................. 14
第 2 章
云平臺架構 ............................15
2.1 云平臺基本框架
.................... 15
2.1.1 云平臺架構分層 ................
15
2.1.2 架構層次之間的關系 .........
16
2.2 顯示層
.................................. 16
2.2.1 HTML 技術........................
16
2.2.2 JavaScript 技術
.................. 18
2.2.3 CSS 技術
........................... 20
2.2.4 Flash 技術
.......................... 21
2.2.5 Silverlight 技術..................
24
2.3 中間件層
.............................. 25
2.3.1 REST 技術.........................
25
2.3.2 多租戶技術
....................... 29
2.3.3 并行處理技術
.................... 32
2.3.4 應用服務器技術
................ 36
2.3.5 分布式緩存技術
................ 38
2.4 基礎設施層
........................... 40
2.4.1 虛擬化技術
....................... 42
2.4.2 分布式存儲
....................... 47
2.4.3 關系型數(shù)據(jù)庫
.................... 50
2.4.4 NoSQL 技術
...................... 52
2.5 管理層
.................................. 58
2.5.1 賬號管理技術
.................... 59
2.5.2 SLA 監(jiān)控技術
................... 60
2.5.3 計費管理技術
.................... 65
2.5.4 安全管理技術
.................... 68
2.5.5 運維管理技術
.................... 72
2.5.6 負載均衡技術 ....................
77
小結 .............................................. 84
習題 .............................................. 85
第 3 章
開源云管理平臺 OpenStack....86
3.1 OpenStack 簡介....................
86
3.1.1 OpenStack 起源
................. 86
3.1.2 OpenStack 運用范圍
.......... 86
3.1.3 OpenStack 發(fā)展歷史
.......... 88云平臺構建與管理
2
3.2 OpenStack 架構....................
90
3.2.1 整體架構解析
.................... 90
3.2.2 Nova 組件
.......................... 95
3.2.3 Cinder 組件
........................ 96
3.2.4 Neutron 組件....................
100
3.2.5 Keystone 組件
.................. 102
3.2.6 Horizon 組件....................
103
小結 ............................................ 107
習題 ............................................ 108
第 4 章 OpenStack 的安裝和配置 ....109
4.1 OpenStack 核心模塊
........... 109
4.1.1 Nova 詳解
........................ 109
4.1.2 Glance 詳解
..................... 123
4.1.3 Keystone 詳解
.................. 129
4.1.4 Neutron 詳解....................
133
4.2 組件的安裝和配置
............... 139
4.2.1 Ubuntu 系統(tǒng)及
環(huán)境安裝 ......................... 139
4.2.2 安裝 MariaDB 和創(chuàng)建
相關數(shù)據(jù)庫...................... 146
4.2.3 安裝和配置 Keystone.......
149
4.2.4 安裝和配置 Glance
.......... 154
4.2.5 安裝配置 Nova
................ 157
4.2.6 安裝配置 Dashboard
........ 162
小結 ............................................ 164
習題 ............................................ 165
第 5 章 OpenStack 平臺的管理........166
5.1 認證管理(Keystone).........
166
5.1.1 租戶(項目)管理...........
166
5.1.2 用戶管理
......................... 167
5.1.3 角色管理
......................... 167
5.2 鏡像管理(Glance)
............ 167
5.3 計算管理(Nova)
.............. 168
5.3.1 資源管理
......................... 168
5.3.2 實例管理
......................... 169
5.3.3 服務管理
......................... 170
5.3.4 flavor 管理.......................
170
5.3.5 密鑰管理 .........................
171
5.3.6 安全組管理
..................... 171
5.4 網(wǎng)絡管理(Neutron) ..........
172
5.4.1 內部網(wǎng)絡管理
.................. 172
5.4.2 外部網(wǎng)絡管理
.................. 172
5.4.3 路由管理
......................... 173
5.5 塊存儲管理(Cinder).........
174
5.5.1 卷管理 .............................
174
5.5.2 磁盤配額管理
.................. 175
5.6 對象存儲管理(Swift) ....... 175
小結 ............................................ 176
習題 ............................................ 176
第 6 章
綜合實例:使用 OpenStack
搭建多節(jié)點私有云 ...............177
6.1 多節(jié)點配置 .........................
177
6.1.1 配置計算節(jié)點
.................. 177
6.1.2 配置網(wǎng)絡
......................... 179
6.1.3 配置存儲
......................... 180
6.2 搭建私有云
......................... 182
6.2.1 創(chuàng)建實例
......................... 182
6.2.2 查看實例信息
.................. 184
6.2.3 創(chuàng)建浮動 IP
..................... 184
6.2.4 綁定虛擬機
..................... 184
6.2.5 圖形化操作
..................... 185
小結 ............................................ 189
習題 ............................................ 189
參考文獻 .............................................190