基于OpenStack的私有云搭建及存储方式研究

摘 要本文通过对私有云的分析，采用开源技术OpenStack搭建私有云平台，在具体实践中应用Fuel完成虚拟环境下私有云平台的搭建，详细说明实践步骤，获得了OpenStack用户界面，并对OpenStack提供的三种云存储方式对象存储、镜像存储和块存储进行了对比研究。

【关键词】OpenStack 私有云 云存储

1 私有云的发展

私有云是为一个客户单独使用而构建的私有化的服务，使用企业内部数据中心的一组公用或私有服务器池，因而提供对数据安全性和服务质量的最有效控制。相对公有云，私有云能够更安全、更快的开发应用程序和服务。企业利用虚拟架构在内部云上为一些服务提供支持，同时还可在外部云上对其进行支持，企业业务会更加灵活，相应的运营成本也会更低，私有云平台显得更有意义。

OpenStack是一个开源的云计算平台[1]。OpenStack的服务提供API以进行集成，可自行建立和提供云端运算服务。所以，OpenStack被越来越多的用作建立防火墙内的私有云，提供机构或企业内各部门共享资源。OpenStack提供了很多核心项目，主要的有计算Nova、对象存储Swift、镜像服务Glance、身份服务Keystone、网络和地址管理Neutron、块存储Cinder、UI界面Horizon。覆盖了私有云需要的网络、虚拟化、操作系统、服务器等各个方面。

2 私有云平台的实践

基于OpenStack的私有云平台搭建有多种方式，本文研究采用基于Fuel的快速部署方式。Fuel是一个为OpenStack端到端“一键部署”设计的工具，Fuel中包含了操作系统Centos和Openstack，具体实践步骤如下：

（1）下载并安装开源虚拟化工具Virtual Box。Virtual Box可以为私有云平台的搭建设置基础环境，提供了虚拟机管理功能。

（2）在Virtual Box中创建虚拟机master和三个网卡。

（3）下载并安装Fuel。在虚拟机fmaster中设置，选择下载完成的Fuel的iso文件，确定后，启动虚拟机，进行安装，安装完成可通过浏览器进入Fuel的用户界面，默认的用户名密码为admin。

（4）搭建OpenStack环境。在Fuel的用户界面界面，登录后新建Openstack环境，根据具体情况需要对OpenStack的名称和版本、部署模式、计算、网络、后端存储、附加服务等属性进行设置。

（5）通过Fuel为云平台添加控制节点和计算节点。在Virtual Box中继续创建两个虚拟机controller和computer，然后启动虚拟机，在新建的OpenStack环境中会显示这两个虚拟机，将controller设置为控制节点，computer设置为计算节点，保存后Fuel会自动为这两个虚拟机安装操作系统和Openstack。

（6）OpenStack用户界面。以上步骤成功后，会得到Openstack用户界面的地址默认为http：//172.16.0.2，用户名密码都为admin。

搭建完成后，通过OpenStack的用户界面，可以应用OpenStack私有云平台下的所有服务。

3 云存储方式比较

OpenStack提供了对象存储、镜像存储和块存储三种云存储方式，由不同的组件实现：

（1）Swift提供对象存储，是具有很强的扩展性、持久性的分布式存储。Swift的应用领域有网盘、IaaS云、备份归档和移动互联网。Swift的对称分布式架构和多多节点的设计适合于多用户大并发的应用模式，Swift存储元数据的核心数据结构使用哈希环，对于节点的增减只重定位环中的小部分数据，具有较好的容错性和扩展性，这些特性可以作为网盘和IaaS的选择；Swift的备份归档，能够保证应用归档数据能在分钟级别重新获取；移动互联网和手机应用会产生大量的用户数据，使用Swift无需通过移动设备的文件管理功能，直接响应移动设备，用HTTP协议上传云端。

（2）Glance提供虚机镜像存储、查询和检索管理功能，为私有云平台计算组件提供虚拟磁盘映像的目录和存储库。Glance本身不存储大量的数据，它的后台数据需要挂载后台存储（例如Swift）来存放实际的镜像数据。Glance组件主要提供API服务、登记和镜像存储。API主要是用来接受Nova的各种API调用请求，将请求交由后台处理；登记服务用来和数据库进行交互，存储或者获取镜像的元数据；镜像存储通过后台存储接口获取镜像。

（3）Cinder提供安全且高效的块存储，主要核心是对卷的管理。Cinder整合后端多种存储，用API接口为外界提供调度服务和卷服务。API接口负责接受和处理外界的API请求，并将请求放入队列，交由后端执行；调度服务处理任务队列的任务，根据预定策略选择合适的卷节点来执行任务；卷服务运行在存储节点上，管理存储空间，数据库的维护状态的读写请求，通过消息队列和直接在块存储设备或软件上与其他进程交互。目前，Cinder主要和Openstack的Nova内部交互提供虚机实例所需要的卷的附加。

三个组件中，Swift对象存储已经很成熟，有许多云技术支持；Glance主要是虚机镜像的管理，相对简单；Cinder是比较新出现的块存储，和商业存储有结合的机会，所以发展比较快。

4 小结

Openstack凭借着可靠的性能和开源优势，发展得越来越庞大。它搭建的私有云平台，不但可以将新的硬件和已有的硬件统一成集群来管理，也可以替换软件技术服务，特别是提供了对象存储、镜像存储和块存储三种存储方式，可以满足更多不同的私有云需求，体现出开源项目灵活快速的特性。OpenStack在不断的发展，提供了越来越多的核心服务，基于OpenStack的工具也越来越多，为企业提供了越来越简便的私有云搭建方式。

参考文献

[1]邵珠兴，陈彩.基于OpenStack的云存储系统的大文件存储方案[J].计算机工程与设计.2015（02）

[2]熊振华.基于OPENSTACK云存储技术的研究[D].吉林大学.2014