4.开源云计算系统简介
开源云平台和OpenStack介绍
源码
完全开源
完全开源
完全开源
完全开源
开发模式 Internet公开 Internet公开 Internet公开 Internet公开
开发约束 Apache v2.0 Apache v2.0 GPL v3.0
Apache v2.0
管理模式 基金会
技术精英
仁慈的独裁者 仁慈的独裁者
API生态系统 OpenStack API Amazon API Amazon API Amazon API
More complex to set up. Compute nodes typically need IP addresses accessible by external networks. Options must be carefully configured for live migration to work with networking services.
OpenStack与其它开源技术 消息队列 数据库 Web服务器 HA
操作系统
corosync
Openstack支持的Hypervisor
https:///wiki/HypervisorSupportMatrix
OpenStack安装 官方推荐安装的Linux发行版
产品可用性
需要定制开发 企业级，由社 企业级，由社 企业级，由社
或者由厂家支 区开发者直接 区开发者直接 区开发者直接
持
支持
支持
支持
主要开发语言 Python
Java&Python Java&C/C++ Ruby
社区活跃度
社区人员总数
活跃社区人数
OpenStack介绍
Eucalyptus 云计算简介
Eucalyptus 云计算简介1.Eucalyptus：EC2的开源实现Eucalyptus是加利福尼亚大学的Daniel Nurmi等人实现的，是一个用于实现云计算的开源软件基础设施。
Eucalyptus是Amazon EC2的一个开源实现，它与EC2的商业服务接口兼容。
Eucalyptus是一个面向研究社区的软件框架，它不同于其他的IaaS云计算系统，能够在已有的常用资源上进行部署，Eucalyptus采用模块化的设计，它的组件可以进行替换和升级，为研究人员提供了一个进行云计算研究的很好的平台。
Eucalyptus的设计目标是容易扩展、安装和维护。
和EC2一样，Eucalyptus 依赖于Linux和Xen进行操作系统虚拟化。
本节介绍Eucalyptus的设计、体系结构和组件功能等。
目前Eucalyptus系统已经提供下载，并且可以在集群和各种个人计算环境中进行安装使用。
相信随着研究的深入，Eucalyptus将引起更多人的关注。
2.开发目的用户可以通过多种方式来使用各种计算资源和存储资源，这些资源包括单个笔记本电脑到分布在世界各地的数以千计的计算节点。
用户一般基于各种特征如硬件体系结构、内存和磁盘存储能力、网络连接或地理位置来定位这些资源。
一般地，这种资源定位涉及到资源的可用性、应用程序的性能分析、软件服务要求及行政关系等复杂的问题。
而高性能计算和网格计算在资源配置标准方面迈出了一大步，但是对于有复杂资源需求的用户来说这些标准还是有些累赘。
例如，一个需要大量计算资源的用户必须联系多个不同的资源提供者以满足自己的需求，而这些资源构成的资源池中的资源大部分都是异构的，使得任务的性能分析和资源的有效利用变得十分困难。
虽然具有专业知识的用户可以接受资源的异构性，但是许多用户喜欢一个硬件资源、软件堆栈及编程环境一致的开发运行环境，这种一致性使得大规模的应用开发和部署变得更容易。
云计算的基本功能是通过各种接口提供对大规模数据和计算资源的访问。
《2024年基于OpenStack构建私有云计算平台》范文
《基于OpenStack构建私有云计算平台》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，云计算已成为现代企业进行信息化建设的重要手段。
私有云计算平台作为企业内外部资源整合、业务创新的重要工具，其构建与运营已成为企业信息化建设的重点。
本文旨在探讨如何基于OpenStack构建一个高质量的私有云计算平台。
二、OpenStack简介OpenStack是一个开源的云计算管理平台项目，提供了实施大量云计算所需要的所有基础设施支持，包括网络、服务器、存储以及用户自助服务等核心功能。
由于其高度的灵活性和可扩展性，OpenStack已成为私有云计算平台构建的首选工具。
三、构建私有云计算平台的步骤1. 需求分析：根据企业的业务需求和资源状况，进行详细的业务需求分析和资源评估。
这包括确定计算、存储和网络等资源的需求，以及确定云平台的运营模式和服务等级协议等。
2. 环境准备：根据需求分析结果，准备硬件和软件环境。
这包括选择适当的服务器、存储设备和网络设备，以及安装必要的操作系统和数据库等软件。
3. 部署OpenStack：在准备好环境后，开始部署OpenStack。
这包括安装和配置OpenStack的各个组件，如计算、存储、网络和管理等。
4. 定制开发：根据企业的业务需求，对OpenStack进行定制开发。
这包括开发适合企业业务需求的云服务、API接口和用户界面等。
5. 测试与优化：在完成部署和定制开发后，进行测试和优化。
这包括对云平台的性能、安全性和稳定性进行测试，以及根据测试结果进行优化和调整。
6. 运维与监控：在云平台正式运营后，进行运维和监控。
这包括对云平台的日常维护、故障处理和性能监控等。
四、关键技术与挑战在构建私有云计算平台的过程中，需要掌握的关键技术包括虚拟化技术、网络技术、存储技术和云计算管理技术等。
同时，还需要面对一些挑战，如如何保证云平台的安全性和稳定性、如何提高云平台的性能和可用性等。
为了解决这些挑战，需要采用先进的技术和工具，如安全防护技术、负载均衡技术和自动化运维工具等。
yjs11
• 设计目标
--可扩展性、可移植性、方便管理
Eucalyptus的基本架构
体系结构
主要构件
• 云控制器
--系统的中枢神经，它是用户的可见入口点和做出全局决 定的组件。负责处理由用户或系统管理员发出的请求，做 出高层的虚拟机实例调度决定
• 集群控制器
--负责收集节点的状态信息、调度虚拟机实例执行请求、 配置实例网络。运行在集群的头节点或服务器上。
Eucalyptus
• • • • • 设计背景 体系结构 主要构件 访问接口 虚拟组网
Eucalyptus
• Eucalyptus:桉树
--将程序连接到有用系统的弹性效能计算体系结构 Elastic Utility Computing Architecture for Linking Your Programs To Useful Systems
• 实现语言：C++ • Sector：
--部署在广域网上的分布式存储系统，它为了使系统有高 可靠性和可用性采用自动的文件副本冗余方式 --已经用于Sloan数字巡天系统
• Sphere：
--建立在Sector之上的计算服务，它为用户编写分布式密 集型数据应用提供了简单的编程接口
Sector的基本架构
• 主要内容：
--目标、平台、实现语言、基本架构
本讲到此结束
欢迎访问 中国云计算网站 欢迎使用 《云计算》教材 电子工业出版社 刘鹏 主编
• 实例控制接口
--虚拟机控制服务(VmControl Service)
虚拟组网
• 特点：简单，易配置 • 协作完成单一任务的虚拟机之间可以通信，而属 于不同用户的虚拟机之间应该是通信隔离的。 • 解决方法：
openstack 使用手册
尊敬的客户，以下是按照您的要求撰写的关于“OpenStack使用手册”的文章：第一部分：OpenStack简介1. 什么是OpenStack？OpenStack是一个开源的云计算评台，它提供了一套丰富的工具和服务，用于构建和管理公有云和私有云环境。
2. OpenStack的核心组件OpenStack由多个核心组件构成，包括计算（Nova）、网络（Neutron）、存储（Cinder和Swift）、身份认证（Keystone）等。
这些组件共同构建了一个高性能、可扩展和灵活的云计算评台。
第二部分：OpenStack的安装和部署3. 搭建OpenStack环境的准备工作在搭建OpenStack环境之前，需要准备好一系列的硬件设备、网络环境以及操作系统等基础设施。
还需要选择合适的OpenStack发行版，并进行相应的安装和配置。
4. OpenStack环境的部署方法在部署OpenStack环境时，可以选择使用一些自动化部署工具，例如OpenStack Ansible、OpenStack Charms等，这些工具可以大大简化安装和配置的过程，提高部署效率。
第三部分：OpenStack的基本操作和管理5. 创建和管理虚拟机实例使用OpenStack的计算组件（Nova）可以轻松创建和管理虚拟机实例，包括对虚拟机的启动、停止、迁移等操作。
6. 网络配置和管理OpenStack的网络组件（Neutron）提供了丰富的网络功能，包括虚拟网络的创建、子网的管理、网络安全组的配置等。
第四部分：OpenStack高级功能和扩展7. 存储管理OpenStack的存储组件（Cinder和Swift）可以实现虚拟机实例的持久化存储，同时还可以提供对象存储服务，满足不同的存储需求。
8. OpenStack的扩展和定制通过OpenStack的插件机制和API接口，可以实现对OpenStack评台的定制和扩展，满足特定的业务需求和应用场景。
openeuler 使用手册
openeuler 使用手册（原创实用版）目录一、OpenEuler 简介二、OpenEuler 安装1.安装方式介绍2.安装步骤三、OpenEuler 基础操作1.查看文件2.创建虚拟化平台四、OpenEuler 虚拟化组件1.QEMU 和 KVM 介绍2.华为公有云的 x86 虚拟化平台五、OpenEuler 安装注意事项正文一、OpenEuler 简介OpenEuler 是一款开源的云计算平台，其基于 Linux 内核，旨在为云计算提供一种高性能、安全、可扩展的解决方案。
OpenEuler 具有高度可定制性和可扩展性，支持多种硬件架构和虚拟化技术，被广泛应用于企业级云计算场景。
二、OpenEuler 安装1.安装方式介绍OpenEuler 支持多种安装方式，包括光盘安装、USB 安装、网络安装等。
其中，光盘安装和 USB 安装适用于任何支持 Linux 操作系统的硬件设备。
网络安装则适用于具备网络连接的设备。
2.安装步骤以下是 OpenEuler 安装的基本步骤：（1）准备安装介质：制作 OpenEuler 安装光盘或 USB 启动盘。
（2）启动设备：将设备启动到 OpenEuler 安装介质。
（3）安装系统：按照屏幕提示，选择合适的安装选项，并完成系统安装。
（4）配置系统：设置系统参数，包括网络、用户、密码等。
（5）安装虚拟化组件：根据需要，安装 OpenEuler 自带的虚拟化组件，如 QEMU 和 KVM。
三、OpenEuler 基础操作1.查看文件在 OpenEuler 中，可以使用“cat”、“more”和“less”等命令来查看文件。
其中，“cat”命令用于查看整个文件内容，“more”和“less”命令则用于分屏查看文件内容。
2.创建虚拟化平台OpenEuler 支持多种虚拟化技术，如 KVM、QEMU 等。
用户可以根据需要创建虚拟化平台，并在其中部署虚拟机。
四、OpenEuler 虚拟化组件1.QEMU 和 KVM 介绍QEMU 是一个开源的虚拟机模拟器，可以在不同的硬件架构上模拟不同的处理器和内存模型。
OpenStack开源云计算平台
OpenStack开源云计算平台摘要：OpenStack既是一个社区，也是一个项目和一个开源软件，它提供了一个部署云的操作平台或工具集。
其宗旨在于，帮助组织运行虚拟计算或存储服务的云，为公有云、私有云，也为大云、小云提供可扩展的、灵活的云计算。
关键词：Openstack；云计算；云平台；云软件1OpenStack 的特点OpenStack是一个完全开源的云计算系统，使用者可以在需要的时候修改代码来满足需要并作为开源或商业产品发布/销售；OpenStack是基于强大的社区开发模式，任何公司和个人都可以参与到项目中，参与测试开发，贡献代码；OpenStack被专门基金会管理，可以说是一个真正开源的云计算项目；OpenStack为组建云提供了必要的软件、控制台和API；OpenStack以user和project身份来启动实例，管理网络访问规则和控制访问权限，给用户提供强大的灵活性和扩展性；OpenStack全部组件都由python编程语言开发，和Java等其它编程语言相比，python程序具有非常高的并发处理能力和极低的系统资源占用率，增加了系统的性能和稳定性，且代码易于维护和扩展。
2Openstack设计原则①Scalability and elasticity are our main goals （可扩展性和伸缩性是我们的主要目标）；②Any feature that limits our main goals must beoptional （任何影响到可扩展性和伸缩性的功能都必须是可选的）；③Everything should be asynchronous，If you can’t do something asynchronously，see #2 （所有的环节必须是异步的，如果不能异步实现，参考第②条设计原理）；④All required components must be horizontally scalable（所有的基础组件必须能横向扩展）；⑤Always use shared nothing architecture （SN）or sharding，If you can’t share nothing/shard，see #2 （始终使用无共享的架构，如果不能实现，参见第②条）；⑥Distribute everything especially logic. Move logic to where state naturally exists（所有的都是分布式的，尤其是逻辑。
解析五款热门的开源云计算平台
解析五款热门的开源云计算平台云计算是个IT界火热的词汇，开源云计算更是被认为是IT的趋势。
我们熟知的几个IT巨头的云计算平台，如亚马逊EC2、IBM的蓝云、微软的Azure、Sun Cloud等，那么开源云计算的平台又有哪些呢？以下列举了5款知名的开源云计算平台。
1、AbiCloud企业级开源云计算平台Abiquo公司推出的一款开源的云计算平台——“abiCloud”，使公司能够以快速、简单和可扩展的方式创建和管理大型、复杂的IT基础设施(包括虚拟服务器，网络，应用，存储设备等等)。
AbiCloud较之同类其他产品的一个主要的区别在于其强大的Web界面管理。
你可以通过拖拽一个虚拟机来部署一个新的服务。
这个版本允许通过VirtualBox部署实例，它还支持VMware，KVM和Xen。
abiCloud架构如下图所示:2、Eucalyptus开源云计算平台Eucalyptus项目（Elastic Utility Computing Architecture for LinkingYour Programs To Useful Systems）是 Amazon EC2 的一个开源实现，它与商业服务接口兼容。
和EC2一样，Eucalyptus 依赖于Linux和Xen进行操作系统虚拟化。
Eucalyptus 是加利福尼亚大学（SantaBarbara）为进行云计算研究而开发的。
您可以从该大学的网站上下载它，或者通过 Eucalyptus Public Cloud体验它，不过后者有一些限制。
3、10gen MongoDB开源高性能存储平台10gen既是一个云平台，又是一个可下载的开放源代码包，可用于创建您自己的私有云。
10gen 是类似于App Engine的一个软件栈，它提供与App Engine 类似的功能，但有一些不同之处。
通过 10gen，可以使用Python以及JavaScript 和Ruby编程语言开发应用程序。
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优势：
--强大的Web管理界面
版本：
--社区版、企业版、ISP版
29
abiCloud的基本架构
30
MongoDB
目标：
子服务器管理模式差异
• GFS：Chunk Server在Chubby中获取独占锁表示其生存状态 ，Master通过轮询这些独占锁获知Chunk Server的生存状态 • HDFS：DataNode通过心跳的方式告知NameNode其生存状 态 • GFS中，Master损坏时，替补服务器可以快速获知Chunk Server的状态 • HDFS中，NameNode损坏后，NameNode恢复时需要花费一 段时间获知DataNode的状态 • 在添加数据存储节点时，GFS的伸缩性较HDFS要好 • 原因：Hadoop缺乏分布式锁服务
Google云计算
MapRedu ce
BigTable Chub by
3
GFS
Hadoop项目简介
HDFS为了做到可靠性（reliability）创建了多份数据块（ data blocks）的复制（replicas），并将它们放置在服务器 群的计算节点中（compute nodes），MapReduce就可以在它 们所在的节点上处理这些数据了。
9
Hadoop VS. Google
HDFS与GFS比较 中心服务器模式的差异
• GFS：多台物理服务器，选择一台对外服务，损坏 时可选择另外一台提供服务 • HDFS：单一中心服务器模式，存在单点故障 • 原因：Hadoop缺少分布式锁服务
10
Hadoop VS. Google
HDFS与GFS比较
对应的商用云计算系统 Google GFS
Google MapReduce Google Bigtable Google Chubby Amazon EC2 Amazon S3 无直接对应系统 无直接对应系统 无直接对应系统
2
Hadoop项目简介
Apache的解决方案 GFS-->HDFS MapReduce-->Hadoop BigTable-->HBase
--构建一个基于分布式文件存储系统的数据库
实现语言：C++ 平台：Linux
31
MongoDB的基本架构
数据中心A 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 数据分片1 数据分片2 复制
数据中心B 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 服务器 数据分片1 数据分片2
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MongoDB的优势
22
Nimbus基本概念
标准客户端（reference client）：
--以命令行的方式访问服务，全面支持WSRF前台的各种特 性
WSRF（Web Services Resource Framework）：
--即Web服务资源框架
RM API（Resource Management API）：
--虚拟网络接口：公共接口，私有接口 --通信隔离：用虚拟局域网（VLAN）给属于特定用户的实 例集打上网络标签
21
Nimbus
Nimbus： --基于网格中间件Globus，从最早的Virtual Workspace
演化而来，提供与EC2类似的功能和接口
--Nimbus是一个开源的工具集，它可以把集群部署到IaaS 云中
安全服务器 SSL
主服务器 SSL
客户端
数据
从服务器
26
Sphere数据处理流程
当主服务器接收到Sphere数据处理的客户端请求， 主服务器向客户端发送一个可用的从节点列表 客户端选择一些或者所有从节点，让SPE在其上运 行 客户端与SPE建立UDT连接 流处理函数被发送给每个SPE，并储存在从节点上 SPE打开动态库并获得各种处理函数
开源云计算系统简介
主讲：李建伟 E-mail: jwli321@
1
现有开源云计算系统
开源云计算系统 Hadoop HDFS
Hadoop MapReduce Hadoop HBase Hadoop ZooKeeper Eucalyptus、Enomaly ECP、 Nimbus Eucalyptus Sector and Sphere abiquo MongoDB
4
HDFS体系结构
NameNodeMaster DataNodeChunksever
5
HDFS关键运行机制 --保障可靠性的措施
一个名字节点和多个数据节点 数据复制（冗余机制）
--存放的位置（机架感知策略）
故障检测
--数据节点 心跳包（检测是否宕机） 块报告（安全模式下检测） 数据完整性检测（校验和比较） --名字节点（日志文件，镜像文件）
功能： --帮助用户完成对各种基于物理设施的虚拟设备的全局
性掌控，完成对整个集群的计算能力进行动态配置。
15
Eucalyptus的设计背景
• 开发目的：
--为研究者提供模块化的试验平台
• 设计原则
--Eucalyptus必须能够在不受其设计者操控的软硬件环境中 进行部署和执行。 --Eucalyptus 必须是模块化的，以便不同的研究者进行升 级、改造和替换，同时能够实现最大程度的可扩展性。
8
Hadoop VS. Google
技术架构的比较 数据结构化管理组件：Hbase→BigTable 并行计算模型：MapReduce→MapReduce 分布式文件系统：HDFS→GFS Hadoop缺少分布式锁服务Chubby
Hadoop云计算应用 HBase MapRedu ce HDFS Google云计算应用 BigTabl e MapRedu ce GFS Chubb y
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Sphere数据处理模型
具体应用 Sphere客户端 数据分割 n+m SPE定位 及调度 结果汇总
...
n+3 n+2 n+1
n 输入流
SPE SPE SPE SPE
n+3 n+2 n+1
n
...
n-k 输出流
28
abiquo
三部分： abiCloud、abiNtense和abiData abiCloud
--即资源管理接口
工作区（workspace）：
--实际上就是一个计算节点
23
Nimbus基本架构
相关客户端
相关代理
工作区 资源管理器 工作区服务 工作区 控制器 工作区 指示器 1aaS 网关 EC2 其它
云客户端 WSRF 标准客户端 EC2客户端 EC2 WSDL
RM API
24
Sector and Sphere
均衡性
memcached 键/值 存储 可扩展性及 性能 RDBMS MongoDB
功能
33
内容回顾
几套开源方案：
--Hadoop、Eucalyptus、Nimbus、Sector and Sphere、 abiquo、MongoDB
主要内容：
--目标、平台、实现语言、基本架构
34
结束
35
空间回收机制
6
HDFS关键运行机制 --写文件流程
客户端缓存 流水线复制 并发写控制 流程：
1.客户端把数据缓存到本地临时文件夹 2.临时文件夹数据超过64M，客户端联系NameNode， NameNode分配 DataNode，DataNode依照客户端的位置被排列成一个有着最近物理距 离和最小的序列 3.与序列的第一个数据服务器建立Socket连接，发送请求头，然后等待 回应，依次下传，客户端得到回包，流水线建立成功， 4. 正式发送数据，以4K为大小传送
节点 控制器 节点 控制器 节点 控制器
节点 控制器 节点 控制器 节点 控制器
节点 控制器 节点 控制器 节点 控制器
节点 控制器 节点 控制器 节点 控制器
节点 控制器 节点 控制器 节点 控制器
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主要构件
云控制器
--系统的中枢神经，它是用户的可见入口点和做出全局决 定的组件。负责处理由用户或系统管理员发出的请求，做 出高层的虚拟机实例调度决定
7
HDFS关键运行机制 --读文件流程
客户端联系NameNode,得到所有数据块信息，以及 数据块对应的所有数据服务器的位置信息 尝试从某个数据块对应的一组数据服务器中选出 一个，进行连接（选取算法未加入相对位置的考 虑） 数据被一个包一个包发送回客户端，等到整个数 据块的数据都被读取完了，就会断开此链接，尝 试连接下一个数据块对应的数据服务器，整个流 程，依次如此反复，直到所有想读的都读取完了 为止
集群控制器
--负责收集节点的状态信息、调度虚拟机实例执行请求、 配置实例网络。运行在集群的头节点或服务器上。
节点控制器
--负责管理一个物理节点，运行在虚拟机寄宿的物理资源 上，负责启动、检查、关闭和清除虚拟机实例等工作。
19
访问接口
客户端接口
--实质上是Eucalyptus内部系统接口和外部定义的客户端 接口之间的转换器。
11
Hadoop VS. Google
HDFS与GFS比较 HDFS具备安全模式
• 获知数据块副本状态，若副本不足，则拷贝副本至 安全数目（如3个）
GFS不具备安全模式
• 副本损坏处理：API读取副本失败时，Master负责 发起拷贝任务
12
Hadoop VS. Google
HDFS与GFS比较 HDFS具备空间回收机制