摘 要

计算机的发展日益加快，虽然很多伟大的发明和技术在我们看来都是些突发奇想的产物，但是毫无疑问，如何解决生产问题，提高生产效率，成了我们不断改进信息技术的根本原因，而在现实企业中，服务器的硬件性能利用率都是很低的，因为企业级服务器对装的应用和操作系统和应用环境都有着严格的要求，所以很多应用不能同时装载同一个系统和环境下，导致服务器正常工作时也只使用了30%左右的硬件资源，也就造成了严重的资源浪费。技术发展的基本动力是需求，于是，虚拟化硬件技术就诞生了，把有限的硬件资源分成很多份，但是如何进行这些划分后的硬件资源的管理和按需分配，便催化了云计算技术的更新和发展，E-learning，即电子化教育，在教育资源多元化的今天，传统的教育资源无法企及知识更新迭代速度，未来的趋势，可能是电子化教育和传统教育并存的时代，本论文主要针对openstack云平台的核心架构进行剖析，寻找资源合理配置的方式和资源的管理方式，如何有效的利用资源，分配资源，管理资源，并在openstack平台的基础上实现基于E-learning简单的设计与应用。

本论文首先通过介绍openstack平台的搭建过程来介绍openstack旗下一组组成openstack核心功能的基础模块，他们分别是OpenStackCompute(Nova)，OpenStackObjectStorage(Swift)，以及OpenStackImageService(Glance)。探究各个核心节点如何相辅工作，如何提供一个具有统一的资源管理，监控，调度，分析，运维五大核心能力的软硬件管理中枢的云资源管理系统，然后探索结合设计理念基于E-learning简单的设计与应用。

云是企业信息化转型升级的重要目标，它的建设可以为企业带来降低IT总拥有成本、增强业务可用性、提升业务响应能力，加速业务创新四方面的价值，openstack作为一种特殊的云操作系统，只是实现云计算的一种手段，而不是目的。基于云良好的存储延展性以及抗压容错能力，E-learning应用部署在云平台可以根据需要在线拓展数据来源，即可以把数据放置保存在云端，有着更好的压力测试能力。

关键词：云计算；虚拟化；云存储；电子化教育

Abstract

Accelerating the development of computers, although many great inventions and we seem more the product of whim, but there is no doubt, how to solve production problems, improve production efficiency, we continue to improve information technology has become the root cause of the while in reality the enterprise, hardware performance server utilization is low, because the enterprise-class server installed applications and operating systems and application environments with strict requirements, so many applications can not be loaded with a system and environment , the result for the server work normally only use about 30% of the hardware resources, thus causing serious waste of resources. Basic power technology development is the demand, so the hardware virtualization technology was born, the limited hardware resources divided into many parts, but how to manage these divisions and on-demand after the hardware resources, will catalyze cloud computing technology updating and development, E-learning, ie electronic education, educational resources, diversity of today, the traditional educational resources unmatched knowledge update speed of iteration, the future trend may be e-education and traditional education of the times, the paper mainly for the core architecture openstack cloud platform to analyze, to find rational allocation of resources means and management resources, and how to effectively use resources, resource allocation, resource management and realization based E-learning system design based on openstack platform on and applications.

This thesis describes the process by building openstack platform to introduce a set of components into a base module openstack openstack its core functions, they are OpenStackCompute (Nova), OpenStackObjectStorage (Swift), and OpenStackImageService (Glance). Explore how to complement each core node work, how to have a unified resource management, monitoring, scheduling, analysis, operation and maintenance of the five core competencies of managing hardware and software hub cloud resource management system, and then explore the combination of design based on the E-learning design and application system.

Cloud is an important goal of enterprise information transformation and upgrading, construction can bring it to reduce total cost of ownership for enterprise IT to enhance service availability, enhance business responsiveness and accelerate the value of four aspects of business innovation, openstack cloud as a special operation system, but a means to achieve cloud computing, not an end. Cloud-based storage good ductility and compressive fault tolerance, E-learnn systems deployed in the cloud platform can be expanded as needed online data sources, which can place the data stored in the cloud, has a better stress testing capabilities.

Key Words：cloud computing ；cloud storage； virtulization ；E-learning

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究意义与目标 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 论文主要研究内容 2

第2章 云计算基础 4

2.1 云计算的概念 4

2.1.1云计算类型 4

2.1.2 云计算的三种部署模式 5

2.1.3 开源的框架选择 5

2.2 Openstack基本概念及构架 5

2.3 OpenStack主要组件 5

第3章 Openstack核心组件的分析 7

3.1 Openstack核心组件功能说明 7

3.1.1 Openstack核心组件-keystone 7

3.1.2 Openstack核心组件-Glance 10

3.1.3 Openstack核心组件-Nova 11

3.1.4 Openstack核心组件-Neutron 12

3.2.2 Openstack系统松耦合 15

3.2.3 openstack工作流程实例 15

4.1 整体准备工作介绍 16

4.1.1 网络环境配置 16

4.1.2 secureCRT ssh访问虚拟机 17

4.1.3 同步本地源索引并更新软件包，安装openstack包 17

4.1.4 安装配置网络时间协议ntp 18

4.1.5 安装数据库mysql分支MariaDB 19

4.1.6 安装配置消息队列服务Rabbitmq 20

4.2.1 keystone安装和配置 21

4.2.2 glance 安装和配置 26

4.2.3 nova安装和配置 29

4.2.4 neutron 安装和配置 31

4.2.5 dashboard安装与配置 36

4.2.6 模块安装结果 39

第5章 核心功能部署部分测试 41

5.1 验证keystone功能 41

5.2 验证glance功能 42

5.3 验证nova服务的正确运行 44

5.4 验证neutron各个网络组件运行状况 44

5.5测试结果 46

第6章 E-Learning简单应用 47

6.1 E-Learning概念 47

6.2 E-learning的显著特点 47

6.3 基于openstack的E-learning优势 48

6.4 基于openstack的E-learning简单实施 49

6.5 基于openstack的E-learning简单应用 49

第7章 总结与结语 55

7.1 总结 55

7.2 结束语 55

参考文献 56

致 谢 57

第1章 绪论

1.1 研究意义与目标

随着互联网技术的快速发展，企业服务器存在硬件资源的利用率低下的问题，而服务器硬件成本的价格也是越来越高，于是企业寻求一种可以提高服务器资源利用率的方式来解决目前遇到的危机问题，企业级服务器因为所装的应用对操作系统和应用环境有要求，所以很多应用不能同时装在同一个系统和环境下，导致服务器正常工作时只使用30%左右的硬件资源，剩余的70%都是闲置的，但是在虚拟机下，可以把一台服务器的硬件虚拟成N个，每个的性能是1/n，而且虚拟出来的硬件之间是相互逻辑独立的，不会有影响。这样我们就可以在一台服务器做虚拟化，逻辑上有n个相同的计算机，安装N个不同操作系统不同应用，把服务器硬件资源利用起来。这是通常意义上我们所说的虚拟化，云平台是一种能够管理，监控，调度，分析，运维虚拟化硬件资源的云管理系统，这里我们选择openstack云平台进行研究的主要原因是：

openstack云平台在目前主流的linux操作系统支持性非常好，任何企业或者个人都可以通过架设部署自己的私有云。

openstack云平台技术可以为企业或者个人提供按需分配的虚拟计算资源。把硬件资源的利用率达到最高，云计算将这些资源集中起来，通过软件对大量的云端资源进行管理，加大硬件资源优化配置，降低硬件产品成本，加速企业生产化建设。