CloudStack云平台构建与应用研究

分类号 TP315 密级 公开 UDC 编号 硕 士 研 究 生 学 位 论 文题 目 CloudStack 云平台构建与应用研究 学院（所、中心） 信息学院 专 业 名 称 电 子 与 通 信 工 程 研 究 生 姓 名 学号 导 师 姓 名 职称 2014 年 5 月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本文的研究做出贡献的集体和个人均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名： 日 期： 论文使用和授权说明本人完全了解云南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文和论文电子版；允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）研究生签名： 导师签名： 日 期： 本人及导师同意将学位论文提交至清华大学“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”进行电子和网络出版，并编入 CNKI 系列数据库，传播本学位论文的全部或部分内容，同意按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规定享受相关权益。研究生签名： 导师签名： 日 期： 摘要I摘要网络技术的发展，大规模海量数据管理与存储需求，分布式技术的产生，特别是虚拟化技术的兴起，使云计算技术应运而生。云计算作为一种多种技术的集合，把计算资源变成了一种可以流通的资源，实现了资源的按需分配，提高对软硬件资源的利用效率，避免了资源的浪费。云计算的出现改变了现存的互联网生态环境，通过云计算中心提供的服务，普通用户也可以具备执行超级计算的能力，极大的提高了人们的工作和生产效率。CloudStack 作为一个开源的云计算平台，具有极高的可用性及扩展性，支持众多主流的 Hypervisors，如 KVM，XenServer ，VMware，Oracle VM 等等。使用CloudStack 可以高效便捷的部署、配置、管理 IaaS 公有云和私有云，快速方便的在现存基础架构上面搭建公用的或属于自己的云服务。本论文根据实验需求确定云平台的部署结构，对 CloudStack 云平台的搭建步骤进行了详细描述，完成了多主机节点的云平台搭建，并对搭建过程中可能遇到的典型问题进行了分析，给出了解决方法。从 CloudStack 云平台应用角度出发，分析研究了云平台的数据库管理系统，创新性的举例给出云平台数据库管理系统在云平台系统功能管理方面的方法。分析了实例虚拟机的创建、迁移过程及原理，讨论了不同参数设置对创建实例虚拟机的影响，并通过实验研究分析了两种迁移方式的异同与优缺点。最后进行了传统应用系统向云端的迁移实验，研究分析了应用系统向云端迁移与传统部署模式的异同以及对开发部署者与终端用户的影响。关键词：云计算；CloudStack；虚拟机；应用研究；AbstractIIAbstractThe development of network technology, the requirements of large-scale mass data management and storage, the generation of distributed technologies, especially the risement of virtualization technology, which make cloud computing comes true. Cloud computing as a collection of a variety of technologies, making the computing resources become a kind of resources that can be traded, , escaping the resource wasting. Cloud computing has changed existing Internet environment, through the cloud computing service, the average user can also have, which improve peoples work efficiency.As an open source cloud computing platform with high availability and scalability, CloudStack supports numerous mainstream Hypervisors, such as KVM, XenServer, VMware, Oracle VM , and so on . People can use CloudStack efficiently and conveniently to deploy, configure , manage public and private IaaS cloud , quickly and easily to build public or their own cloud services on the existing infrastructure.The deployment structure is based on experimental needs, describing the steps of the building in detail, complete Multi-master node cloud platform building, and analysis typical problems that may be encountered in the process, giving the proper solutions.From the perspective of CloudStack cloud platform applications, analysis the cloud platform database management system, giving the application example of the cloud platform database management system in cloud platform system functions management. Analyze the process and principle of virtual machine instance creation and migration, discussing the influence of the parameters to virtual machine instance creation, and study the differences between two kind of instance migration through the experiment. At last, complete the experiment of application migration to cloud, analyzing the difference between traditional application deployment and cloud application deployment,and the influence to developer and client.Key word: Cloud computing; CloudStack; Virtual machine; Applied research;目录III目录摘要 .IAbstract .II第一章 绪论 .11.1 研究背景及意义 .11.2.国内外云计算技术发展现状 .21.2.1 国外发展现状 .21.2.2 国内发展现状 .31.3 发展趋势分析 .41.4 论文内容安排 .5第二章 云计算技术综述 .72.1 云计算定义及基本原理 .72.2 云计算技术的体系结构 .82.2.1 逻辑体系结构 .82.2.2 技术体系结构 .92.3 云计算分类 .102.3.1 服务层次角度分类 .102.3.2 服务方式角度分类 .112.4 云计算的特点及关键技术 .122.4.1 云计算的特点 .122.4.2 云计算关键技术 .132.4.2.1 虚拟化技术 .132.4.2.2 分布式数据存储技术 .142.4.2.3 海量数据管理技术 .142.5 本章小结 .14第三章 CloudStack 开源云计算平台 .153.1 CloudStack 综述 .153.2 CloudStack 架构 .153.2.1 概念架构 .153.2.2 部署架构 .163.3 系统虚拟化服务器 XenServer .183.3.1 XenServer 简介 .183.3.2 XenServer 工作原理 .183.3.3 XenServer 的特点 .193.4 本章小结 .19第四章 CloudStack 云平台搭建 .204.1 需求分析 .204.2 实验环境 .204.3 构建过程 .224.3.1 管理服务器节点 .22目录IV4.3.2 宿主机节点 .284.4 典型问题与解决办法 .284.5 本章小结 .30第五章 CloudStack 云平台应用研究 .315.1 数据库管理系统 .315.1.1 数据库管理系统简介 .325.1.2 数据库管理系统应用实例 .365.2 虚拟机实例 .385.2.1 实例创建 .385.2.1.1 系统虚拟机的创建 .385.2.1.2 注册实例模板/ISO .405.2.1.3 设置计算方案 .415.2.1.4 创建虚拟路由器 vRouter .425.2.1.5 添加系统实例 .435.2.2 实例迁移 .445.2.2.1 实例迁移过程 .445.2.2.2 动态迁移工作原理 .475.2.2.3 两种迁移方式的实验对比 .485.3 应用系统迁移 .515.3.1 应用迁移实验 .515.3.1.1 迁移实验应用系统 .515.3.1.2 迁移准备工作 .525.3.1.3 应用系统迁移过程 .525.3.2 迁移实验分析 .545.4 本章小结 .54第六章 结论 .556.1 总结 .556.2 工作展望 .55致谢 .56参考文献 .57第一章 绪论1第一章 绪论1.1 研究背景及意义随着网络业务的不断发展，特别是随着移动终端的智能化，小型化，大众化，以及移动互联网的普及，有越来越多的移动终端设备进入互联网，网络用户的数量以几何级数增长，网络公司每天都要为用户处理和存储大量的业务数据，对电力成本，空间成本，各种服务设施的部署及维护成本提出了极大的要求，传统的网络技术以及很难满足这一挑战 1。随着分布式技术的发展，特别是虚拟化技术的产生，人们具备了通过 Internet把分散在各处的硬件、软件、存储资源整合在一起的能力，通过资源的整合，原本分散的资源形成一个巨大的整体，同时这些资源能够按需分配，使得资源能够被高效利用，完成大规模复杂的数据存储与处理任务，云计算技术由此产生 2。云计算是多种技术的集合，它把计算资源变成了一种通货，实现了资源的按需分配，提高了对软硬件资源的利用效率。云计算的出现改变了现存的互联网生态环境，只需要通过网络，用户就可以透明的使用云计算中心提供的各种服务。CloudStack 作为一个开源云计算解决方案，可以加速高伸缩性的公共和私有云（IaaS ）的部署、管理、配置。通过本课题的研究，用户可以使用 CloudStack为基础，快速有效的通过云端基础架构创建云服务，极大的降低应用开发部署的软硬件成本，提高生产工作效率。图 1.1 云计算技术发展路线并行计算 集群计算网格计算云计算云南大学（专业）硕士学位论文21.2.国内外云计算技术发展现状1.2.1 国外发展现状云计算的产生基于互联网技术，是互联网技术结合其它众多新兴技术的产物。欧美国家作为云计算技术出生地与引领者，对云计算技术的提出和发展起到了至关重要的作用，特别值得一提的是美国的两家互联网公司谷歌与亚马逊，可以说是云计算技术的开山鼻祖 3。对于云计算技术，在其各个技术领域环节，欧美各大企业的核心竞争力各有不同，很多企业采取了强强联合的方式，进行了技术上的优势互补。例如，有