OpenStack私有云基础架构与运维（openEuler版）（微课版） 课件 项目2 私有云基础架构

项目2私有云基础架构知识准备拓展知识项目实施拓展任务1243了解传统架构及其存在的问题学习集群架构、其优势和局限学习私有云基础架构的构成要素及其与集群/传统架构的区别了解IT基础架构的发展趋势掌握集群架构下系统部署的方法具备私有云基础架构下环境部署的能力，从而进一步认识不同IT基础架构的区别培养读者的逻辑思维能力培养读者的方案设计能力培养读者的团队合作意识01知识准备传统架构1.IT基础架构定义IT基础架构是指企业通过规划、建设和管理现有技术，为员工、客户和合作伙伴提供IT服务和解决方案的框架和基础设施。IT基础架构为组织和企业提供了必要的技术支持，确保其业务运作顺畅、安全可靠。IT基础架构的三个基本要素包括硬件、软件和网络。（1）硬件硬件包括计算机、Web服务器、数据中心等设备和数据中心的容纳设施、冷却设施和供电设施等配套设备。（2）软件软件指企业内外所使用的向用户提供服务的应用，包括Web服务、企业资源规划和SaaS应用等，还包括管理系统资源和硬件的操作系统（OS）。（3）网络网络是支持企业内外部系统和设备之间连接、通信和操作的组件，主要包括Internet访问、防火墙、安全监控、配置管理和设备访问管理，还包括路由器、交换机和网络服务供应商（InternetServiceProvider，ISP）。传统架构2.传统架构的特点传统IT基础架构（简称传统架构）又称集中式架构或单体式架构，指企业在自有设施内管理所有组件。传统架构是“烟囱式”的，或者叫作“专机专用”系统，在这种架构中，新的应用系统上线时需要分析其资源需求，确定基础架构所需的计算、存储、网络等设备的规格和数量。传统IT“烟囱”模式部署架构传统架构3.传统架构存在的问题（1）硬件高配低用考虑到应用系统未来3~5年的业务发展，以及业务突发的需求，为满足应用系统的性能、容量承载需求，往往在选择计算、存储和网络等硬件设备的配置时会留有一定比例的余量。但硬件资源上线后，应用系统在一定时间内的负载并不会太高，使得较高配置的硬件设备利用率不高。（2）整合困难用户在实际使用中也注意到了资源利用率不高的情形，当需要上线新的应用系统时，会优先考虑部署在既有的基础架构上。但因为不同的应用系统所需的运行环境、对资源的抢占会有很大的差异，更重要的是考虑到可靠性、稳定性、运维管理问题，将新、旧应用系统整合在一套基础架构上的难度非常大，更多的用户往往选择新增与应用系统配套的计算、存储和网络等硬件设备。集群架构1.集群架构概述集群就是指一组（若干个）相互独立的计算机，利用高速通信网络组成的一个较大的计算机服务系统，每个集群节点（即集群中的每台计算机）都是运行各自服务的独立服务器。这些服务器之间可以彼此通信，协同向用户提供应用程序、系统资源和数据，并以单一系统的模式加以管理。当用户请求集群系统时，集群给用户的感觉就是一个单一独立的服务器，而实际上用户请求的是一组集群服务器。集群架构的应用场景集群架构2.集群架构的优势（1）计算能力强：因为集群计算机通过高速网络连接实现了使用多个不同计算机的计算性能，共同合作处理一个共同的需求。因此集群计算机相对于单个的计算机来说计算能力更强。（2）性价比高：通常计算机集群架构只需要几台或数十台服务器主机即可。与动辄价值上百万元的专用超级计算机相比便宜了很多。在达到同样性能需求的条件下，采用计算机集群架构比采用同等运算能力的专用超级计算机具有更高的性价比。（3）可伸缩性强：当服务负载，压力增长时，针对集群系统进行较简单的扩展即可满足需求，且不会降低服务质量。通常情况下，硬件设备若想扩展性能，不得不增加新的CPU和存储器设备，甚至购买更高性能的服务器，但可以增加的设备总是有限的。如果采用集群技术，只需要将新的单个服务器加入现有集群架构中即可。从访问的用户角度来看，系统服务无论是连续性还是计算性能都几乎没有变化，系统经过升级后加大了访问能力，轻松地实现了扩展。集群架构中的节点数目可以增长到几千乃至上万个，其伸缩性远超过单台超级计算机。集群架构2.集群架构的优势（4）可用性高：单一的计算机系统总会面临设备损毁的问题，如CPU，内存，主板，电源，硬盘等损坏，只要一个部件坏掉，整个计算机系统就可能会宕机，无法正常提供服务。在集群系统中，尽管部分硬件和软件还是会发生故障，但整个系统的服务是随时可用的。（5）高度透明：多个独立计算机组成的松耦合集群系统构成一个虚拟服务器。用户或客户端程序访问集群系统时，就像访问一台高性能、高可用的服务器一样，集群中一部分服务器的上线、下线不会中断整个系统服务，这对用户也是透明的。（6）易于管理：整个系统可能在物理上很大，但其实容易管理，用户对其进行管理就像管理一个单一映像系统一样。在理想状况下，软硬件模块的插入能做到即插即用。（7）可编程：在集群系统上，容易开发及修改各类应用程序。集群架构3.集群架构的局限性（1）成本更高与传统架构相比，集群部署需要更多的计算机硬件及相关设备，因此也意味着成本更高。（2）管理复杂管理集群部署成本较高，且需要更多的经验和技能，如负载均衡和资源分配等技能。（3）存在安全漏洞集群部署之间的安全漏洞也是一个问题，如果一个节点被攻击，所有节点可能会受到影响。综合来看，集群部署架构与传统部署架构有其各自的优势和劣势，用户需要针对不同的场景进行权衡，从而选择适合的部署方式。同时，在生产环境下，为了提供更高的计算性、可靠性和可扩展性，可以通过添加更多的节点来提高集群的工作负载和响应能力，更好服务于多种应用场景。私有云基础架构1.私有云基础架构构成要素（1）成本更高与传统架构相比，集群部署需要更多的计算机硬件及相关设备，因此也意味着成本更高。（2）管理复杂管理集群部署成本较高，且需要更多的经验和技能，如负载均衡和资源分配等技能。（3）存在安全漏洞集群部署之间的安全漏洞也是一个问题，如果一个节点被攻击，所有节点可能会受到影响。综合来看，集群部署架构与传统部署架构有其各自的优势和劣势，用户需要针对不同的场景进行权衡，从而选择适合的部署方式。同时，在生产环境下，为了提供更高的计算性、可靠性和可扩展性，可以通过添加更多的节点来提高集群的工作负载和响应能力，更好服务于多种应用场景。私有云基础架构2.私有云基础架构的优势私有云基础架构的引入有效解决了传统架构的问题，私有云基础架构在传统架构计算、存储、网络硬件层的基础上，增加了虚拟化层、云层。私有云基础架构与传统架构相比架构不同，规模扩展能力不同，资源复用性不同：私有云基础架构搭建方式由垂直扩展变成横向扩展，资源可复用。硬件依赖性不同，生态链、开放性不同：私有云基础架构由硬件定义变成软件定义，屏蔽了硬件差异性，同一个硬件平台上，可以运行来自多个不同厂家的软件和操作系统。新时代的IT生态链更加繁荣，IT成为人人消费得起的日用品。可靠性保障方式不同：私有云基础架构由单机硬件器件级的冗余实现可靠性，发展为依赖分布式软件和故障处理自动化实现可靠性。私有云基础架构与集群架构相比私有云基础架构是集群架构的更进一步应用。在集群架构中，虽然把多台机器联合了起来，但是某项具体的任务执行的时候还是会被转发到某台服务器上，而在私有云基础架构中则可以认为是任务被分割成多个进程，在多台服务器上进行并行计算。集群是一种服务器的应用方式，云计算是一种或多种业务的应用方式。集群可以理解为云计算的一个组成部分，云计算必然包括集群，但集群服务器未必构成云。2.私有云基础架构的优势私有云基础架构3.IT基础架构发展趋势IT基础架构由传统架构向私有云基础架构的转变，极大提升了基础架构融合的必要性和可行性，IT基础架构发展历史如图所示。IT基础架构经历了物理机时代、虚拟机时代，现在已经来到了云原生时代，IT基础架构正朝着超融合架构发展。当前，以微服务、DevOps、容器、多云业务管理为代表的云原生技术已经广泛成熟应用，成为加速企业数字化业务高效创新、实现企业数字化转型的最佳技术支撑。IT基础架构发展历史02项目实施任务0101任务0202任务0303传统架构集群架构私有云基础架构项目实施任务概述节点规划本任务的目标为在传统架构下搭建LAMP（Linux+Apache+MySQL/MariaDB+PHP，流行的开源软件组合）环境并部署WordPress服务，为了方便演示，本书在项目1安装好的单台openEuler22.09系统虚拟机中模拟。节点基础配置见下表。任务01传统架构下应用部署虚拟机版本主机名IP地址安装服务openEuler22.09web0100Apache、PHP、MariaDB表

节点基础配置任务01传统架构下应用部署1.基础环境准备（1）配置静态IP地址修改网卡配置文件，示例修改内容如右。（2）配置本地Yum源在/opt目录下创建openEuler目录，将默认的Yum源文件移至/media目录下，然后再将openEuler

22.09镜像上传到/root目录，并配置本地Yum源，具体操作如下。（3）关闭防火墙（4）关闭SELinux[root@web01~]#vi/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-ens160… … …BOOTPROTO=noneONBOOT=yesIPADDR=00PREFIX=24GATEWAY=DNS1=DNS2=9[root@web01~]#mkdir/opt/openEuler[root@web01~]#mv/etc/yum.repos.d/*/media[root@web01~]#mountopenEuler-22.09-x86_64-dvd.iso/mnt/[root@web01~]#cp-va/mnt/{Packages,repodata}/opt/openEuler/[root@web01~]#cat<<WXIC>/etc/yum.repos.d/openEuler.repo[openEuler22.09]name=openEulerbaseurl=file:///opt/openEuler/gpgcheck=0WXIC[root@web01~]#systemctldisable--nowfirewalld[root@web01~]#vi/etc/selinux/config#将SELINUX=enforcing改成SELINUX=disabled[root@web01~]#setenforce0任务01传统架构下应用部署2.安装Apache服务到浏览器输入虚拟机IP地址进行Apache访问测试，测试成功界面如图所示。Apache测试成功界面[root@web01~]#dnfinstall-yhttpd[root@web01~]#systemctlenable--nowhttpd[root@web01~]#apachectl-vServerversion:Apache/2.4.51(Unix)Serverbuilt:Sep7202200:00:00任务01传统架构下应用部署3.安装PHP服务（1）安装PHP及其模块（2）编写测试界面文件PHP测试成功界面[root@web01~]#dnf-yinstallphpphp-commonphp-cliphp-gd\php-pdophp-develphp-xmlphp-mysqlnd[root@web01~]#vi/var/www/html/php-test.php<?phpphpinfo();?>[root@web01~]#systemctlrestarthttpd任务01传统架构下应用部署4.安装并配置数据库服务（1）安装MariaDB服务安装数据库服务相关的软件包，设置开机自启并立即启动服务。[root@web01~]#dnf-yinstallmariadbmariadb-server[root@web01~]#systemctlenable--nowmariadb.service（2）初始化MariaDB服务MariaDB服务在本地连接时不需要用户密码，可免密进入，第一次登录需要修改root用户的密码，具体操作如下所示。（3）创建数据库创建WordPress数据库并开启root用户远程访问的权限。MariaDB[(none)]>createdatabasewordpress;QueryOK,1rowaffected(0.00sec)MariaDB[(none)]>grantallprivilegesonwordpress.*toroot@'%'identifiedby'';QueryOK,0rowsaffected(0.00sec)[root@localhost~]#mysqlMariaDB[(none)]>setpassword=password("wxic@2024");QueryOK,0rowsaffected(0.001sec)任务01传统架构下应用部署5.安装WordPress将从官网下载的wordpress-6.4.1-zh_CN.tar.gz文件传输到/root目录下，然后将压缩包解压到Apache网页文件夹中。[root@web01~]#tarxvfwordpress-6.4.1-zh_CN.tar.gz-C/var/www/html/对解压出来的wordpress文件夹赋予权限。#设置http根目录/var/www/的所有组为apache[root@web01~]#chown-R:apache/var/www//#设置http根目录/var/www的所有者为apache[root@web01~]#chown-Rapache/var/www/#设置http根目录/var/www的组下的所有用户具有读写权限[root@web01~]#chmod-R775/var/www/[root@web01html]#systemctlrestarthttpd任务01传统架构下应用部署在浏览器中访问00/wordpress界面查看，可以访问到下图所示的WordPress测试界面。WordPress站点配置界面任务0101任务0202任务0303传统架构集群架构私有云基础架构项目实施任务概述节点规划为了进一步说明集群架构相较于传统架构的优越性，本任务在任务2.1的基础上，安装三台openEuler22.09系统的虚拟机，拓展集群架构，完成WordPress应用部署。每台虚拟机所安装的服务及节点基础配置情况见下表。任务02

集群架构下应用部署虚拟机版本主机名IP地址安装服务openEuler22.09web0100Apache、PHPopenEuler22.09database01MariaDBopenEuler22.09web0202Apache、PHP表

节点基础配置任务02

集群架构下应用部署

1.基础环境准备2.服务安装（1）安装MariaDB服务在“database”节点安装MariaDB服务并设置root用户密码，创建“wordpress”数据库，具体操作参考任务01中配置数据库服务的操作步骤，此处不再赘述。（2）安装WordPress在web01节点、web02节点安装Apache、PHP服务，然后部署WordPress，具体操作步骤参考任务01中安装WordPress的内容，此处不再赘述。部署WordPress时需要注意在web01节点和web02节点数据库连接信息的设置界面中，数据库主机均填写database节点的IP，完整的填写示例如图所示。配置数据库信息参照任务01中基础环境准备的部分，完成三台虚拟机基础环境配置，此处不再赘述。任务02

集群架构下应用部署（3）web02节点验证在完成web02节点WordPress的部署后，使用浏览器进入WordPress界面，同样进行数据库连接，会发现网页提示已安装过，如右上图所示，这说明web02节点已经连接上了database节点的MariaDB数据库。web02节点验证成功，直接单击“登录”便可以正常访问站点，如右下图所示。即使把web01节点的Apache服务关闭，web02节点的WordPress仍然正常工作，如下图所示。web02节点验证成功界面关闭web01节点后web02节点的测试界面任务02

集群架构下应用部署（4）database节点验证在database节点，登录MariaDB数据库，查看数据库列表信息，如下所示。进入“wordpress”数据库查看表单详情，结果如下所示，发现web01和web02的用户数据已经录入数据库中，说明在集群架构下部署WordPress应用是有效的。MariaDB[wordpress]>select*fromwp_users;+---+------------+------------------------------------------------+-----------------+------------------------+--------------------------------------+------------------------+----------------------+------------+---------------+|ID|user_login|user_pass|user_nicename|user_email

|user_url

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|user_activation_key|user_status|display_name||1|wxic

|$P$BwLE9mzSx2l2Dvw1hKRU1o1y4YFcNw1|wxic

|wxic@|00/wordpress|2023-12-0516:41:36|

|0|wxic

|+---+------------+------------------------------------------------+-----------------+------------------------+--------------------------------------+------------------------+----------------------+------------+---------------+1rowinset(0.000sec)[root@database~]#mysql-uroot-pwxic@2024Maria