项目1-云计算基础

云计算平台运维与开发云计算基础

云计算是一种新型的计算模式，其主要优势是：即时响应用户需要的计算资源，即根据用户的需求供给或者回收相应的资源。用户可以在应用开始运行时，只申请一部分资源，当有增加需求时，再按需向云服务提供商申请更多的计算资源。云计算的形成对应的是多种技术的组合，这种组合使得把IT作为服务这个非常简单的理念变成了现实。云计算将在互联网应用、产品应用模式、IT产品开发方向等方面影响和渗透着人们的学习、工作和生活。对于消费级个人用户能比较容易接受云计算服务，在未来人们可以通过手机完成计算机能完成的一切，包括超大计算任务、存储任务等。思政课堂阿福任职于一个刚成立不久的小公司,所以老板刚开始也并没有多少资金来来配置先进的设备。但是现在社会上无论什么企业都要使用“云设备”来承载业务,无论是业务还是员工,使用云平台管理既方便又节省资金。权衡利弊以后,老板决定使用免费开源的云操作系统OpenStack来完成，并把这个任务交给阿福来完成。为了能够搭建OpenStack云平台，于是阿福决定从最基础开始学习OpenStack基础知识。OpenStack是一种云操作系统，用于部署云计算管理平台。要学习OpenStack之前我们首先需要了解云计算的基础知识，理解相关的概念和理念。云计算不是全新的一种网络技术，而是一种全新的网络应用概念，云计算的核心概念就是以互联网为中心，在网络上提供快速且安全的云计算服务与数据存储，让每一个使用互联网的人都可以使用网络上的庞大计算资源与数据中心。通过这项技术，可以在很短的时间内（几秒钟）完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务。项目描述云计算是什么？虚拟化技术是什么？OpenStack有哪些组件？请在此放置您的文字如何安装并使用VMwareWorkstation虚拟机？问题引导1.云计算概述在互联网时代，相信大家多多少少有听说过或者有稍微的去了解过阿里云、华为云、腾讯云、百度云、等。在打开淘宝的时候在进入界面的最底行有一行小小的阿里云提供计算服务、打开美团的界面最底行有一行美团云提供计算服务、打开QQ的界面最底行有一行腾讯云提供计算服务……那么到底什么是云计算？知识学习。云计算是与信息技术、软件、互联网相关的一种服务，这种计算资源共享池叫做“云”。之所以被称为“云”是因为它在某些方面具有与现实中云类似的特征：云一般较大；云可以动态伸缩，它的边界是模糊的；云在空中飘忽不定，无法也无须确定它的具体位置，但它确实存在某处。“云就像自来水厂一样，我们可以随时使用且不限量，只需要根据需求量付费云计算的核心是可以将很多计算机资源协调在一起，通过软件实现自动化管理，只需要很少的人参与就能让资源被快速提供，因此用户就可以通过网络获取到无限的资源，同时获取的资源不受任何时间和空间的限制。云计算是继计算机、互联网之后一种新的信息技术革新，是信息时代的一个巨大飞跃。虽然目前有很多有关于云计算的定义，但是总体上，云计算的基本含义是一致的，即云计算具有很强的扩展性和需要性，可以为用户提供一种全新的体验。云计算的服务模式由三个部分组成，包括基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS）。1. IaaS。是指把IT基础设施作为一种服务通过网络对外提供。在这种服务中，用户不用自己构建一个数据中心，而是通过租用的方式来使用基础设施服务。2. PaaS。可以将平台理解为中间件，是云中的较完整开发和部署环境。云计算厂商在基础设施上进行开发，搭建操作系统，提供了一套完整的应用解决方案。3. SaaS。平台供应商将应用软件统一部署在自己的服务器上，用户可以根据实际需求通过互联网向厂商订购所需的应用软件服务。假设云计算是一个一个的饺子，那么IaaS就是要从面粉到面皮，面皮裹上馅料，包好后下水煮熟后才能食用的手工饺；PaaS是从超市购买后下水煮熟后就能食用的速冻饺子；SaaS是坐在餐厅中等待上餐就能食用的饺子。知识学习云计算的服务模式：虚拟化是一个广义的术语，是指为运行的程序或软件营造它所需要的运行环境。虚拟化是云计算的基础，主要目的是对基础设施和资源管理方式进行简化，虚拟化技术可以扩大硬件的容量，在采用虚拟化技术后，程序或运行的软件不再独享底层的物理计算资源，论根本来说就是运行在一个虚拟的CPU或者是虚拟主机上，使得在一台物理服务器上可以运行多台虚拟机，虚拟机共享物理机的CPU、内存、输入/输出硬件资源，但逻辑上虚拟机之间是相互隔离的。在OpenStack环境中，计算服务通过应用程序接口服务器来控制虚拟机管理程序，它具备一个抽象层，可以在部署时选择一种虚拟化技术创建虚拟机，向用户提供云服务，OpenStack

支持的虚拟化技术如下：1.KVM。基于内核的虚拟机是通用的开放虚拟化技术，也是OpenStack用户使用的较多的虚拟化技术，它支持OpenStack的所有特性。2.Xen。Xen是部署快速、安全、开源的虚拟化软件技术，可是多个同样的操作系统或不同操作系统的虚拟运行在同一个主机上。知识学习虚拟化技术3.容器。容器是在单一主机上提供多个隔离的Linux环境的操作系统级虚拟化技术，有效的将单个操作系统的资源划分到孤立的组中，以便更好的平衡有冲突的资源使用需求，容器并不需要运行专用的客户操作系统。Linux容器：提供在单一可控主机节点上支持多个相互隔离的服务器容器同时执行的机制。Docker：一个开源的应用容器引擎，开发者可以把应用以及依赖包打包到一个可移植的容器，然后发布到任何流行的Linux平台上，利用Docker也可以虚拟化，容器使用沙箱机制，相互之间一般不会有任何接口。Hyper-V。是微软公司推出的企业级虚拟化解决方案，管理程序采用了微内核的架构，兼顾了安全性和性能要求，是一种免费的虚拟化方案。VMwareESXi：VMware公司提供了业界领先且可靠的服务器虚拟化平台和软件定义计算产品，其中ESXi虚拟化平台用于创建和运行虚拟机及虚拟设备。知识学习虚拟化技术Open意为开放，Stack意为堆栈或堆叠，OpenStack是一系列软件开源项目的组合，包括若干项目，每个项目都有自己的名称，包括不同的组件，每个组件又包括若干的服务，一个服务意味着一个进程。覆盖了网络、虚拟化、操作系统、服务器等各个方面，这些组件部署灵活，支持水平扩展，具有伸缩性，支持不同规格的云计算管理平台。知识学习OpenStack概述服务功能计算服务Nova一套控制器，用于为单个用户或使用群组管理虚拟机实例的整个生命周期，根据用户需求来提供虚拟服务。部署与管理虚拟机并为用户提供虚拟机服务，负责虚拟机的基础操作。网络服务Neutron提供网络虚拟化技术，为OpenStack其他服务提供网络连接服务。它提供基于插件的架构，并支持众多的网络提供商和技术。镜像服务：Glance。一套虚拟机镜像查找及检索系统，支持多种虚拟机镜像格式，有创建上传镜像、删除镜像、编辑镜像基本信息的功能。知识学习OpenStack主要组件服务功能对象存储：Swift一套用于在大规模可扩展系统中通过内置冗余及高容错机制实现对象存储的系统，允许进行存储或者检索文件。可为Glance提供镜像存储，为Cinder提供卷备份服务。身份服务：Keystone为OpenStack其他服务提供身份验证、服务规则和服务令牌的功能，管理Domains、Projects、Users、Groups、Roles。块存储：Cinder为运行实例提供稳定的数据块存储服务，它的插件驱动架构有利于块设备的创建和管理，如创建卷、删除卷，在实例上挂载和卸载卷。知识学习OpenStack主要组件服务功能仪表板：HorizonOpenStack中基于Web的各种服务的管理门户，用于简化用户对服务的操作，让最终用户和运维人员都可以完成大多数的操作，例如：启动实例、分配IP地址、配置访问控制等。测量：Ceilometer像一个漏斗一样，能把OpenStack内部发生的几乎所有的事件都收集起来，然后为计费和监控以及其它服务提供数据支撑。部署编排：Heat提供了一种通过模板定义的协同部署方式，实现云基础设施软件运行环境（计算、存储和网络资源）的自动化部署。知识学习OpenStack主要组件服务功能数据库服务：Trove为用户在OpenStack的环境提供可扩展和可靠的关系和非关系数据库引擎服务数据处理：Sahara为用户提供简单部署Hadoop集群的能力，如通过简单配置迅速将Hadoop集群部署起来。…更多功能正在开发中……更多功能正在开发中…知识学习OpenStack主要组件通常将运行OpenStack的计算机称为主机或主机节点。为方便实验，建议使用虚拟机。本章的实例是在一台真实的Windows计算机（作为宿主机）中通过VMwareWorkstation创建一台运行CentOS7操作系统的虚拟机，作为OpenStack主机。虚拟机软件较多，选用VMwareWorkstation软件完成实验的开发、部署。在VMWare官网下载并安装VMwareWorkstation软件安装包，双击软件安装包安装，具体安装过程不详述。本次实验使用CentOS作为实验镜像。从CentOS官网下载Linux发行版的CentOS安装包，后缀为iso，本次实验使用“CentOS-7-x86_64-DVD-1810.iso”。项目实施创建VMWare虚拟机项目实施图1-1虚拟软件界面双击打开VMwareWorkstationPro软件，显示虚拟机软件界面，如图1-1所示。2.点击创建新的虚拟机或者右上角文件中的新建虚拟机，打开新建虚拟机向导，默认是选中“典型(推荐)”，但我们使用“自定义(高级)”然后点击下一步，如图1-2所示。图1-2新建虚拟机向导项目实施3.选择虚拟机硬盘兼容性，一般不做任何修改，接着再点击下一步，如图1-3所示。图1-3虚拟机硬件图1-4安装客户端操作系统4.在安装客户端操作系统中我们选择“稍后安装操作系统”后选择下一步，如图1-4所示项目实施6.在选择客户机操作系统中，选择“Linux”操作系统，选择“CentOS764位”的版本后点击下一步，如图1-5和1-6所示。图1-5选择客户端操作系统图1-6客户端操作系统项目实施7.在命名虚拟机中，自定义虚拟机名称并选择虚拟机的位置，后选择下一步，如图1-7所示。图1-7命名虚拟机8.在处理器配置中给予虚拟机处理器数量后下一步，如1-8所示。在内存中给予虚拟机内存后下一步，如图1-所示。（注意：处理器数量和内存可根据实际需求进行更改）图1-8虚拟机处理器配置项目实施9.在内存中给予虚拟机内存后下一步，如图1-9所示。（注意：处理器数量和内存可根据实际需求进行更改图1-9虚拟机内存10.默认使用“网络地址转换(NAT)”下一步，默认使用“LSILogic(推荐)”下一步，默认使用“SCSI(推荐)”下一步，默认“创建新虚拟磁盘”后下一步。11.在指定磁盘容量中给予磁盘20GB的大小并默认“将虚拟磁盘拆分成多个文件”后下一步，在指定磁盘文件中默认配置不用更改直接下一步，如图1-10所示。（磁盘大小可根据实际需求进行更改）图1-10指定虚拟机磁盘大小项目实施12.指定磁盘文件，一般不需要更改，后直接下一步，如图1-11所示图1-11指定虚拟机磁盘文件存储位置13.在已准备好创建虚拟机界面中，检查配置是否和所需一致，后点击“自定义硬件”，如图1-12所示。

图1-12准备创建虚拟机项目实施14.在自定义硬件中，选择列表中“新CD/DVD(IDE)”，后在右侧界面的连接下使用刚下载的centos映像文件，点击关闭，如图1-13所示。图1-13自定义硬件图1-14虚拟机软件创建虚拟机完成15.完成虚拟机硬件相关的初步配置，如图1-14所示。项目实施16.点击开启此虚拟机，安装CentOS。点击界面，按下“↑”后回车，进入安装，如图1-15所示。17.语言设置可以选择English，我们选择“中文”如图1-16所示，后点击继续进入安装信息。图1-15开启虚拟机图1-16安装CentOS项目实施18.进入安装信息摘要，配置相关配置，如图1-17所示。19.安装信息中系统的安装位置有一个三角感叹号，点击打开安装位置并双击默认的“本地标准磁盘”后选择完成保存配置，如图1-18所示。图1-17CentOS系统在虚拟机中的安装位置图1-18CentOS系统在虚拟机中的安装位置项目实施20.软件的软件选择中，可以选择带有桌面的“GNOME桌面”，我们这里选择“最小安装”就足够使用。点击开始安装，如图1-19所示。图1-19CentOS的软件选择21.进入安装界面，如图1-20所示。图1-20CentOS

系统正在安装项目实施22.等待安装过程中设置管理员root密码，密码设置为000000，双击完成保存root密码。暂不设置其他用户，等待安装完成，如图1-21所示。23.点击重启待系统重启后便可进入系统，安装完成，如图1-22所示。项目实施安装完成，进入CentOS系统界面，如图1-23所示。图1-23进入CentOS

系统界面实训实训题目新建一台虚拟机实训目的掌握虚拟机的创建实训准备VMwareWorkstation虚拟机软件CentOS镜像宿主机（本地Windows系统）的大量内存实训内容下载并安装VMwareWorkstation虚拟机软件。下载并安装CentOS镜像。使用CentOS镜像在VMwareWorkstation虚拟机软件上新建两台虚拟机，一台命名为Controller（控制节点），一台命名为Compute（计算节点）。配置虚拟机的基础