何文興

摘 要：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化建設已成為建設智慧城市和提高政務服務水平的必要工作。建設基于CloudStack的私有云平臺，可以有效地將政務服務應用快速部署到云平臺，充分挖掘信息的價值，實現(xiàn)信息共享，提升政府管理能力、工作效率和公共服務水平。本文設計了一個私有云平臺，目的是實現(xiàn)快速部署和運維私有云計算平臺。該平臺可對數(shù)據(jù)中心的硬件設備與動力環(huán)境進行統(tǒng)一管理與監(jiān)控，將空間信息與監(jiān)控數(shù)據(jù)完美融合，使數(shù)據(jù)中心管理更加直觀便捷。

關(guān)鍵詞：私有云；云計算；CloudStack

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）05-0028-02

Design and Research of a Private Cloud Platform Based on CloudStack

HE Wenxing

（Department of Computer Science and Technology，Hubei University of Technology，Wuhan Hubei 430068）

Abstract： With the continuous development of information technology， information construction has become necessary to build smart cities and improve the level of government service . E-government can be effectively applied rapidly to a private cloud platform based on the CloudStack， fully mining the value of information， realize information sharing， improve government management ability， work efficiency and level of public services. In this paper， a private cloud platform was designed to achieve rapid deployment and operation and maintenance of private cloud computing platform. The platform can manage and monitor the hardware and power environment of the data center， and integrate the spatial information and monitoring data perfectly， making the data center management more intuitive and convenient.

Keywords： private cloud；cloud computing；CloudStack

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，實現(xiàn)政務工作信息化已成為全社會的共識。如何更好地在政府現(xiàn)有信息平臺和資源的基礎上，通過整合、創(chuàng)新，并結(jié)合新的技術(shù)，實現(xiàn)智慧城市和政府政務信息化，是政務平臺升級改造必須要做的工作。

本文研究一個基于CloudStack的私有云平臺，目標是實現(xiàn)快速部署和運維私有云計算平臺。通過該平臺，能更好地挖掘現(xiàn)有政務信息的價值，實現(xiàn)信息資源共享，提高政府政務工作能力、工作效率和公共服務水平。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算模式，實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的軟硬件資源和數(shù)據(jù)資源“按需服務”。云計算既實現(xiàn)了資源利用最大化，也解決了現(xiàn)實生活中的計算問題。云計算（Cloud Computing）是網(wǎng)格計算（Grid Computing）、并行計算（Parallel Computing）和分布式計算（Dis-tribute Computing）的發(fā)展，或者說是這些計算機科學概念的商業(yè)實現(xiàn)。

隨著技術(shù)越來越成熟，云計算概念逐漸深入人心。目前，云計算有4種部署方式，即公有云、私有云、社區(qū)云和混合云。其中，私有云通常是通過虛擬化技術(shù)將硬件資源提供給企業(yè)使用。因為其對外不可見，故而被稱為“私有”。

目前，私有云中用到的比較成熟的云平臺有：OpenStack、CloudStack和Eucalyptus。三者各有優(yōu)勢。比如：CloudStack擁有一個整體性的架構(gòu)，安裝程序需要中等規(guī)模的時間和專業(yè)技術(shù)，一個強大的GUI（圖形用戶界面）和類似亞馬遜EC2的命令行界面能提供一些基本的安全防護和負載均衡功能；Eucalyptus因為其本身是Amazon EC2的一個開源實現(xiàn)，因此既能實現(xiàn)私有云的應用，也能無縫連接到亞馬遜公有云上，但其部分開源且收費；OpenStack是三者中安裝最困難的，但其擁有強大的安全系統(tǒng)，并能實現(xiàn)基于Swift的高可用性。對企業(yè)來說，采用基于CloudStack技術(shù)的私有云平臺，可以在節(jié)約企業(yè)硬件、電力成本的基礎上，實現(xiàn)更好的安全性、更友好的界面，并能更加靈活地實現(xiàn)企業(yè)項目的應用和部署。

吳常清和王慧敏等學者[1]介紹了一個基于CloudStack的企業(yè)私有云平臺的構(gòu)建和實現(xiàn)。該平臺通過對私有云的虛擬化技術(shù)的研究，將計算、存儲和網(wǎng)絡服務實現(xiàn)虛擬，解決了企業(yè)實際應用問題：既減少了成本，同時也解決了企業(yè)數(shù)據(jù)中心不斷擴張、資源利用率低的問題。史建燾和李秀坤等學者[2]針對網(wǎng)絡攻防實驗對普通網(wǎng)絡實驗環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞性而造成的經(jīng)濟損失的問題，采用CloudStack搭建了虛擬實驗平臺，既能實現(xiàn)實驗要求，同時也減少了經(jīng)濟損失。

總之，CloudStack云平臺憑借著其自身優(yōu)勢，目前在面對大量數(shù)據(jù)任務時，已成為企業(yè)和政府機關(guān)解決數(shù)據(jù)資源利用問題和降低平臺成本的主要途徑之一。

2 系統(tǒng)設計

該云平臺是基于開源云平臺CloudStack進行二次開發(fā)。該平臺按資源范圍從大到小的級別是數(shù)據(jù)中心（zone）、機架（pod）、集群（cluster）、主機（host）和虛擬機（VM）。

該云平臺的核心功能是將物理資源虛擬化后向客戶提供云主機、云桌面和云存儲等一系列云服務。同時，在此基礎上，提供企業(yè)審批流程管理、數(shù)據(jù)資源管理、物理資源管理、虛擬資源管理、實時監(jiān)控、信息安全管理及權(quán)限管理等功能。系統(tǒng)框架分為四層，即UI應用層、API接口層、虛擬資源層和物理資源層，系統(tǒng)框架如圖1所示。

UI應用層在Web界面收集用戶請求，根據(jù)相應功能模塊的請求發(fā)送給下層的CloudStack4.3.0的API接口層，調(diào)用其提供的API，完成對虛擬資源層的操作。虛擬資源層上實現(xiàn)由集群里主機的Hypervisor對物理資源層的操作，然后將反饋結(jié)果逐一向上傳給上層，最后用戶會在UI界面得到操作反饋信息。

在此結(jié)構(gòu)基礎上，該云平臺共分為七大功能模塊，即資源面板、資源管理、時空應用、北斗授時、智能管理、系統(tǒng)設置和個人中心，如圖2所示。

①資源面板模塊，主要負責對平臺物理設備的使用情況進行監(jiān)控，包括物理主機、虛擬機、CPU、內(nèi)存、主存儲等；②資源管理模塊，包括物理主機管理、虛擬機管理、網(wǎng)絡管理、負載均衡和模板等功能；③時空應用模塊，主要包括系統(tǒng)應用、辦公應用、GIS應用和自定義應用；④北斗授時模塊，可以根據(jù)獲得的北斗時間同步系統(tǒng)中所有服務器的時間；⑤智能管理模塊，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計、事件查詢、安全審計和系統(tǒng)體檢四個功能；⑥系統(tǒng)設置模塊，包含報警配置和賬號管理兩個功能；⑦個人中心模塊，主要功能是用戶對自己的信息和密碼進行修改。

3 結(jié)語

針對眾多政府機構(gòu)和非IT企業(yè)缺乏技術(shù)沉淀、缺乏運維管理體系、難以掌控數(shù)據(jù)中心資源和空間信息資源的問題，為滿足政企單位資源有效管理，本文建設了一套全中文化界面、部署簡單、易于使用、便于客戶使用空間信息資源的，且無需特殊培訓即可進行運維管理的私有云平臺。

參考文獻：

[1]吳常清，王慧敏，薛濤.基于CloudStack的私有云平臺的構(gòu)建與實現(xiàn)[J].西安工程大學學報，2014（2）：220-224.

[2]史建燾，李秀坤，張兆心.基于CloudStack的網(wǎng)絡攻防虛擬實驗云平臺[J].實驗室研究與探索，2017（5）：75-78.