張建生

摘要：開(kāi)源云計(jì)算使用方便、操作簡(jiǎn)單、成本低廉、穩(wěn)定性好，吸引人們的重視與關(guān)注。該文介紹了開(kāi)源云計(jì)算openstack的架構(gòu)與功能，指出高校計(jì)算機(jī)機(jī)房存在的不足，研究了開(kāi)源云計(jì)算openstack在機(jī)房的應(yīng)用，主要包括大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、虛擬計(jì)算機(jī)云系統(tǒng)、落實(shí)安全保障措施等內(nèi)容。實(shí)際應(yīng)用表明，openstack可以便捷、迅速的部署云，并且性能穩(wěn)定，有利于機(jī)房各項(xiàng)工作的順利開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：開(kāi)源云計(jì)算；openstack；高校計(jì)算機(jī)；機(jī)房管理

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）31-0082-02

信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，不僅大大便利了人們?nèi)粘Ｉ钆c工作，給高校教學(xué)工作和計(jì)算機(jī)房也帶來(lái)全新變革，高校計(jì)算機(jī)房建設(shè)就是在這樣的背景下產(chǎn)生的。同時(shí)，為促進(jìn)計(jì)算機(jī)房更好運(yùn)營(yíng)和發(fā)揮作用，建立完善的管理系統(tǒng)，提高管理水平，為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供支撐是十分必要的。為此，各學(xué)校都普遍重視高校計(jì)算機(jī)房信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，根據(jù)機(jī)房具體工作需要，合理設(shè)置相應(yīng)的管理系統(tǒng)，推動(dòng)傳統(tǒng)管理方式向現(xiàn)代管理方式轉(zhuǎn)變，推動(dòng)計(jì)算機(jī)房管理水平提高。也為教學(xué)活動(dòng)有效開(kāi)展，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率創(chuàng)造條件。本文結(jié)合高校計(jì)算機(jī)房實(shí)際情況，就開(kāi)源云計(jì)算openstack的應(yīng)用進(jìn)行探討分析，希望能為具體工作開(kāi)展提供啟示。

1 開(kāi)源云計(jì)算和openstack概述

隨著云計(jì)算技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展和不斷改進(jìn)，開(kāi)源云計(jì)算出現(xiàn)并得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在高等教育事業(yè)不斷發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對(duì)高校人才培養(yǎng)質(zhì)量要求越來(lái)越高的背景下，加強(qiáng)高校計(jì)算機(jī)房建設(shè)，提高學(xué)生的實(shí)踐技能和動(dòng)手操作能力是十分必要的。通常高校普遍注重加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資，擴(kuò)展教學(xué)場(chǎng)地，改善辦學(xué)環(huán)境，但是對(duì)計(jì)算機(jī)房設(shè)備的投入可能存在不足的情況，設(shè)備更新緩慢，管理維護(hù)工作不足，制約學(xué)生接觸和掌握先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，也影響學(xué)生綜合素質(zhì)提升。為彌補(bǔ)這種不足，將開(kāi)源云計(jì)算openstack應(yīng)用到計(jì)算機(jī)房當(dāng)中，有利于更好部署云，確保機(jī)房性能穩(wěn)定，促進(jìn)計(jì)算機(jī)房有效運(yùn)行和發(fā)揮作用。

1）開(kāi)源云計(jì)算概述。云計(jì)算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)、隨地、按需、便捷訪問(wèn)的共享資源池模式，包括基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)、軟件服務(wù)層。開(kāi)源云計(jì)算在此基礎(chǔ)上發(fā)展和演進(jìn)而來(lái)，較為流行的管理平臺(tái)有Eucalyptus，OpenNebula，OpenStack，CloudStack等，應(yīng)用最多的為OpenStack，并且前景廣闊，深受人們的喜愛(ài)與關(guān)注。

2）openstack概述。Openstack是一個(gè)開(kāi)源云計(jì)算項(xiàng)目，其目的是方便部署云，為各項(xiàng)工作開(kāi)展提供操作平臺(tái)。組成架構(gòu)包括計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、共享服務(wù)、儀表板，有效完成存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)連接等各項(xiàng)功能。同時(shí)，openstack包括云計(jì)算和云存儲(chǔ)兩個(gè)項(xiàng)目，可以提供計(jì)算資源，提供自動(dòng)創(chuàng)建和管理服務(wù)。并且存儲(chǔ)空間還能夠擴(kuò)展，為用戶使用提供方便。

2 開(kāi)源云計(jì)算openstack在高校計(jì)算機(jī)機(jī)房中的應(yīng)用對(duì)策

高校計(jì)算機(jī)房系統(tǒng)以提高管理效率、促進(jìn)教學(xué)水平提升、方便學(xué)生學(xué)習(xí)為目的。通過(guò)合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)措施開(kāi)發(fā)而成，更好服務(wù)于實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、管理、學(xué)生學(xué)習(xí)等工作。機(jī)房管理是高校日常管理工作的重要內(nèi)容，同時(shí)也是一項(xiàng)系統(tǒng)、復(fù)雜的工作，復(fù)雜程度高、任務(wù)繁瑣，需要耗費(fèi)大量人力與物力，但對(duì)高校正常教學(xué)秩序、學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展等都會(huì)產(chǎn)生重要影響。隨著新任務(wù)和新要求出現(xiàn)，原有管理方式逐漸顯示其滯后性，難以滿足高校計(jì)算機(jī)房管理需要。因此，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新的管理系統(tǒng)是十分必要的，開(kāi)源云計(jì)算openstack是重要的技術(shù)措施，滿足機(jī)房日常工作需要，實(shí)際工作中從以下方面采取應(yīng)用對(duì)策。

1）建立大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大容量文件拷貝與高寬帶傳輸加大單機(jī)服務(wù)器負(fù)荷，對(duì)不同機(jī)房存儲(chǔ)服務(wù)器開(kāi)展集中管理是迫切需要解決的問(wèn)題。Openstack提供云存儲(chǔ)技術(shù)，可以便捷、迅速的構(gòu)建大容量存儲(chǔ)。收集現(xiàn)有可用的存儲(chǔ)服務(wù)器，以5臺(tái)為單位組成節(jié)點(diǎn)區(qū)，結(jié)合需要擴(kuò)展多個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)。并融入身份認(rèn)證節(jié)點(diǎn)，對(duì)用戶訪問(wèn)進(jìn)行控制，組建云存儲(chǔ)，滿足管理工作需要。

2）建立虛擬計(jì)算機(jī)云系統(tǒng)。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)房管理效率低，耗費(fèi)大量人力物力，安裝過(guò)多軟件會(huì)影響計(jì)算機(jī)性能。而openstack可以構(gòu)建虛擬計(jì)算機(jī)云，有利于提升計(jì)算機(jī)性能，減少人力與物力消耗，提升計(jì)算機(jī)房管理效率。以4臺(tái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)為單位，使用交換機(jī)組成一個(gè)區(qū)，管理員根據(jù)需要增加區(qū)。每臺(tái)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)連接內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)，內(nèi)網(wǎng)管理云計(jì)算，外網(wǎng)訪問(wèn)虛擬計(jì)算機(jī)。還可以增加管理端和監(jiān)控點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)算機(jī)服務(wù)的各項(xiàng)工作，確保計(jì)算機(jī)運(yùn)營(yíng)安全。利用openstack虛擬化后的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，虛擬計(jì)算機(jī)和物理計(jì)算機(jī)一樣。

3）落實(shí)安全保障措施。一方面，為保障計(jì)算機(jī)房的安全，讓開(kāi)源云計(jì)算openstack有效發(fā)揮作用。與Internet連接設(shè)置防護(hù)墻技術(shù)，進(jìn)行用戶權(quán)限設(shè)置，設(shè)置安全密碼，安裝防病毒軟件，去掉測(cè)試賬號(hào)和共享賬號(hào)。另一方面，為保障計(jì)算機(jī)房數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)安全，嚴(yán)格限制管理權(quán)限和用戶訪問(wèn)權(quán)限，使用安全的密碼，設(shè)置強(qiáng)度高密碼，重視記錄數(shù)據(jù)庫(kù)日志審核與管理。另外，為保證權(quán)限級(jí)別安全，計(jì)算機(jī)房還給不同用戶分配不同訪問(wèn)權(quán)限，禁止未注冊(cè)用戶訪問(wèn)，對(duì)用戶名和密碼進(jìn)行校驗(yàn)和審核，防止非法訪問(wèn)，確保計(jì)算機(jī)房的數(shù)據(jù)信息安全。要建立并落實(shí)安全管理控制制度，加強(qiáng)用戶管理，杜絕不法分子篡改數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)有效保障計(jì)算機(jī)房數(shù)據(jù)信息安全的目的。

3 開(kāi)源云計(jì)算openstack在高校計(jì)算機(jī)機(jī)房中的應(yīng)用實(shí)例

通過(guò)上述介紹，對(duì)開(kāi)源云計(jì)算openstack計(jì)算機(jī)房系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)有基本了解，為促進(jìn)系統(tǒng)功能和作用充分發(fā)揮，要將其有效應(yīng)用到計(jì)算機(jī)房具體管理工作當(dāng)中，以證明其實(shí)用性，為提高計(jì)算機(jī)房管理水平，推動(dòng)教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。下面將對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行介紹，以掌握開(kāi)源云計(jì)算openstack的功能，為推動(dòng)其有效利用和作用充分發(fā)揮提供借鑒。

3.1應(yīng)用實(shí)例

某高校計(jì)算機(jī)房日常運(yùn)營(yíng)和管理中，通過(guò)開(kāi)源云計(jì)算openstack的應(yīng)用，設(shè)置以下模式，促進(jìn)機(jī)房作用有效發(fā)揮。

1）頁(yè)面框架。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)采用的是框架結(jié)構(gòu)，以增加系統(tǒng)靈活性，方便操作和用戶使用。頁(yè)面頭、左邊導(dǎo)航、右邊正文分別置于不同框架結(jié)構(gòu)中。為實(shí)現(xiàn)對(duì)右邊正文內(nèi)容有效控制，具體使用和操作過(guò)程中，只需要移動(dòng)左邊導(dǎo)航部分即可，提高使用的靈活性，有效滿足用戶需求。為方便計(jì)算機(jī)房管理，用戶只需要在左邊導(dǎo)航選擇不同功能菜單，就能實(shí)現(xiàn)刷新右邊正文內(nèi)容的目的。也讓整個(gè)頁(yè)面結(jié)構(gòu)變得清晰合理，方便用戶觀察和使用，為開(kāi)展具體的各項(xiàng)操作提供方便。

2）系統(tǒng)登錄。登錄界面為用戶登錄和進(jìn)入機(jī)房提供平臺(tái)，輸入用戶名和密碼即可登錄界面。對(duì)用戶輸入的登錄信息，系統(tǒng)進(jìn)行身份識(shí)別，根據(jù)用戶不同的身份信息進(jìn)入不同界面，管理員進(jìn)入管理員界面、教師進(jìn)入教師界面、學(xué)生進(jìn)入學(xué)生界面。將用戶合理分配到應(yīng)該進(jìn)入的頁(yè)面，然后用戶可以根據(jù)自己需要開(kāi)展各項(xiàng)操作。系統(tǒng)根據(jù)用戶名和密碼確認(rèn)身份，驗(yàn)證登錄信息，只有通過(guò)驗(yàn)證后才能登錄到用戶界面，并在該界面上瀏覽用戶信息，進(jìn)行相應(yīng)操作，還可以了解用戶身份信息以及可以操作模塊。如果登錄信息未通過(guò)驗(yàn)證，則禁止登錄，表明該用戶不符合訪問(wèn)身份條件，避免非法訪問(wèn)和入侵，保證計(jì)算機(jī)房安全。

3）管理員登錄管理。為提高計(jì)算機(jī)房管理水平，避免相關(guān)信息資料泄露出去，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶信息嚴(yán)格保密的目的，管理員有權(quán)限管理和維護(hù)系統(tǒng)。考慮計(jì)算機(jī)房管理工作需要，方便管理人員登錄系統(tǒng)開(kāi)展系統(tǒng)管理及維護(hù)工作，開(kāi)源云計(jì)算openstack應(yīng)用和計(jì)算機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)，將管理員登錄信息存放于數(shù)據(jù)表ex_adm中，該數(shù)據(jù)表建立時(shí)添加管理員記錄，用戶名和密碼均為admin。管理員登錄界面，包括用戶名和密碼輸入框，輸入并提交登錄按鈕后，進(jìn)入管理員用戶界面，根據(jù)需要開(kāi)展各項(xiàng)操作。

4）用戶管理模塊。該模板對(duì)用戶登錄信息和資料進(jìn)行管理，決定用戶是否擁有登錄權(quán)限，并為用戶使用系統(tǒng)設(shè)置相關(guān)內(nèi)容。具體來(lái)說(shuō)，主要功能為：對(duì)不同用戶登錄權(quán)限操作開(kāi)展管理，添加、修改或刪除用戶。添加用戶時(shí)要填寫(xiě)新用戶資料以及用戶名和密碼，根據(jù)是學(xué)生、教師還是管理員對(duì)其進(jìn)行分類，提交并確認(rèn)后添加成功，從而在管理模塊當(dāng)中新增用戶。如果提交失敗，需要重新添加，直至符合要求，確認(rèn)后為止。

3.2應(yīng)用效果

計(jì)算機(jī)房通過(guò)開(kāi)源云計(jì)算openstack的應(yīng)用，實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，openstack能便捷、迅速的部署云，還可以確保性能處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，能滿足一般高校計(jì)算機(jī)房管理工作需要。同時(shí)，在openstack支持下，還有利于整合計(jì)算機(jī)房資源，為管理者、教師、學(xué)生提供較豐富的信息資源，甚至還可以將開(kāi)源云計(jì)算openstack用于虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，其重要的應(yīng)用價(jià)值是不容忽視的，今后在實(shí)際工作中值得推廣和應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，高校計(jì)算機(jī)機(jī)房中，通過(guò)openstack的應(yīng)用，能夠較為迅速的部署云，并確保系統(tǒng)的性能穩(wěn)定，為人們開(kāi)展管理和其它操作提供方便，對(duì)一般高校計(jì)算機(jī)房各項(xiàng)工作順利開(kāi)展也具有積極作用。同時(shí)它還有利于整合教學(xué)資源，對(duì)任課老師教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展，學(xué)生獲取豐富的信息資源也具有一定價(jià)值，甚至還可以將其應(yīng)用到虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。因此，實(shí)際工作中應(yīng)該重視openstack的應(yīng)用，加強(qiáng)安全管理和系統(tǒng)維護(hù)，確保系統(tǒng)綜合性能，促進(jìn)openstack在高校計(jì)算機(jī)機(jī)房中發(fā)揮更大作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 孫寒玉，顧春華.一種基于openstack的云應(yīng)用開(kāi)發(fā)框架[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015（4）：272-276.

[2] 馬文杰.基于OpenStack的高校實(shí)驗(yàn)云平臺(tái)的研究與應(yīng)用[J].綏化學(xué)院學(xué)報(bào)， 2014（12）： 146-150

[3] 宋凌怡.基于OpenStack的高校云數(shù)據(jù)中心研究與實(shí)現(xiàn)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2016（8）：33-35.

[4] 肖飛，楊晶.基于OpenStack的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室自助服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2013（7）：201-207.

[5] 蘇培華.基于openstack的高校數(shù)據(jù)中心應(yīng)用研究[J].電子設(shè)計(jì)工程，2015（21），48-51.

[6] 黃志成.開(kāi)源云計(jì)算OpenStack在高校計(jì)算機(jī)機(jī)房中的應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化， 2013（3）：204-207.

[7] 李磊，李小寧.基于OpenStack的科研教學(xué)云計(jì)算平臺(tái)的構(gòu)建與運(yùn)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理， 2014（6）：127-133.