VMware云計算創意大賽作品選登基于Web的云環境管理系統

文/青云團隊

VMware云計算創意大賽作品選登基于Web的云環境管理系統

文/青云團隊

作品介紹

這是一款基于Web的面向校園的云環境管理系統。要實現的主要目標是：用戶通過Web訪問系統，系統中能夠實現虛擬機的操作，同時還能在云存儲系統中進行文件操作。青云實驗平臺建立在分布式集群的基礎上，通過采用VMware、Hadoop作為底層支撐技術，從而實現云存儲和虛擬機管理。青云實驗平臺的地址：http://202.117.10.253:8080/cloud。

獎項團隊 西安交通大學青云團隊（三等獎）作品 基于Web的面向校園實驗室級云環境的管理系統指導教師 桂小林——教授、博士生導師，陜西省計算機網絡重點實驗室主任成員 黃汝維，余思，莊威——西安交通大學電信學院計算機系

價值主張

在高校中，實驗室的工作人員往往要對上百臺計算機的軟硬件進行維護，這是一項艱巨的工作；同時學校希望能給每個同學都配備一臺電腦，可是沒有這樣的資金；但是，即使每個同學都配備了電腦，卻不是時時刻刻在用，這樣就造成了資源的浪費；學生希望能在別的地方訪問自己的數據，目前只能通過把數據拷貝到光盤或U盤上隨身攜帶，這樣很不方便；老師和學生在進行科研實驗時，往往會同時需要多臺計算機或者功能比PC機強大的計算機，但這樣的環境不易構建，而且實驗完畢后，可能就要將這樣一個費勁搭起來的環境拆除，而下次需要的時候又要重建搭建，這是極其浪費時間和精力的。與此同時，學校的一些實驗室中往往有一些功能強大的、閑置的服務器，如何提高這些服務器的利用率也是一個亟待解決的問題。

云計算能夠很好地解決以上的問題。本設計的目標是要構建校園級的實驗云環境。通過分析，我們歸納出了構建面向校園級實驗云環境要滿足的要求：

1.虛擬機的管理：可以根據用戶的需要和服務器的情況創建、修改、刪除、遷移虛擬機，其中要解決的關鍵問題是虛擬機資源的動態調度。

2.數據的存儲管理：為用戶提供存儲資源，用戶可以使用上網設備在任何時候、任何地點訪問其數據，并可以對數據進行上傳、下載、刪除等操作。

3.基于Web的訪問：為了支持易用性和兼容性，系統要提供Web接口，讓用戶通過瀏覽器訪問云環境，從而可以方便地使用虛擬機和存儲資源。

根據以上需求，我們設計并實現了青云實驗平臺。該平臺以VMware和Hadoop的HDFS為底層支撐技術，通過SpringSource Tool Suite建立了基于Java、JSP和MySQL的上層管理系統，并部署在Ubuntu9.04上，如圖1所示。

Vmware作為虛擬機管理程序，實現了對虛擬機的創建、部署、刪除操作，可以在一臺物理機器上同時運行多個Windows、DOS、Linux系統；多個操作系統可以像Windows應用程序那樣進行自由切換，無論在 Windows 還是 Linux 操作系統上。

Hadoop是Apache開源組織的一個分布式計算開源框架，在很多大型網站上都得到了應用，如亞馬遜、Facebook和Yahoo等。H a d o o p框架中最核心的設計就是：MapReduce和HDFS。HDFS(Hadoop Distributed File System , Hadoop分布式文件系統)是Hadoop的分布式文件管理系統，它具有高容錯性，并且可以被部署在低價的硬件設備之上。HDFS很適合那些有大數據集的應用，并且提供了對數據讀寫的高吞吐率。H D F S是一個master/slave的結構，就通常的部署來說，在master上只運行一個Namenode，而在每一個slave上運行一個Datanode。HDFS 支持傳統的層次文件組織結構，同現有的一些文件系統在操作上很類似，例如創建和刪除一個文件，把一個文件從一個目錄移到另一個目錄，重命名等等操作。Namenode管理著整個分布式文件系統，對文件系統的操作（如建立、刪除文件和文件夾）都是通過Namenode來控制。Namenode將整個文件分為若干個數據塊，將這些數據塊(block)分布到各個Datanode節點上。

青云實驗平臺包括基于VMware的虛擬機管理子系統和基于HDFS的分布式文件子系統。虛擬機管理子系統實現了虛擬機的自動分配、關閉、啟動以及撤銷，而且實現了虛擬機的分用戶管理，有效地將各個用戶進行隔離，增強安全性。同時本系統實現了虛擬機資源的自動調整，在啟動虛擬機前先判斷虛擬機最近一次操作所消耗的CPU、內存資源，若返回動態信息中存在一半以上的項值超過75%，則增加相應的靜態信息，增強靈活性，減少資源的浪費。分布式文件子系統能夠按照用戶的習慣保存用戶的數據，并提供上傳、下載、刪除、創建文件夾等功能，方便用戶對自己數據的管理。為了保障用戶數據的安全，本系統還提供了數據備份功能。

用戶只需要具有基本的操作系統和瀏覽器，就能夠登錄青云實驗平臺，然后通過平臺提供的接口使用存儲資源和虛擬機資源。

但青云實驗平臺還有許多需要完善的地方，例如實現數據的批量上傳、下載、平臺的安全性，虛擬機的動態調整算法的改進，具有簡單上網功能的硬件設備的設計等，這些將是下一步工作目標。

圖2 青云系統功能模塊

圖3 青云實驗平臺網絡拓撲

系統功能模塊

系統主要要實現的功能模塊如圖2所示。

虛擬機管理模塊：實現虛擬機的創建、啟動、關閉等功能。

存儲管理模塊：部署云存儲管理系統，并且用戶在系統中能夠實現創建自己的目錄、上傳、下載、刪除文件（夾）等操作。

系統管理模塊：管理員對系統的相關信息進行管理，包括對用戶的管理、對物理機和虛擬機的管理、對文件系統的管理等。

系統輔助功能模塊：包括用戶的注冊、登錄、注銷等，以及用戶個人信息更新等。

系統設計采用Web模式設計，客戶端只需要安裝基本的操作系統和互聯網瀏覽器就可以使用本系統。系統的網絡拓撲如圖3所示。

惠普發布ProLiant BL 600系列刀片服務器

本刊訊 日前，惠普最新發布了ProLiant BL620c G7與BL680c G7刀片服務器。前者是當前擴展能力最高的雙插槽刀片服務器，而后者則率先在刀片服務器中提供了1TB的內存容量。

據了解，在對性能影響明顯的I/O與網絡帶寬方面，ProLiant BL680c G7提供了20倍的嵌入式網絡帶寬以及7個支持PCI-E 2.0的Mezzanine擴展插槽，總I/O帶寬達到了驚人的192GB/s，同時通過10Gb級虛擬網絡連接技術將傳統的存儲網絡與以太網絡徹底融合。而新一代的iLO 3集成管理方案為用戶提供了強大的遠程全局硬件管理的手段。

據悉，根據最新的IDC數據，在2010年第二季度，刀片服務器的出貨量同比增長13.6%，工廠收入同比增長30.9%，而服務器市場總收入同比增長率只有11%。這其中惠普刀片服務器占到了55.8%的市場份額。