基于云計算的應用型本科校企合作實訓平臺研究

宋海燕 常潤梅 藺彧

[摘 要] 不斷成熟的云計算技術促進教育云快速發展，各高職院校積極開展云計算在教學領域的研究及實踐。本文主要研究云計算在應用型本科校企合作實訓中的應用，簡單介紹了OpenStack框架，詳細論述了云平臺的設計、構建及實訓系統部署。

[關鍵詞] 云計算;實訓云平臺;云平臺構建;OpenStack

[基金項目] 內蒙古自治區高等學校科學研究項目“基于云計算的應用型本科校企合作實訓平臺研究”（NJZC17479）

[作者簡介] 宋海燕（1980—），女，天津人，碩士研究生，副教授，研究方向為軟件工程、云計算、大數據;常潤梅（1979—），女，內蒙古呼和? ? ? 浩特人，碩士研究生，副教授，研究方向為云計算技術與應用。

[中圖分類號] G642.423? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）26-0055-02? ? [收稿日期] 2019-12-27

云計算概念在2006年由Google首席執行官埃里克·施密特正式提出，它是一種新興的計算模型，可以通過網絡將眾多物理計算設備整合成一個大型計算資源池，通過調度資源池分配資源，為用戶提供IaaS、PaaS、SaaS服務[1]。目前，云計算在我國已經滲入到各個領域，“云計算+教育”研究和應用不斷深入。

2014年我院成功申報軟件工程應用型本科專業。依據國家校企融合育人的理念，學院注重校企合作，將企業真實項目引入教學，工程師和教師協作完成教學任務。以此為契機，本文將云計算技術與實踐教學相結合，以云平臺為依托，將實訓系統部署其上，供管理員、教師、工程師、學生在端口登錄使用，方便靈活地開展教學活動。

一、OpenStack框架

OpenStack是由NASA和Rackspace合作研發并發起的，以Apache許可證授權的自由軟件和開放源代碼項目。其整體設計采用開放式架構，由各個獨立模塊組合起來完成相應的工作，并通過各服務間的互補提供IaaS解決方案。為實現云計算的各項功能，Openstack將計算、存儲、監控、網絡服務等劃分為若干項目，每個項目對應Openstack中的一個或多個組件。本文主要運用Keystone、Glance、Nova、Neutron、Horizon、Cinder六個組件構建IaaS云平臺。

二、實訓云平臺設計與構建

（一）設計方案

實驗需要一臺服務器，使用VMware Workstation 15 Pro虛擬化出三臺虛擬機，分別作為控制節點、計算節點和塊存儲節點。以OpenStack作為底層框架，以云存儲技術和虛擬化技術作為技術支撐構建實訓云平臺[2]。

控制節點是云平臺的核心，承擔任務調度、管理監控整個系統的作用。用戶通過在控制節點部署的各類服務和管理界面對云平臺執行各種命令。計算節點是云平臺具體計算工作的執行者，包括給客戶提供各種虛擬機、存儲空間等。塊存儲為虛擬機提供可持久運行的塊存儲服務，相當于硬盤。各節點部署的服務和網絡接口如圖1所示。

（二）構建過程

本文采用OpenStack官網提供的手冊進行安裝，按照組件不同依次進行配置。構建步驟如下：1.設置網絡結構，搭建和配置網絡。2.在控制節點、計算節點和塊存儲節點上部署服務組件，具體構建過程如下：

（1）Keystone認證服務組件部署。Keystone用于給OpenStack各組件提供認證和授權服務。構建云平臺需先在控制節點部署此服務。以root身份登錄數據庫，創建keystone數據庫并授權;編輯并修改keystone.conf，同步數據庫，初始化Fernet key庫;配置apache服務，創建與keystone.conf的連接，啟動http服務。

（2）Glance鏡像服務組件部署。Glance提供虛擬機鏡像管理服務，安裝在控制節點。創建glance庫并授予訪問權限，獲取admin環境變量，創建glance用戶;把此用戶和admin添加到項目中并且創建鏡像服務API端點;安裝glance，編輯glance-registry.conf;同步鏡像服務的數據庫，啟動鏡像服務并設為開機自啟。

（3）Nova計算服務組件部署。Nova提供云計算系統管理服務，是云平臺的核心組件。需在控制節點和計算節點分別安裝。首先，在控制節點創建數據庫，授權登錄，加載憑據，創建計算服務憑證;創建nova用戶并添加admin角色;創建nova服務端點，computeAPI服務端點，placemen用戶;安裝nova，編輯配置文件，重新啟動httpd服務，同步計算數據庫。其次，在計算節點安裝Nova服務，修改nova.conf配置vnc、glance、oslo_concurrenc、placement，完成配置啟動服務。

（4）Neutron網絡服務組件部署。Neutron提供云平臺容納不同網絡設備和軟件的服務。需在控制節點和計算節點交替完成安裝。在控制節點先創建數據庫、服務憑證和API端點;在文件metadata中配置元數據代理controller;切換到計算節點文件nova.conf中配置好neutron參數，以實現計算節點的網絡服務;網絡服務初始化腳本需要一個超鏈接plugin.ini指向ML2插件配置文件ml2_conf.ini。在計算節點安裝包后，編輯neutron.conf文件中DEFAULT等參數。編輯nova.conf文件中的neutron實現計算節點配置網絡服務。啟動服務，完成Neutron安裝[3]。

（5）Horizon控制臺服務組件部署。Horizon提供一個基于WEB圖形界面管理平臺，安裝在控制節點。執行命令配置memcache會話存儲服務;開啟身份驗證，啟用域的支持并配置API版本，完成安裝啟動服務。

（6）Cinder塊存儲服務組件部署。Cinder提供相應的塊存儲，相當于一塊硬盤。需在控制節點和塊存儲節點分別安裝。在塊存儲節點安裝該服務，修改配置文件cinder.conf。在控制節點創建cinder數據庫，加載admin憑據，創建一個cinder用戶并將創建的用戶添加到項目當中。

三、部署校企合作實訓系統

上述服務組件部署完成后，對各項服務進行啟動測試。各個服務正常運行后，創建實例，配置ssh連接Xshell且可以訪問外網，證明該云主機可用，也說明成功構建了云平臺。云平臺構建成功后，在其上部署校企合作實訓系統。在計算節點上，安裝mysql數據庫、Java環境、tomcat服務器，將數據庫導入到控制節點的數據庫，重啟各項服務，至此實訓系統環境搭建完成。接下來在計算節點下登錄到數據庫，執行sql命令導入實訓系統的數據表，實訓系統可正常使用。

四、結束語

使用云平臺開展教學是教育領域的發展趨勢，可以集約資源，降低教學資源更新成本。本課題構建的校企合作實訓云平臺基本上實現了課題目標，后續隨著實訓系統數據的增加，可以拓展到由多臺服務器構建云平臺。

參考文獻

[1]戴元順.云計算技術簡述[J].信息通信技術，2010（2）.

[2]關輝，姒茂新.基于OpenStack的高校教學云平臺設計與搭建[J].軟件導刊，2016（10）：80-83.

[3]王海霞.基于openstack的高職教學實驗云平臺研究與搭建[J].教育現代化雜志，2018（3）：94-95.

Research on the Practical Training Platform of Application-oriented Undergraduate School-Enterprise Cooperation Based on Cloud Computing

SONG Hai-yan，CHANG Run-mei，LIN Yu

（Inner Mongolia Electronic Information Vocational Technical College， Hohhot，Inner Mongolia 010020，China）

Abstract：Growing cloud computing technology promotes the rapid development of education cloud.Many vocational colleges actively carry out the research and practice of cloud computing in the teaching field.This paper mainly studies the application of cloud computing in the practical training of application-oriented school-enterprise cooperation.It introduces the framework of OpenStack and discusses in detail the design，construction and training system deployment of cloud platform.

Key words：cloud computing;practical training cloud platform;cloud platform construction;OpenStack