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云应用支撑层 云应用支撑层由CloudStack开源云平台与Ceph分布式存储系统两部分构成。CloudStack架构中涉及的服务器主要为两类：管理服务器和计算服务器。CloudStack云平台的核心是管理服务器，用于管理集群中CPU、内存、网络以及云平台中虚拟机模板、镜像、快照等资源[22]。根据CloudStack提供的相关管理服务接口如资源调度、资源监控、用户管理、安全管理、加密控制、安全审计、配置管理等来实现具体功能。 CloudStack云平台的硬件环境应该考虑实际应用需求，实现各种资源的整合，最大化的利用现有资源。CloudStack的网络域包括基础网络和高级网络，由于基础网络的安全组不支持IPv6，因此本平台将会使用高级网络部署模式，在此模式下进行虚拟实例创建以及防火墙规则配置。在高级网络中虚拟机可以接入到多个网络，采用VLAN的方式进行账户间的隔离，由虚拟路由提供多种网络服务：DHCP，DNS，NAT，Firewall，VPN，LoadBalancing，PortForwarding等。 根据实际项目的需求，采用如图6所示的架构图进行环境搭建，当需求扩大，系统需要扩容的时候，直接在KVM集群中添加Host节点即可。
资源层 资源层由基础设施层和虚拟化层组成，基础设施层是云平台的基础层，其主要部分是硬件设备，包括服务器、存储设备、网络、防火墙等。由于基础设备自身的差异性，所以目前主流云平台都广泛采用虚拟化技术，包括计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化等，屏蔽了硬件设备的差异降低了复杂度，将底层资源进行组织整合，实现一个高可用性、高灵活性的弹性基础架构。 平台原型系统的搭建和验证 该平台由1台服务器和9台PC机搭建而成。其中服务器A具有4*E5-1603的CPU，频率为2.8GHz，16G内存，2TSAS硬盘，千兆网卡以及HBA卡，服务器B-J具有4*i3-2120的CPU，频率为3.30GHz，6G内存，500GATA硬盘，千兆网卡。本平台利用开源的CloudStack（4.6.0）与Ceph（Jewel10.2.1）来搭建，每台服务器的操作系统和IP地址设置见表1。
该平台所设计的文件系统（Ceph）的网络拓扑如图7所示。搭建的文件系统集群的控制节点为三个，运行mon与mds服务，监控集群状态，每个存储节点运行三个OSD，可以为每个用户提供一定大小的私有文件存储空间，平台的设计具有很好的安全性和容错性。
我们可以通过IPv6地址（http：//[2001：250：4402：223：10e0：3c0f：edc4：8888]：8080/client/）访问CloudStack的管理界面。在管理界面中，可以添加资源域、提供点、集群、主机等，并且可以为租户创建相应的虚拟机实例。这说明了该平台具有良好的可扩展性和可维护性。平台中的资源域所采用的网络类型可以分为两种，即基络类型和高级网络类型。其中高级网络支持IPv6协议，采用VLAN技术对虚拟机实例进行隔离。管理员创建资源域的时候可以根据需求配置资源域的可见性。资源域可分为所有用户可见公共区域与某些特定用户组可见的私有区域。这说明了该平台具有较高的安全性，可以为不同用户分配不同的私有虚拟资源。基于IPv6技术的云计算平台的建立，将加快促进云计算平台中计算资源和存储资源的共享，提升云计算平台的服务质量。本文研究了基于IPv6技术的云计算平台设计问题，给出了基于IPv6的CloudStack云平台的详细架构设计，并通过原型系统验证了所搭建的云计算平台的性能，其结果表明所设计的云平台具有良好的可扩展性和可维护性，用户能通过Web浏览器或者客户端的方式访问云计算平台的各种资源，IPv6技术能为云计算用户提供安全、便捷的云计算服务。 （作者单位：刘宇 彭天越 徐波 张世文 林亚平为湖南大学信息科学与工程学院；张世文为湖南科技大学计算机科学与工程学院） 参考文献 [1]M.Armbrust，A.Fox，R.Griffith，etal，“A view of cloud computing，”Communications of the ACM，vol.54，no.1，pp.50-58，2010. [2]冯登国，张敏，张妍，等.云计算安全研究[J].软件学报，2011，22（1），71-83. [3]王晓峰，吴建平，崔勇.互联网IPv6过渡技术综述[J].小型微型计算机系统，2006，27（3）：385-395. [4]RajkumarB，Chee S Y.cloud Computing and Emerging IT Platforms：Vision，hype，and reality for Delivering Computing as the 5th Utility[J].Future Generation Computer Systems，2009（25）：599～616[5]罗国玮，兰瑞乐.基于云计算的高校科研实验平台构建研究[J].实验技术与管理，2012，29（4）：115-117. [6]柴亚辉，涂春萍，刘觉夫，等.基于云计算的计算机与软件实验室资源管理[J].实验室研究与探索，2010，29（10）：254-257. [7]李英壮，廖培腾，孙梦，等.基于云计算的数据中心虚拟机管理平台的设计[J].实验技术与管理，2011，28（5）：1-3. [8]张帆，李磊，杨成胡，等.基于Eucalyptus构建私有云计算平台[J].电信科学，2011，27（11）：57-61. [9]李磊，李小宁，金连文.基于OpenStack的科研教学云计算平台的构建与运用[J].实验室技术与管理，2014，31（6）：127-133. [10]李小宁，李磊，金连文，等.基于OpenStack构建私有云计算平台[J].电信科学，2012，28（9）：1-8. [11]黄超.虚拟桌面系统桌面管理模块的设计与实现[D].中山大学，2013. [12]吕俊蒙.基于CloudStack云平台的神经网络分类器的设计与实现[D].北京交通大学，2015.[13]高晨曦.CloudStack云平台负载均衡方法的研究和实现[D].哈尔滨工业大学，2015. [14]方正宁.基于CloudStack的权限管理模块的设计与实现[D].北京邮电大学，2015.[15]王敏讷.基于Cloudstack的虚拟机部署方案的研究与实现[D].北京邮电大学，2015. [16]曹风兵，吴开贵，吴长泽.基于Hadoop的校园云计算系统[J].计算机系统应用，2011，20（6）：6-11. [17]张岩，郭松，赵国海.基于Hadoop的云计算试验平台搭建研究[J].沈阳师范大学学报（自然科学版），2013，31（1）：85-89. [18]蒋宁，李文，李鸿彬.基于Hadoop的云计算辅助教学平台研究[J].中国远程教育，2012（9）：79-82. [19]程靓坤.基于Ceph的云存储系统设计与实现[D].中山大学，2014.[20]CloudStack.Administration.Documentation[online].http：//docs.cloudstack.apache.org/projects/cloudstack-administration/en/4.6/[21]Ceph.Documentation[online].http：//http：//docs.ceph.com/docs/master/#[22]龙斌，周晴伦.基于CloudStack的旅行社电子商务解决方案[J].计算机时代，2014（3）：6-10. |
